專利名稱：激光束檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用激光束檢查半導(dǎo)體集成電路等試樣的裝置，具體而言，涉及通過以間接方式測量伴隨著照射激光束的該試樣的電阻值變化，而確定缺陷位置的激光束檢查裝置。
背景技術(shù)：
用以檢查半導(dǎo)體集成電路等試樣中內(nèi)部缺陷的裝置，有一種例如日本國專利特開第2001-4719號公報所揭示的光束照射加熱電阻變化(Optical Beam Induced Resistance Change；OBIRCH)測量裝置等激光束檢查裝置已為眾人所皆知。該OBIRCH測量裝置用以將激光束照射于試樣并測量源于伴隨光束熱所發(fā)熱的該試樣內(nèi)的電阻值變化。圖1是表示作為激光束檢查裝置的現(xiàn)有OBIRCH測量裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。如圖1所示，現(xiàn)有的OBIRCH測量裝置60，是在由激光發(fā)生源61射出的激光束光路上，配置用以使該激光束朝向與入射方向垂直的二維方向進行光柵掃描的激光掃描部62，與用以使經(jīng)掃描的激光束L聚束成微小光斑徑的顯微鏡63。在顯微鏡63的聚焦位置，則將半導(dǎo)體集成電路等試樣T配置于試樣臺64上。來自恒電壓源65的規(guī)定電壓施加于該試樣T。試樣T連接于包括運算放大器或反饋電阻等的電流/電壓變換器66。電流/電壓變換器66連接于系統(tǒng)控制部67，系統(tǒng)控制部67則進一步連接于監(jiān)視器68。系統(tǒng)控制部67也連接于激光掃描部62。進一步系統(tǒng)控制部67也連接于用以使試樣臺64的溫度維持成規(guī)定溫度的溫度控制部69。
由激光發(fā)生源61射出的激光束L，經(jīng)激光掃描部62在與光路上垂直的二維方向進行光柵掃描，并且以顯微鏡63聚光后照射于試樣T表面上的微細部位。該激光掃描是受到系統(tǒng)控制部67的控制。對于試樣T，是預(yù)先由恒電壓源65施加規(guī)定電壓，因而有規(guī)定電流流通于電路內(nèi)。受到激光束照射的試樣T的照射部位，其溫度將隨著吸收激光束而上升，并使其電阻率產(chǎn)生變化。因而流通于試樣T的電流量也會跟著變化。有空隙等缺陷的部位當(dāng)然應(yīng)該是導(dǎo)熱率較差，所以當(dāng)激光束照射到如此的位置時，由于熱不易向周圍散熱，溫度上升將變大。就結(jié)果來看，經(jīng)施加恒電壓的試樣的缺陷部位，不但電阻值變化會隨著溫度上升而增加同時電流值變化也會變大。
電流/電壓變換器66，則將經(jīng)檢測出的電流暫且予以放大后再變換成電壓，然后由該電流/電壓變換器66向系統(tǒng)控制部67轉(zhuǎn)送相當(dāng)于該變換的電壓值的檢測信號。系統(tǒng)控制部67則依照順序?qū)⒆鳛闄z測信號所得的電壓值的差變換成亮度信息，并在監(jiān)視器68顯示對應(yīng)于激光束照射位置所列出的影像信息。藉此即可由影像確認試樣T的缺陷部位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人等經(jīng)對于如前所述現(xiàn)有技術(shù)加以研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如下述課題。即此種OBIRCH測量裝置，固然被要求能對于會流通數(shù)百mA(毫安倍)至數(shù)A(安倍)大電流的試樣或被施加數(shù)十V至數(shù)千V的高電壓的試樣進行測量。而且也被要求能在另連接一個測試儀的狀態(tài)下進行測量。但是，上述日本國專利特開第2001-4719號公報所揭示的OBIRCH測量裝置60，是采取以直接方式檢測在試樣中流動的電流，并根據(jù)其電流值來檢查試樣T的缺陷的方法。因此，上述現(xiàn)有的OBIRCH測量裝置，若用在需要大電流或高電壓的試樣測量，則電流/電壓變換器66必然會受到大電流或高電壓的沖擊，以致有會造成該電流/電壓變換器66損壞的問題。因而有可能不能對應(yīng)于需要供給大電流或高電壓的試樣。再加上，如欲另外設(shè)置單獨的測試儀，則必須相對設(shè)置相稱于測試儀的電流/電壓變換器的檢測器，因而難于套用測試儀，事實上也是不可能。
另一方面，上述日本國專利特開第2001-4719號公報所揭示的OBIRCH測量裝置，是采取以直接方式檢測電流的方式，因而使電流經(jīng)過試樣臺流通時，試樣臺即將吸收微弱的電流變化或電壓變化，以致也有不能測出微小電流等的難題。
本發(fā)明是為解決上述課題所完成，其目的在于提供一種具有可在不再需要以直接方式檢測在試樣中流動的電流或所施加的電壓下，即可確定該試樣缺陷的結(jié)構(gòu)的激光束檢查裝置。
本發(fā)明的激光束檢查裝置，是通過使供照射試樣的激光束執(zhí)行掃描，以間接方式檢測對應(yīng)于伴隨照射激光束的試樣電阻值變化的電性變化，例如電流變化或電壓變化，借此確定該試樣的缺陷位置。
具體而言，以間接方式檢測電流變化時，本發(fā)明的激光束檢查裝置，其包括具有電源線路的電源，激光發(fā)生源，激光掃描部，磁場檢測裝置、以及系統(tǒng)控制部。上述電源線路包括可使電流由電源向試樣流通的第一電源線路，與可使電流由該試樣向該電源流通的第二電源線路。上述電源就是用以對于配置于上述電源線路上的試樣施加恒電壓的恒電壓源。上述激光發(fā)生源是用以產(chǎn)生供照射于試樣表面規(guī)定部位的激光束。上述激光掃描部是用以使激光束沿試樣表面執(zhí)行掃描。上述磁場檢測裝置是用以檢測因流通于電源線路的電流所產(chǎn)生的磁場變化。上述系統(tǒng)控制部是用以根據(jù)經(jīng)由磁場檢測裝置所檢測的在電源線路的磁場變化及激光束照射位置，以確定該試樣的電阻值變化部位(試樣的缺陷位置)。
如上述，本發(fā)明的激光束查裝置，并非是采取以直接方式檢測在試樣中流動的電流的方法，而是以磁場檢測裝置檢測因供給于該試樣的電流所產(chǎn)生的磁場變化，并且在產(chǎn)生該磁場變化時則判斷為有缺陷。如此，因為并非是直接檢測電流變化，而是以磁場檢測裝置檢測因電流所產(chǎn)生的磁場變化，所以可以單獨方式設(shè)置電源線路與磁場檢測裝置。因而即使在測量流動大電流的試樣的情況下，只要改用能對應(yīng)于該大電流的磁場檢測器，即可容易實施。
上述磁場檢測裝置，可使用SQUID磁通儀(superconductingquantum interference detectors；超導(dǎo)量子干涉儀)、霍爾元件(hall device)磁傳感器、磁通門傳感器、拾取器型磁傳感器、MO(magneto optic；磁光)元件傳感器、MR(magneto resistance；磁阻)元件傳感器、GMR(giant magneto resistance；巨磁阻)元件傳感器、TMR(tunnelingmagneto resistive；隧道磁阻)元件傳感器等。磁場檢測裝置只要使用這些磁場檢測傳感器，即可容易檢測出對應(yīng)于電流變化的磁場變化。尤其是作為硬磁盤驅(qū)動器的電磁式拾取器裝置而使用的MR元件傳感器、GMR元件傳感器、TMR元件傳感器等磁傳感器，由于其等是可檢測到局部的磁變化，所以即使為如同半導(dǎo)體裝置外部般的狹窄線距的布線間，也能選擇性地僅測量檢測對象的布線。
另外，本發(fā)明的激光束檢查裝置也可進一步包括用以安裝上述磁場檢測裝置于電源線路所需的安裝結(jié)構(gòu)。若設(shè)置如此的安裝結(jié)構(gòu)，即可簡便地對于電源線路裝卸磁場檢測裝置。
此外，本發(fā)明的激光束檢查裝置也可具有放大器，以放大由磁場檢測裝置所檢測的磁場變化檢測量。設(shè)置如此的放大器時，即使在檢查流通電流較小的試樣的情形下，也可確實地檢測出電流變化。檢查流動大電流的試樣時，當(dāng)然可不必使用該放大器。
本發(fā)明的激光束檢查裝置也可進一步具有噪聲除去機構(gòu)，以除去檢查磁場變化時所混入的噪聲。以間接方式測量電流變化量時，在利用對于試樣供給大電流的電源的情況下，由于該電源是獨立于檢測部，電源中存在的噪聲所造成對于檢測的影響將變大是必然的事。因此使用噪聲除去機構(gòu)來除去該噪聲，當(dāng)可除去電源等所引起的噪聲。其結(jié)果，S/N(信噪)比將提高，可實現(xiàn)高靈敏度的檢測。
再者，優(yōu)選為以上述放大器及噪聲除去機構(gòu)來構(gòu)成一鎖定放大器。該鎖定放大器由于具有放大器及噪聲除去機構(gòu)的雙功能，不但能實現(xiàn)信號放大且能除去噪聲，同時也可實現(xiàn)裝置全體的小型化。
另一方面，以間接方式檢測電壓變化時，本發(fā)明的激光束檢查裝置，其包括具有電源線路的電源，激光發(fā)生源，激光掃描部，電場檢測裝置、以及系統(tǒng)控制部。上述電源線路包括使電流由電源向試樣流通的第一電源線路，與使電流由該試樣向該電源流通的第二電源線路。上述電源就是用以對于配置于上述電源線路上的試樣施加恒電流的恒電流源。上述激光發(fā)生源是用以產(chǎn)生供照射于試樣表面規(guī)定部位的激光束。上述激光掃描部是用以使激光束沿試樣表面執(zhí)行掃描。上述電場檢測裝置是用以檢測因施加在試樣的電壓所產(chǎn)生的電場變化。至于上述系統(tǒng)控制部是用以根據(jù)經(jīng)由電場檢測裝置所檢測的電場變化及激光束照射位置來確定該試樣的電阻值變化部位(試樣的缺陷位置)。
如上述，本發(fā)明的激光束檢查裝置，并非是采取以直接方式檢測在試樣中流動的電流的方法，而是經(jīng)由電場檢測裝置檢測因施加在該試樣的電壓所產(chǎn)生的電場變化，并且在產(chǎn)生該磁場變化時則判斷為有缺陷。如此，因為并非是以直接方式檢測電壓，而是以電場檢測裝置檢測因該電壓所產(chǎn)生的電場變化，所以可以單獨方式設(shè)置電源線路與電場檢測裝置。因而即使在測量需要施加大電壓的試樣的情況下，只要使用對應(yīng)于該大電壓的電場檢測器，即可容易進行。
上述電場檢測裝置，可使用EO(電光)元件傳感器等。電場檢測裝置若使用此種傳感器，即可容易檢測出對應(yīng)于電壓變化的電場變化。
另外，本發(fā)明的激光束檢查裝置也可進一步具有用以將上述電場檢測裝置安裝于電源線路規(guī)定位置所需的安裝結(jié)構(gòu)。設(shè)置如此的安裝結(jié)構(gòu)，即可容易對于電源線路簡單裝卸電場檢測裝置。
此外，本發(fā)明的激光束檢查裝置也可進一步具有用以放大由電場檢測裝置所檢測的電場變化檢測量的放大器。設(shè)置如此的放大器時，即使在進行施加壓較小的電壓的試樣檢查的情形下，也可確實地檢測出電壓變化。檢查需要施加大電壓的試樣時，當(dāng)然可不必使用該放大器。
本發(fā)明的激光束檢查裝置也可進一步具有噪聲除去機構(gòu)以除去檢查電場變化時所混入的噪聲。以間接方式測量電壓變化量時，在使用對于試樣施加大電壓的電源的情況下，由于該電源是獨立于檢測部，電源中存在的噪聲所造成對于檢測的影響將變大是必然的事。于是使用噪聲除去機構(gòu)來除去該噪聲，當(dāng)可除去電源等所引起的噪聲。其結(jié)果，S/N(信噪)比將提高，可實現(xiàn)高靈敏度的檢測。
另外，優(yōu)選為以上述放大器及噪聲除去機構(gòu)來構(gòu)成一鎖定放大器。該鎖定放大器由于具有放大器及噪聲除去機構(gòu)的雙功能，不但能實現(xiàn)信號放大且能除去噪聲，同時可實現(xiàn)裝置全體的小型化。
本發(fā)明的各實施例，由下述詳細說明及附圖當(dāng)可更加明了。這些實施例僅用以舉例說明，并非用以限制本發(fā)明。
再者，本發(fā)明的更進一步的應(yīng)用范圍，由以下的詳細說明當(dāng)?shù)靡悦靼?。詳細說明及規(guī)定的事例，雖為本發(fā)明的較佳實施例，但是僅為舉例所列，對本領(lǐng)域的從業(yè)人員，顯然可由該詳細說明在本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)進行各種變形及改良。


圖1是表示現(xiàn)有OBIRCH測量裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖2是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第一實施例(OBIRCH測量裝置)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖3是表示拾取線圈型磁傳感器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4是表示霍爾元件型磁傳感器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖5是表示裝設(shè)有磁通門傳感器的測試儀板立體圖。
圖6是表示GMR元件傳感器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第二實施例(OBIRCH測量裝置)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖8是表示與第二實施例的OBIRCH測量裝置作比較的現(xiàn)有OBIRCH測量裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖9是表示第二實施例的OBIRCH測量裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖10是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第三實施例(OBIRCH測量裝置)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖11是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第四實施例(OBIRCH測量裝置)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
具體實施例方式
將本發(fā)明激光束檢查裝置的各實施例使用圖2至圖11詳加說明如下。圖的說明中，對于相同構(gòu)件、同一部位則附注以相同元件代表符號，并省略重復(fù)說明。
圖1是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第一實施例的OBIRCH測量裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
如圖1所示，在第一實施例的OBIRCH測量裝置M中，在由作為光源的激光發(fā)生源1所射出的激光束L的光路上，配置用以使該激光束L朝向與光路垂直的二維方向執(zhí)行光柵掃描的激光掃描部2與將經(jīng)掃描的激光束L聚光到微小光斑徑的顯微鏡3。
擺放在試樣臺4上的半導(dǎo)體集成電路等試樣T，是配置在顯微鏡3的焦點位置。恒電壓源6是經(jīng)由第一電源線路5及試樣臺4連接于試樣T的一端，電流是在通過該恒電壓源6對于試樣T施加恒電壓的狀態(tài)下供給試樣T。試樣T的另一端是經(jīng)由試樣臺4及第二電源線路7連接于恒電壓源6。磁場檢測裝置8是設(shè)在第二電源線路7或其附近。磁場檢測裝置8是用以檢測因在第二電源線路7流動的電流所產(chǎn)生的磁場變化，并作為相當(dāng)于該磁場變化的電流信號而輸出磁場信號。該磁場檢測裝置8可適用各種裝置。
磁場檢測裝置8是連接于具有放大功能的電流/電壓變換器9，對于該電流/電壓變換器9輸出檢測電流。電流/電壓變換器9則將由磁場檢測裝置8所輸出的檢測電流暫時予以放大，然后將該檢測電流變換成相當(dāng)于在第二電源線路7流動的電流的變化量的電壓值。電流/電壓變換器9是連接于系統(tǒng)控制部10，可將經(jīng)變換的電壓值作為檢測信號而輸出到系統(tǒng)控制部10。
系統(tǒng)控制部10是連接于監(jiān)視器11，用以根據(jù)由電流/電壓變換器9所輸出的檢測信號來產(chǎn)生供顯示于監(jiān)視器11所需的亮度信息。而且系統(tǒng)控制部10又連接于激光掃描部2，以控制激光束L對于試樣T的照射位置。并且由根據(jù)由電流/電壓變換器9依照順序作為檢測信號所得電壓值的差所產(chǎn)生的亮度信息，及由激光掃描部2的掃描位置所檢測出的激光束L的照射位置，施加規(guī)定的影像處理，以產(chǎn)生供監(jiān)視器11顯示的影像信號，然后輸出到監(jiān)視器11。監(jiān)視器11則將根據(jù)由系統(tǒng)控制部10所輸出的影像信號來顯示影像。
另一方面，溫度控制部12是連接于試樣臺4。該溫度控制部12又連接于系統(tǒng)控制部10，以系統(tǒng)控制部10控制溫度控制部12，以將試樣臺4的溫度調(diào)整成相稱于試樣T的適合溫度。
將具有如上述結(jié)構(gòu)的第一實施例激光束檢查裝置的動作及作用說明如下。在該激光束檢查裝置的OBIRCH測量裝置M，為檢查試樣T，則將試樣T擺放在試樣臺4上。以顯微鏡3聚束成規(guī)定光斑徑的激光束L是照射于該試樣T的表面。激光掃描部2則將經(jīng)聚束的激光束L沿該試樣T表面作光柵掃描。此時，試樣臺4是由溫度控制部12控制在規(guī)定溫度。在進行激光束L的光柵掃描的期間，在經(jīng)由恒電壓源6對于試樣T施加恒電壓的狀態(tài)下所供給的電流，將通過第一電源線路5及第二電源線路7。相當(dāng)于由通過該第二電源線路7的電流所產(chǎn)生磁場變化的電流，作為檢測電流將由磁場檢測裝置8生成。檢測電流供給電流/電壓變換器9，以暫時予以放大后變換成相當(dāng)于電流變化量的電壓值。該經(jīng)變換的電壓值將作為檢測信號而輸出到系統(tǒng)控制部10。在系統(tǒng)控制部10，則依照順序由根據(jù)作為檢測信號所得的電壓值的差來進行規(guī)定的影像處理(產(chǎn)生亮度信息)，并對于監(jiān)視器11輸出影像信號。于是監(jiān)視器11將顯示根據(jù)該影像信號的影像。
此時，試樣T若已產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，當(dāng)激光束L照射到該缺陷部位時，將產(chǎn)生發(fā)熱所引起的電阻值變化。根據(jù)該電阻值變化，第二電源線路7的電流值將變化。該第二電源線路7的電流值一變化，因第二電源線路7的電流所產(chǎn)生的磁場將變化。于是磁場檢測裝置8將檢測伴隨該電流變化的磁場變化。該磁場變化將經(jīng)由電流/電壓變換器9作為檢測信號(相當(dāng)于電流變化量的電壓值)向系統(tǒng)控制部10輸出。在系統(tǒng)控制部10，則依照順序由根據(jù)作為檢測信號所得的電壓值的差來產(chǎn)生亮度信息(影像處理)。此時，系統(tǒng)控制部10則以由試樣T上的激光照射位置與所產(chǎn)生的亮度信息的關(guān)系來確定試樣T中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷的位置，并實行有缺陷產(chǎn)生的意思的監(jiān)視器顯示。因而根據(jù)監(jiān)視器11的顯示，即可檢測到試樣T中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。
在如此的試樣T的檢查中，該激光束檢查裝置的OBIRCH測量裝置M，并非是直接檢測流通于電源線路5、7的電流，而是檢測因在第二電源線路7流動的電流所產(chǎn)生的磁場變化。因此，即使在進行須由恒電壓源6供給大電流的試樣T的缺陷檢查時，伴隨大電流而來的極大負荷不再會施加到磁場檢測裝置8。因而即使在進行被施加大電流的試樣的缺陷檢查，也可在基本上不用擔(dān)心伴隨供給大電流而帶來檢測儀被破壞的情況下進行缺陷檢查。
接著，說明可使用于本發(fā)明激光束檢查裝置的OBIRCH測量裝置M的磁場檢測裝置8。可適用于該OBIRCH測量裝置M的磁場檢測裝置8，則有一種如圖3所示的拾取線圈型磁傳感器20。如該圖3所示，拾取線圈型磁傳感器20包括基臺21，基臺21上則設(shè)置環(huán)狀的鐵氧體線圈22。第二電源線路7是卷繞在鐵氧體線圈22的局部，連接器23是裝設(shè)在與第二電源線路7卷繞的位置相對的位置。第二電源線路7是經(jīng)過試樣臺4連接于試樣T，通過試樣T的電流流通于第二電源線路7。另一方面，在第二電源線路7流動的電流一產(chǎn)生變化，則將在鐵氧體線圈22造成磁通變化，因此根據(jù)該磁通變化即可檢測到第二電源線路7的電流變化(產(chǎn)生感應(yīng)電流)。另外，連接器23是連接于電流/電壓變換器9，因而可將對應(yīng)于在第二電源線路7流動的電流變化而在鐵氧體線圈22所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，作為檢測電流而輸出到電流/電壓變換器9。
如上述的拾取線圈型磁傳感器20，當(dāng)在第二電源線路7流動的電流一有變化時，鐵氧體線圈22的磁場亦將產(chǎn)生變化，所以相當(dāng)于該磁場變化量的電流(感應(yīng)電流)可經(jīng)由連接器23來加以檢測，然后作為檢測電流而輸出到電流/電壓變換器9。電流/電壓變換器9將根據(jù)相當(dāng)于由連接器23所輸出的磁場變化量的感應(yīng)電流，以間接方式檢測流通于試樣T的電流變化。因而使用如上述拾取線圈型磁傳感器20，即可以高精確度下檢測電流變化。
另外，磁場檢測裝置8也可使用圖4所示的霍爾元件型磁傳感器30。如圖4所示，霍爾元件型磁傳感器30是與圖3所示的拾取線圈型磁傳感器20同樣地包括基臺31，并在基臺31上設(shè)置環(huán)狀的鐵氧體線圈32。第二電源線路7是卷繞在鐵氧體線圈32全體。并且在鐵氧體線圈32的局部設(shè)置霍爾元件33，在霍爾元件33附近的位置則設(shè)置連接器34。
如上述使用設(shè)有霍爾元件33的霍爾元件型磁傳感器30，即可在高精確度下檢測到電流變化，同時可容易檢測在大電流下的電流變化。
再者，磁場檢測裝置8也可使用圖5所示的磁通門傳感器40。如圖5所示，磁通門傳感器40是包括安裝部41(包括在安裝結(jié)構(gòu))與主體部42。主體部42是具備高導(dǎo)磁率鐵心與線圈，且經(jīng)由安裝部41裝設(shè)在試樣臺4上第二電源線路7的附近。該安裝部41是對于試樣臺4可裝卸自如，因而通過裝卸安裝部41，即可使主體部42對于試樣臺4裝卸自如。
使用如上述的磁通門傳感器40，即可在更高精確度下檢測磁場變化。而且安裝部41是構(gòu)成為對于試樣臺4裝卸自如，因此即可因應(yīng)流通于試樣T的電流大小等來選擇搭配適當(dāng)大小的磁場傳感器。
再者，本發(fā)明激光束檢查裝置中的磁場檢測裝置8，也可使用高溫超導(dǎo)薄膜(superconducting quantum interference detectors超導(dǎo)量子干涉儀)傳感器(下稱為SQUID傳感器)。使用該SQUID傳感器(SQUID磁通儀)，即可以在更高精確度下檢測電流變化。除上述外，磁場檢測裝置8也可使用MR(magnetoresistance磁阻)元件傳感器、利用固體的磁的克爾效應(yīng)以光檢測電流變化的MO(magnetooptic磁光)元件傳感器、GMR(giant magnetoreistive巨磁阻)元件傳感器、TMR(tunneling magnetoresistive隧道磁阻)元件傳感器等。
尤其是上述MR元件傳感器、GMR元件傳感器、TMR等元件傳感器等，是作為硬磁盤驅(qū)動器的磁式拾取裝置而被使用的磁傳感器，能檢測到局部的磁變化，因而，即使為半導(dǎo)體裝置外部的狹窄線距的布線間，也能選擇性地只對于成為檢測對象的布線實施測量。例如，圖6是表示廣泛被使用于硬磁盤驅(qū)動器等的GMR元件傳感器的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，GMR元件傳感器是具備接近于電源線路7所配置的GMR頭92、與以夾著該GMR頭92的方式所配置的屏蔽板91a、91b。GMR頭92具有一受到磁場影響，電阻即將變化的性質(zhì)。因此，若對于施加恒電壓的GMR頭92預(yù)先供給檢測電流I，則由于該GMR頭92的電阻會對應(yīng)于電源線路7附近的磁場變化而變化，所以就結(jié)果而言，電源線路7附近的磁場變化即可作為檢測電流I的變化來檢測。
接著，就本發(fā)明的激光束檢查裝置說明如下。圖7是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第二實施例的OBIRCH測量裝置50的概括結(jié)構(gòu)的方塊圖。該第二實施例的OBIRCH測量裝置是在使用LSI(大規(guī)模集成電路)測試儀51以取代上述第一實施例的恒電壓源6的這一點，與第一實施例不相同。另外，圖7雖然省略激光發(fā)生源及激光掃描部，但是該第二實施例也與第一實施例(圖2)同樣地具備激光發(fā)生源及激光掃描部。在該第二實施例的OBIRCH測量裝置50中，半導(dǎo)體集成電路等試樣T是擺放在試樣臺4上，LSI測試儀51是經(jīng)由第一電源線路5、第二電源線路7、及試樣臺4連接于試樣T。LSI測試儀51是對于試樣T施加為測試試樣T所需的恒電壓。以由激光發(fā)生源所產(chǎn)生并由激光掃描部朝向箭頭標(biāo)記S方向掃描的激光照射于試樣T。
在第二電源線路7，磁場檢測裝置8是設(shè)置于試樣臺4的附近位置。該磁場檢測裝置8是與上述第一實施例同樣地可使用如圖3至圖5所示各種傳感器中任一者的傳感器。磁場檢測裝置8是連接于放大器52。經(jīng)由磁場檢測裝置8所檢測，相當(dāng)于磁場強度的電流是輸出到放大器52，放大器52是用以將此電流予以放大。并且放大器52是連接于監(jiān)視器11，將根據(jù)由經(jīng)放大的電流所變換而來的電壓值所產(chǎn)生的影像信號顯示于監(jiān)視器11。依照顯示于該監(jiān)視器11的信息，即可檢測因在第二電源線路7流動的電流變化所產(chǎn)生的磁場變化。
在該第二實施例的OBIRCH測量裝置50，仍以與上述第一實施例相同的順序?qū)⒓す庹丈溆谠嚇覶上。另外，以由LSI測試儀51施加恒電壓的狀態(tài)下照射于試樣T的激光束將執(zhí)行掃描。執(zhí)行激光束掃描時，則以磁場檢測裝置8檢測因在第二電源線路7流動的電流所產(chǎn)生的磁場變化。在放大器52，則將相當(dāng)于由磁場檢測裝置8所檢測到的磁場變化量的電流予以放大，并根據(jù)從該放大的電流所變換的電壓值來產(chǎn)生影像信號(變動成分)。然后使該變動成分顯示于監(jiān)視器11即可間接地檢測出電流變化。其結(jié)果，根據(jù)該電流變化即可確定試樣T中的缺陷部位。
于圖8表示使用LSI測試儀51的現(xiàn)有OBIRCH測量裝置。如圖8所示現(xiàn)有OBIRCH測量裝置70，一向是將第二電源線路7拉長后串聯(lián)連接于電流測量裝置71，并將經(jīng)由電流測量裝置71所測量的電流變化量顯示于監(jiān)視器11，根據(jù)該電流變化量來檢測試樣T的缺陷，但是由于其須將電流測量裝置71串聯(lián)連接，以致必須拉長第二電源線路7，結(jié)果造成該部分的電流變化量會衰減。因而有可能漏測微弱的電流變化。
與其相對，本第二實施例的OBIRCH測量裝置50，其磁場檢測裝置8是設(shè)置于試樣臺4附近，即試樣T附近。因而可在因通過第二電源線路7造成電流變化量的衰減之前，檢測到磁場變化。因此可以高精確度下實施試樣T的缺陷檢查。而且即使為微弱的電流變化，經(jīng)由放大器9將檢測出的磁場變化量予以放大，便可確實地檢測該電流變化。
另外，圖9是表示第二實施例的變形例的OBIRCH測量裝置53的結(jié)構(gòu)圖。在該變形例的OBIRCH測量裝置53，磁場檢測裝置54是裝設(shè)于設(shè)在試樣臺4與試樣T間的電源線路，其余的結(jié)構(gòu)是與圖7所示的第二實施例OBIRCH測量裝置50相同。另外，該變形例也包括在第一實施例(圖2)中的激光發(fā)生源及激光掃描部。如此般使磁場檢測裝置54設(shè)在試樣臺4與試樣T間的電源線路，且由該電源線路檢測磁場變化，藉此即使為會被試樣臺4吸收的微小信號也可加以檢測。因此可以精度良好地檢測該部分的磁場變化。
再者，如圖10所示，本發(fā)明的激光束檢查裝置也可利用鎖定放大器以作為放大器。圖10就是表示本發(fā)明激光束檢查裝置的第三實施例OBIRCH測量裝置55的結(jié)構(gòu)的方塊圖。該圖10所示的OBIRCH測量裝置55，如與圖2所示第一實施例的OBIRCH測量裝置M相較，則在設(shè)置作為放大器的鎖定放大器56以取代電流/電壓變換器9這一點不相同。在鎖定放大器56與磁場檢測裝置8間設(shè)置預(yù)放大器57，且鎖定放大器56是連接于信號產(chǎn)生器58。而且在激光發(fā)生源1與激光掃描部2間配置光調(diào)制器59，且該光調(diào)制器59是連接于信號產(chǎn)生器58。光調(diào)制器59可使用例如AO調(diào)制器、削波器等。
在具有上述結(jié)構(gòu)的OBIRCH測量裝置55，由信號產(chǎn)生器58產(chǎn)生的調(diào)制信號是輸出到光調(diào)制器59與鎖定放大器56。接收到調(diào)制信號的光調(diào)制器59則將來自激光發(fā)生源1的激光加以強度調(diào)制，向鎖定放大器56輸出的調(diào)制信號則作為該鎖定放大器56的同步信號加以利用。在試樣T所感應(yīng)的電流變化，作為電流值由磁場檢測裝置8加以檢測，該檢測電流則將通過預(yù)放大器57以輸出到鎖定放大器56。在鎖定放大器56，則將與經(jīng)由信號產(chǎn)生器58輸出的調(diào)制信號同步的成分予以抽取后，將相當(dāng)于作為檢測信號所放大的檢測電流值的電壓值，輸出到系統(tǒng)控制部10。系統(tǒng)控制部10則使接收到的檢測信號，同步于基于激光掃描部2的激光束掃描，使其變換成亮度信息，以產(chǎn)生影像信號，并在監(jiān)視器11上顯示根據(jù)該產(chǎn)生的影像信號的影像。
如上述作為放大器而使用鎖定放大器，藉此即能放大信號，同時也能除去存在于電氣信號的噪聲。因而可提高S/N比，實現(xiàn)高靈敏度檢測。
以上是就本發(fā)明的較佳實施例加以說明，本發(fā)明并非限定于如上述實施例。例如，上述實施例是在對于試樣T施加恒電壓的狀態(tài)下由電流變化檢測磁場變化，也可采取例如將供給試樣T的電流改為恒電流而由電壓變化來檢測電場變化的方式。此時，可用來檢測電場的電場檢測裝置，可使用EO元件等。
具體而言，圖11是作為本發(fā)明激光束檢查裝置的第四實施例所表示的具備恒電流源86及電場檢測裝置85的OBIRCH測量裝置80的結(jié)構(gòu)的方塊圖。該圖11所示第四實施例的OBIRCH測量裝置80，是除具備恒電流源86以取代上述第一實施例的恒電壓源6，并且具備用以將因試樣T中缺陷(電阻值變化部位)所產(chǎn)生的電壓變化作為電場變化而檢測的例如EO元件等電場檢測裝置85之外，其余則具有與該第一實施例(圖2)相同的結(jié)構(gòu)。
因此，試樣T若有內(nèi)部缺陷存在，當(dāng)激光束L照射到該缺陷部位時，則將產(chǎn)生因發(fā)熱引起的電阻值變化。根據(jù)該電阻值變化，施加于試樣的電壓亦將變化(連接于試樣的電源線路間的電位差會變化)。由于該電位差變化，電場將變化。電場檢測裝置85則將檢測伴隨該電流值變化的電場變化。該電場變化將經(jīng)由電流/電壓變換器9作為檢測信號(電壓值)，輸出到系統(tǒng)控制部10。系統(tǒng)控制部10則根據(jù)由依照順序作為檢測信號所得電壓值的差來產(chǎn)生亮度信息(影像處理)。此時，系統(tǒng)控制部10則由試樣T上的激光照射位置與所產(chǎn)生的亮度信息的關(guān)系，規(guī)定試樣T中產(chǎn)生內(nèi)部缺陷的部位，并以監(jiān)視器作有缺陷存在的意思的顯示。因此根據(jù)監(jiān)視器11的顯示即可檢測到試樣T中內(nèi)部缺陷的存在。
在如此的試樣T的檢查時，該激光束檢測裝置的OBIRCH測量裝置80，并非是直接測量施加在試樣T的電壓，而是檢測因電源線路5、7間的電位差變化所產(chǎn)生的電場變化。因此，即使在進行由恒電流源86施加了高電壓的試樣T的缺陷檢查時，電場檢測裝置85不會受到伴隨高電壓的極大的負荷。所以，即使為被施加高電壓的試樣的缺陷檢查，也可在幾乎在無須顧慮因施加高電壓引起檢測器損壞的狀態(tài)下進行缺陷檢查。
根據(jù)以上所述，可進一步作各種變形，這樣的變形不能認為脫離本發(fā)明的思想和精神范圍，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講是顯而易見的改良，應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的利用性如前所述，若依照本發(fā)明，則在不必直接檢測在試樣中流動的電流或施加于該試樣的電壓下進行試樣缺陷檢查，借此即可提供一種可實施供給大電流或施加高電壓的試樣等的缺陷檢查的激光束檢查裝置。
權(quán)利要求
1.一種激光束檢查裝置，其特征在于，包括恒電壓源，具有用于流動規(guī)定量電流的電源線路，對配置在該電源線路上的試樣施加規(guī)定量的電壓；激光發(fā)生源，產(chǎn)生向所述試樣表面的規(guī)定部位照射的激光束；激光掃描部，使所述激光束沿所述試樣表面掃描；磁場檢測裝置，檢測因在所述電源線路流動的電流所產(chǎn)生的磁場變化；和系統(tǒng)控制部，根據(jù)由所述磁場檢測裝置所檢測到的所述電源線路的磁場變化及所述激光束的照射位置，確定所述試樣的電阻值變化部位。
2.如權(quán)利要求1所述的激光束檢查裝置，其特征在于，所述磁場檢測裝置包括SQUID磁通儀、霍爾元件磁傳感器、磁通門傳感器、拾取線圈型磁傳感器、MO元件傳感器、MR元件傳感器、GMR元件傳感器及TMR元件傳感器中的任一個。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有用于將所述磁場檢測裝置安裝于所述電源線路的規(guī)定部位的安裝結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1～3之任一所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有用于放大來自所述磁場檢測裝置的磁場變化檢測信號的放大器。
5.如權(quán)利要求1～4之任一所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有除去在來自所述磁場檢測裝置的磁場變化檢測信號中包含的噪聲的噪聲除去機構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1～3之任一所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有鎖定放大器，該鎖定放大器包括放大器，放大來自所述磁場檢測裝置的磁場變化檢測信號；和噪聲除去機構(gòu)，除去在來自所述磁場檢測裝置的磁場變化檢測信號中包含的噪聲。
7.一種激光束檢查裝置，其特征在于，包括恒電流源，具有用于流動規(guī)定量電流的電源線路，對配置在該電源線路上的試樣施加規(guī)定量的電壓；激光發(fā)生源，產(chǎn)生向所述試樣表面的規(guī)定部位照射的激光束；激光掃描部，使所述激光束沿所述試樣表面掃描；電場檢測裝置，檢測因施加在所述試樣的電壓而產(chǎn)生的電場變化；和系統(tǒng)控制部，根據(jù)由所述電場檢測裝置檢測到的電場變化及所述激光束的照射位置，確定所述試樣的電阻值變化部位。
8.如權(quán)利要求7所述的激光束檢查裝置，其特征在于，所述電場檢測裝置包括EO元件。
9.如權(quán)利要求7或8所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有用于將所述電場檢測裝置安裝于所述電源線路的規(guī)定部位的安裝結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求7～9之一所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有放大來自所述電場檢測裝置的電場變化檢測信號的放大器。
11.如權(quán)利要求7～10之任一的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有除去在來自所述電場檢測裝置的電場變化檢測信號中包含的噪聲的噪聲除去機構(gòu)。
12.如權(quán)利要求7或8所述的激光束檢查裝置，其特征在于，還具有鎖定放大器，該鎖定放大器包括放大器，放大來自所述電場檢測裝置的電場變化檢測信號；和噪聲除去機構(gòu)，除去在來自所述電場檢測裝置的電場變化檢測信號中包含的噪聲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用激光束檢查半導(dǎo)體集成電路等試樣的缺陷的激光束檢查裝置。該激光束檢查裝置，以間接方式檢測與通過對于供給恒電流或施加恒電壓的試樣照射激光束、并使該激光束沿試樣表面掃描而產(chǎn)生的該試樣的電阻值變化對應(yīng)的電流變化或電場變化。例如，該電流變化是，以磁場檢測裝置檢測因在設(shè)在恒電壓源與試樣間的電源線路中流動的電流所產(chǎn)生的磁場變化的方式間接測量，且經(jīng)檢測該磁場變化即可確定試樣的缺陷位置。
文檔編號G01R31/28GK1739034SQ20048000246
公開日2006年2月22日 申請日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者寺田浩敏, 鈴木宏叔, 石塚利道 申請人:浜松光子學(xué)株式會社