(57)【要約】走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）（２０）は、被検導体（ＣＵＴ）７０に励起電流を、そして、必要に応じて、近接配置された基準導体（７２）に基準電流を印加する電流源（２７）を含んでいる。加速試験の際に、ＳＭＭ（２０）は、基準導体（７２）によってＣＵＴ（７０）の熱ドリフトを補正する。空気流を案内するポンプ（３３）やコールドフィンガ（８０）などのヒートシンク（３１）により、センサ（２１）を冷却することができる。センサは、ＣＵＴ（７０）の走査を接触モードから非接触モードに切り替えることができる。ＳＭＭ（２０）及び本方法は、エレクトロマイグレーションが発生した際にＣＵＴ（７０）内のエレクトロマイグレーションを計測し、その画像をＣＵＴ（７０）の形状などの時間の経過に伴う表現に取り纏め、誘電体材料（ＤＭ）（７８）の下のワイヤの断面面積の関数としてエレクトロマイグレーションを計測し、ＣＵＴ（７０）の電気的パラメータを判定し、ＣＵＴ（７０）上におけるＤＭ（７８）の厚さを最適化するのに有用である。更に、このＳＭＭ（２０）及び方法は、温度、励起電流、物理応力、好ましくない環境、エージング、半導体の「バーンイン」、又は照射などのその他の応力印加状態に起因するＣＵＴ（７０）の形態的変化を計測するのに有用である。
2005520136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検導体（ＣＵＴ）の形態における時間の経過に伴う変化を計測する方法において、
被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す段階と、
第１時点において、前記ＣＵＴに関連する第１の二次元（２Ｄ）磁界マップを走査型磁気センサによって計測する段階と、
第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第２の二次元（２Ｄ）磁界マップを計測する段階と、
前記第１磁界マップを第１電流密度画像に、前記第２磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階であって、それぞれの画像は、サブミクロン分解能によって前記ＣＵＴの形態と電流分布を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、異常ホール効果（ＥＨＥ）センサ、及び正常ホール効果（ＯＨＥ）センサからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＣＵＴの温度がいずれかの時点において約５０℃を上回った場合に、前記ＣＵＴの熱ドリフトについて、前記第１及び第２磁界マップから得られた計測データを補正する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記熱ドリフトについて補正する段階は、形態的な変化を経験させることなしに基準導体に基準電流を流す段階と、前記基準導体の近傍において２Ｄ磁界基準マップを計測する段階と、前記磁界基準マップに対して前記第１及び第２磁界マップをアライメントする段階と、を有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記基準導体を流れる前記基準電流は、前記ＣＵＴを流れる前記励起電流よりも小さい請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ＣＵＴは、前記ＣＵＴの幅の５倍を上回ると共に有効温度相関距離を下回る距離だけ、前記基準導体から離隔している請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ＣＵＴと前記基準導体は、前記第１磁界マップ及び前記基準マップを計測する際に実質的に同一の温度に維持されている請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＵＴの形態の時間の経過に伴う変化を示すように、前記第１及び第２電流密度画像を順番に表示する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１又は第２磁界マップの少なくともいずれかを計測する際に、前記センサをヒートシンクによって冷却する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
その内部に前記ＣＵＴが配設されている試験片の表面から離隔した前記走査型磁気センサによって予備の２Ｄ磁界マップを計測する段階を更に有し、前記第１及び第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階は、その計測の際に、前記センサと前記表面を接触させる段階を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記センサの熱劣化を回避するべく、前記センサが前記表面と接触状態にない場合に、前記試験片を応力印加温度Ｔstressに上昇させ、次いで、規定されたインターバルにより、相対的に低い温度Ｔopにおいて走査する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記センサは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを有し、前記方法は、前記ＧＭＲセンサによって規定されているピン止めレイヤの磁気配向を再度ピン止めするべく、前記ＧＭＲセンサに電流パルスを印加する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサを有し、前記方法は、前記ＭＴＪセンサによって規定されているピン止めレイヤの磁気配向を再度ピン止めするべく、前記ＭＴＪセンサに外部磁界パルスを印加する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１４】
磁界センサを有する走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）であって、
被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す第１回路と、
既知の形状を規定する基準導体に基準電流を流す第２回路と、
前記ＣＵＴによって生成される２Ｄ磁界マップを取得する磁界センサであって、サブミクロンの分解能を有する磁界センサと、
前記ＣＵＴ及び前記基準導体に対して前記センサを移動させる手段と、
前記ＣＵＴの熱ドリフトを補正するソフトウェアと、
前記２Ｄ磁界マップを電流密度画像に変換するソフトウェアと、
を更に有するＳＭＭ。
【請求項１５】
前記センサは、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、又はＩｒＭｎの合金からなる反強磁性レイヤを含む請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項１６】
ヒートシンクを更に有する請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項１７】
前記ヒートシンクは、前記センサに熱的に結合されており、前記ヒートシンクは、前記センサに向かって案内されるガスの流れを有している請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ヒートシンクは、前記センサに熱的に結合されたコールドフィンガを有する請求項１６記載のＳＭＭ。
【請求項１９】
誘電体材料のレイヤが前記ＣＵＴと前記センサ間に配設されている請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２０】
前記センサを移動させる前記手段は、前記ＤＭの温度がＴopである場合に、前記センサを移動させて前記ＤＭの表面と接触状態におき、前記ＤＭの温度がＴopを上回った場合に、前記センサを移動させて前記表面との接触状態から外す段階を有し、ここで、Ｔopは、所定の安全動作温度である請求項１９記載のＳＭＭ。
【請求項２１】
前記ＣＵＴに対して前記センサを移動させる前記手段は、前記センサが前記ＣＵＴから距離ｚ1だけ離隔した際に、第１分解能を有する磁界マップを計測するべく、前記センサを第１速度で移動させる手段と、前記センサが前記ＣＵＴから距離ｚ2だけ離隔した際に、第２分解能を有する磁界マップを計測するべく、前記センサを第２速度で移動させる手段と、を有する請求項１９記載のＳＭＭ。
【請求項２２】
前記センサが前記ＣＵＴ内におけるエレクトロマイグレーションの発生を検出した場合に、前記センサを前記第２速度から前記第１速度に自動的に移動させる手段を更に有し、ここで、ｚ2＞ｚ1である請求項２１記載のＳＭＭ。
【請求項２３】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、異常ホール効果（ＥＨＥ）センサ、及び正常ホール効果（ＯＨＥ）センサからなる群から選択される請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２４】
前記基準電流は、前記励起電流よりも小さく、別個の電流源又は異なる電気抵抗を介したものである請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２５】
前記第１回路に電流を供給する第１電源と、前記第２回路に電流を供給する第２電源と、を更に有する請求項２４記載のＳＭＭ。
【請求項２６】
前記ＣＵＴに関連する時間の経過に伴う一連の検知２Ｄ磁界マップを、前記ＣＵＴの形態における時間の経過に伴う変化を表す一連の時間の経過に伴う電流密度画像に変換するソフトウェアを更に有する請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２７】
誘電体材料の下に配設された被検導体（ＣＵＴ）の幅（ｗ）を判定する方法であって、
誘電体材料のオーバーレイレイヤの表面からの前記ＣＵＴの深さを判定する段階と、
前記ＣＵＴに電流を流す段階と、
前記ＣＵＴ上方の前記センサの高さ（ｈ）において、前記磁気センサによって前記ＣＵＴ内の前記電流に関連する磁界を計測する段階と、
前記ＣＵＴの幅を横断して前記磁界の空間プロファイルのピーク間間隔（ｄPTP）を計測する段階と、
ｄPTP＝（４ｈ2＋ｗ2）1/2に数学的に等しい関係を使用して前記幅を判定する段階と、
を有する方法。
【請求項２８】
試験片の表面の下に配設されたワイヤ内の正規化された電流密度を判定する方法であって、
走査型磁気センサに隣接して試験片の表面を配設する段階と、
前記表面の下に配設されたワイヤに励起電流を流す段階と、
前記表面上方の高さｚ1において、前記走査型磁気センサによって、第１の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記表面上方の高さｚ2において（ここで、ｚ2＞ｚ1＞０である）、前記走査型磁気センサによって、第２の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
電磁連続式を採用することにより、前記第１及び第２電流密度画像を正規化する段階と、
を有する方法。
【請求項２９】
被検導体（ＣＵＴ）内のエレクトロマイグレーションの時間の経過に伴う変化を表す方法であって、
基準導体に基準電流を流す段階と、
第１時点及び第２時点においてＣＵＴに励起電流を流す段階と、
走査型磁気センサにより、前記第１時点において、前記ＣＵＴに関連する第１の検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
走査型磁気センサにより、前記第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第２の検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記基準導体に対して前記第１及び第２検知磁界マップのそれぞれをアライメントする段階と、
前記第１及び第２検知２Ｄ磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
前記第１及び第２電流密度画像を順番に表示する段階と、
を有する方法。
【請求項３０】
前記検知磁界からデータのスパイクを除去することにより、或いは、所定の大きさを有するスパイクを自動的に検出した際に行データを自動的に再取得することにより、センサのヒステリシスを補正する段階を更に有する請求項３０記載の方法。
【請求項３１】
ワイヤの断面面積の関数としてエレクトロマイグレーションを計測する方法であって、
第１断面面積と、前記第１のものとは異なる第２断面面積を規定するワイヤを提供する段階と、
前記ワイヤにわたって実質的に均一な厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、
前記ワイヤに励起電流を流す段階と、
前記ワイヤの第１断面面積に関連する第１の２Ｄ磁界マップと、前記ワイヤの第２断面面積に関連する第２の２Ｄ磁界マップと、を計測する段階と、
前記第１の２Ｄ磁界マップを第１の電流密度画像に、前記第２の磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階であって、それぞれの画像は、前記ワイヤ内のエレクトロマイグレーションの影響を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項３２】
ワイヤを覆う誘電体材料の厚さの関数としてエレクトロマイグレーションを計測する段階であって、
実質的に均一な厚さを規定するワイヤを提供する段階と、
前記ワイヤの第１部分において第１厚さを、前記ワイヤの第２部分において第２厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、
前記ワイヤに励起電流を流す段階と、
前記ワイヤの前記第１部分に関連する第１の２Ｄ磁界マップと、前記ワイヤの前記第２部分に関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記ワイヤの前記第１部分又は前記第２部分に、エレクトロマイグレーションによって生じた形態が発生しているかどうかを判定する段階と、
を有する方法。
【請求項３３】
前記誘電体材料は、ＣＵＴの長さにわたって継続的に変化する厚さを規定している請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
導電体が基板から剥離しているかどうかを判定する方法であって、
基板と導体を提供する段階と、
前記導体に電流を流す段階と、
第１時点において、サブミクロン分解能を具備する走査型磁気センサにより、前記基板に接合された前記導体に関連する第１の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
第２時点において、前記走査型センサにより、前記導体に関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２の２Ｄ磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
深さ検出法を使用して前記第１及び第２電流密度画像を比較し、前記導体が前記基板から剥離しているかどうかを判定する段階と、
を有する方法。
【請求項３５】
被検導体（ＣＵＴ）の形態における時間の経過に伴う変化を計測する方法であって、
応力印加条件を前記ＣＵＴに適用する段階と、
前記ＣＵＴに励起電流を流す段階と、
それぞれ第１及び第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第１及び第２の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２磁界マップを第１及び第２電流密度画像にそれぞれ変換する段階であって、それぞれの画像は、前記ＣＵＴ内の形態と電流分布を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項３６】
前記応力印加条件は、前記ＣＵＴを流れる電流、周辺温度を上回る温度への前記ＣＵＴの温度上昇、前記ＣＵＴのエージング、前記ＣＵＴの直近における湿度、前記ＣＵＴの直近における周辺圧力を上回る圧力、前記ＣＵＴに対する物理的な応力、前記ＣＵＴの半導体「バーンイン」、又は照射の中の少なくとも１つを有している請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
基準導体又は局所的温度計測のいずれかによって熱ドリフトを補正する段階を更に有する請求項３５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、サブミクロン分解能によって電流密度を高温で画像化する磁気顕微鏡及び技法に関し、更に詳しくは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ又は巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを使用してエレクトロマイグレーションを分析する磁気顕微鏡及び技法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロマイグレーション（ＥＭ）障害は、半導体産業が直面する最も困難な問題の１つとして残されている。ＥＭは、微細な伝導ワイヤや素子を流れる大電流によって電子流の方向に原子拡散が発生するプロセスである。この現象は、熱によって活性化され、指数法則で電流密度に依存していることから、温度の上昇と共に幾何級数的に強力になる。ＥＭは、高電流密度（約１００ｋＡ／ｃｍ2）及び高温（５０℃超）で動作する集積回路（ＩＣ）内における最も一般的な障害メカニズムの１つである。物理的には、電子と原子格子間における運動量の移動により、原子拡散が発生し、微細なワイヤ内に空孔、即ち、「ボイド（ｖｏｉｄ）」が生成される。これらのボイドは、移動、結合、分割可能であって、十分に理解できない驚くほどに複雑なダイナミクスを呈することになる。そして、この拡散プロセスにより、最終的には、微細なワイヤの破損及び機能停止が発生することになる。ＥＭによって生じる不良の数がわずかなものであっても、ＩＣの機能が停止してしまう場合がある。半導体業界における導体小型化の趨勢の継続的な進行に伴い、将来のＩＣは、更に高い電流密度と更に高い動作温度で動作することになると考えられる。そして、この趨勢の継続に伴い、ＥＭ障害メカニズムの重要性が継続的に増大することになろう。
【０００３】
ＥＭは、周知のように、複雑であって、ワイヤの組成、微細構造、及び寸法、周辺動作条件、更には、オーバーレイヤの厚さや組成などの多くの要因によって左右される。但し、通常の動作条件においてＥＭがＩＣ動作上の大きな問題となるには、数ヶ月から数年を要する。従って、ＥＭの試験は、ＩＣの通常の動作条件よりも高い温度（＞１５０℃）と格段に大きな電流密度（０．５〜５ＭＡ／ｃｍ2）を特徴とする加速試験条件において、実質的にすべてが実施されており、この結果から、通常の動作パラメータを推定している。このように、ＥＭは、ＩＣ製造に大きな影響を与える難しい問題であるため、現在、学術と産業の両分野において、この現象の解明に多くのグループが取り組んでいる。
【０００４】
（エレクトロマイグレーションの研究方法）
現時点においてＥＭを研究する技法には、いくつかのものが存在しており、これには、平均故障時間（ＭＴＦ）の計測、抵抗の計測評価、雑音の計測、及び顕微鏡による検査が含まれる。しかし、残念ながら、後述するように、これらの技法は、いずれもＥＭを十分に解明することができない。
【０００５】
即ち、平均故障時間（ＭＴＦ）計測の場合には、ＩＣのＥＭに対する抵抗力の定量的な尺度は提供されるものの、ＥＭプロセスの実際のダイナミクスを解明することはできない。これらの計測においては、明白な障害状態が実現するまで、多くの導体に対して応力を印加する。そして、障害状態が実現した後に、統計的な分析により、ＥＭに起因するＩＣの障害予測に関する情報を得ることができる。
【０００６】
抵抗計測評価及び雑音計測の両技法の場合には、様々な時点における導体の電気的特性に関する正確な情報を取得可能であるが、この種の試験結果の解明は、多くの場合に困難であって、サンプル内で発生している微細構造の変化に関する情報を取得することはできない。
【０００７】
顕微鏡検査法の場合には、走査型電子顕微鏡検査法（ＳＥＭ）と透過型電子顕微鏡検査法（ＴＥＭ）の両方が使用される。ＳＥＭ及びＴＥＭによれば、ＥＭによって損傷したサンプルの微細構造を画像化することができる。しかしながら、サンプルを準備するための要件により、ＳＥＭ及びＴＥＭ法は、いずれも破壊的であって、使用できるのは、誘電体のオーバーレイヤによって「埋め込まれた」状態にはないサンプルに対してのみである。すべてのＩＣは、活性レイヤを保護するべく保護レイヤを含んでいる。そして、ＥＭプロセスは、この保護膜の付与によって大きな影響を受けることから、ＳＥＭ及びＴＥＭの価値は限定的である。又、これらの技法の場合には、ＴＥＭによる研究のために集束イオンビーム（ＦＩＢ）を使用してサンプルを剥がすなどの入念で時間のかかるサンプルの準備手順が必要である。又、これらの技法における更なる欠点は、ＥＭによって生じるボイドの厚さに関する定量的な情報をほとんど得ることができないことである。
【０００８】
現在利用可能なその他の技術の場合にも、これまでのところ、ＥＭに関する更なる情報取得の試みにおいて十分な成果を挙げるには至っていない。
【０００９】
（磁気検知技術）
物理的な物体は、物体の表面近傍において検知可能な磁界（Ｈ）を生成する。磁気検知技術を使用することにより、この磁界分布の「画像」を取得することができる。この種の画像は、顕微鏡でやっと見えるほどに空間的に微細なものであり、磁界強度も微弱である。しかしながら、これらの画像によれば、物体内における固有の電気的及び磁気的プロセスの重要なシグネチャーが明らかになる。例えば、磁気薄膜の磁気画像は、その内部磁気ドメインの構造を明示している。ＩＣチップ内部の電流は、外部磁界を生成するが、この外部磁界には、電流密度の空間的変動に関する情報だけでなく、チップ上の様々なコンポーネントが動作する周波数に関する情報も含まれている。第二種超伝導体も曲がりくねった磁束ラインを生成するが、これを画像化し、この構造及びダイナミクスから、その基本特性を明らかにすることができる。
【００１０】
サンプル表面における磁気特性検出のために現在使用されている技術には、様々なものが存在する。これらには、電子ホログラフィー、偏光分析を伴う走査型電子顕微鏡検査法（ＳＥＭＰＡ）、光磁気顕微鏡検査法、走査型磁気顕微鏡検査法（ＳＭＭ）が含まれる。
【００１１】
電子ホログラフィーとＳＥＭＰＡにおいては、高真空操作とデリケートなサンプルの準備が必要である。これらの技術によれば、いずれの場合にも、良好な空間分解能を有する静止磁界画像を得ることができる。しかしながら、機器が高価であって、その操作に高度な技術的スキルを必要とする。光磁気顕微鏡は、比較的単純なシステムであり、時間分解画像化に適している。しかしながら、その磁界感度及び空間分解能が乏しい。尚、これらの技法の多くは、漂遊磁界ではなく、磁化に対して敏感であるため、簡便に適用するには不向きであることに留意された。
【００１２】
走査型磁気顕微鏡は、ＳＱＵＩＤやホール効果素子などの磁気検知素子を具備しており、これらをサンプルに対して物理的に走査して局所的磁界画像を取得する。ＳＱＵＩＤプローブは、非常に高感度であるが、分解能が乏しく（〜３０μｍ）、その動作に極低温が必要である。一方、ホールプローブは、周辺条件において動作可能であるが、感度が低い。又、磁力顕微鏡検査法（ＭＦＭ）と呼ばれる技法を使用した磁気チップを具備する顕微鏡の場合には、計測できるのが磁界の傾きのみであって、電流の画像化に適用した際のその有用性については、まだ実証されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
つまりは、高分解能を有する時間経過型又はリアルタイム型のＥＭ画像化技術として成功し現在市販されているものは存在しない、というのが結論である。従って、ＩＣ形状のサイズの縮小と金属レイヤ数の増加の趨勢に鑑み、ＥＭの画像化に適した商業的に実用的な技法の開発が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本明細書における開示内容の現時点における好適な実施例によれば、以上及びその他の問題点が克服され、その他の利点が実現する。本発明の一態様によれば、被検導体（ＣＵＴ）の形態における時間の経過に伴う変化を計測する方法が提供される。この方法は、被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す段階と、走査型磁気センサにより、第１時点において、ＣＵＴと関連する第１の二次元（２Ｄ）磁界マップを計測する段階と、第２時点において、ＣＵＴに関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、第１磁界マップを第１電流密度画像に、第２磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階と、を含んでおり、これらの画像のそれぞれは、サブミクロン分解能によってＣＵＴの形態と電流分布を表している。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）は、被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す第１回路と、基準導体に基準電流を流す第２回路と、を含み、基準導体は、既知の形状を規定している。又、このＳＭＭには、ＣＵＴによって生成される二次元の磁界マップを画像化する磁界センサも含まれている。このセンサは、サブミクロン分解能を有しているが、このような高分解能は、ＣＵＴが損傷を示す領域などの試験片の特定の領域においてのみ使用するのが有利である。センサがＣＵＴ又は誘電体材料オーバーレイヤの表面に近接している際に最良の分解能を得ることができる。又、このＳＭＭには、ＣＵＴ及び基準導体に対してセンサを移動させる手段、ＣＵＴの熱ドリフトを補正するソフトウェア、及び二次元の磁界マップを電流密度画像に変換するソフトウェアも含まれている。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、誘電体材料の下方に配設された被検導体（ＣＵＴ）の幅（ｗ）を判定する方法が開示される。この方法は、誘電体材料の表面からのＣＵＴの深さを判定する段階と、ＣＵＴに電流を流す段階と、ＣＵＴ上方のセンサの高さ（ｈ）において、電流に関連する磁界を磁気センサによって計測する段階と、ＣＵＴの幅方向において空間的磁界プロファイルのピーク間間隔（ｄPTP）を計測する段階と、ｄPTP＝（４ｈ2＋ｗ2）1/2に数学的に等しい関係を使用して幅を判定する段階と、を含んでいる。
【００１７】
又、本発明には、ワイヤ内における正規化された電流密度を判定する方法も含まれている。この方法は、走査型磁気センサの近傍に試験片の表面を配設する段階と、試験片の表面の下方に配設されたワイヤに励起電流を流す段階と、表面上方の高さｚ1において、走査型磁気センサによって第１の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、表面上方の高さｚ2において、走査型磁気センサによって第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、を含んでおり、ここで、ｚ2＞ｚ1である。この方法は、前述の正規化された電流密度画像を生成するためにパラメータとして使用されるｄ及びｚを自動的に判定するためのデコンボリューションアルゴリズムである。
【００１８】
本発明の重要な一態様は、被検導体（ＣＵＴ）内におけるエレクトロマイグレーションの時間の経過に伴う変化を表す方法である。この方法は、基準導体に基準電流を流す段階と、第１時点及び第２時点においてＣＵＴに励起電流を流す段階と、走査型磁気センサにより、第１時点において、ＣＵＴに関連する第１検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、第２時点において、ＣＵＴに関連する第２検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、基準導体に対して第１及び第２検知磁界マップのそれぞれをアライメントする段階と、第１及び第２検知磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、第１及び第２電流密度画像を順番に表示する段階と、を含んでいる。この種の複数の画像を映画として表示することにより、エレクトロマイグレーションの時間的な変化の詳細をグラフィカルに示すことができる。
【００１９】
本発明の別の重要な態様は、ワイヤの断面面積の関数としてエレクトロマイグレーションの変化を計測する方法である。この方法は、第１断面面積と、この第１のものとは異なる第２断面面積と、を規定するワイヤを提供する段階と、このワイヤの全長にわたって実質的に均一な厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、を含んでいる。又、この方法は、ワイヤに励起電流を流す段階と、ワイヤの第１断面面積に関連する第１の２Ｄ磁界マップと、ワイヤの第２断面面積に関連する第２の２Ｄ磁界マップと、を計測する段階と、を更に含んでいる。又、この方法は、第１磁界マップを第１電流密度画像に、第２磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階を更に含んでおり、これらの画像のそれぞれは、ワイヤ内のエレクトロマイグレーションによって生じる形態と電流分布を表している。
【００２０】
本発明の別の重要な態様は、ワイヤを覆う誘電体レイヤの厚さの関数としてエレクトロマイグレーションを計測する方法であり、この方法は、ワイヤの最適な厚さの判定に使用可能である。この方法は、実質的に均一な厚さを規定するワイヤを提供する段階と、ワイヤの第１部分において第１の厚さを規定し、ワイヤの第２部分においては第２の厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、を含んでいる。又、この方法は、ワイヤに励起電流を流す段階と、ワイヤの第１部分に関連する第１の２Ｄ磁界マップとワイヤの第２部分に関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、エレクトロマイグレーションによって生じた形態がワイヤの第１部分又は第２部分に発生しているかどうかを判定する段階と、を更に伴っている。
【００２１】
本発明の別の重要な態様は、ＣＵＴに温度上昇の経験を強いる応力印加（例：エレクトロマイグレーション、集積回路の「バーンイン試験」、熱応力印加など）の結果生じるＣＵＴの形態変化を計測する方法と、高温の影響とこれに関連する複雑性の解明に関連する方法である。
【００２２】
本発明の別の態様は、導電体が基板から剥離しているかどうかを判定する方法である。この方法は、基板と導体を提供する段階と、導体に電流を流す段階と、走査型磁気センサにより、第１時点において、基板に接合されている導体に関連する第１の二次元磁界マップを計測する段階と、第２時点において、導体に関連する第２の二次元磁界マップを計測する段階と、を含んでいる。又、この方法は、第１及び第２磁界マップを第１及び第２電流密度マップに変換する段階と、これらの電流密度マップを比較して、導体が剥離しているかどうかを判定する段階と、を更に含んでいる。
【００２３】
本発明の更に別の重要な態様は、ＣＵＴの形態の時間の経過に伴う変化を計測する方法であって、この形態の変化は、ＣＵＴ内のＤＣ電流、周辺温度を上回る温度、エージング、湿度及び圧力などの環境条件、固有又は外来の物理的応力、半導体の「バーンイン」試験、或いは粒子ビームや光などの照射などの１つ又は複数の応力印加条件に起因するものであってよい。この方法は、ＣＵＴに対して、１つ又は複数の前述の応力印加条件を適用する段階を伴っている。又、この方法は、ＣＵＴに励起電流を流す段階と、第１時点において、ＣＵＴに関連する第１の２Ｄ磁界マップと、第２時点において、ＣＵＴに関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、第１磁界マップを第１電流密度画像に、第２磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階と、を更に伴っており、これらの画像のそれぞれは、所与の時点における前述の様々な条件の影響下にあるＣＵＴ内の形態と電流分布を表している。又、必要に応じて、基準導体又は局所的温度測定法を使用し、熱ドリフトを補正可能である。
【００２４】
これらの開示内容の上述及びその他の態様については、添付図面との関連で、好適な実施例に関する以下の詳細な説明を参照することにより、更に明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１〜図３に示されている好適な実施例においては、本発明の走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）２０は、平行移動するステージと、このステージ２６上に取り付け可能な試験片２５に対して磁気センサ２１を移動させるモーションコントローラと、センサ２１の周りに構成された電子回路、という３つの主要コンポーネントに分割可能である。磁気センサ２１は、試験片２５の表面上方におけるセンサ２１の高さを制御するための静電容量計や類似の手段、或いはこの種のその他のセンサ用の位置制御装置を含むことができる。好ましくは、ステージ２６は、試験片２５の温度を制御できるようにＰＣ５０にインターフェイスされた加熱要素及び温度コントローラなどによって加熱される。現時点において好適な実施例においては、０．１ミクロンの空間分解能を有するＡｅｒｏｔｅｃｈ  ｓｅｒｉｅｓ  ３００リニア平行移動サーボモーター２２Ａ〜２２Ｃにより、センサ２１に対して試験片２５を移動させる。試験片２５は、それ自身がサーボモーター２２Ｂ、２２Ｃによって移動する２軸（ｘ、ｙ）の平行移動ステージ２６上に、真空、接着剤、又は取付具を介して取り付けられる。センサ２１は、第３ステージ２２Ａを使用して垂直方向（ｚ）に平行移動するマウント２８に固定されており、旋回軸３２を中心として動作可能な片持ち梁３０によって（或いは、垂直シャフトによって）試験片２１の上方において吊下可能である。サーボモーター２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのそれぞれは、リニアエンコーダ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、又は等価な絶対位置決め機能を含んでいる。電流源２７を使用して、例えば、数〜数百ｋＨｚの励起電流を試験片２５に供給すると共に、この電流源は、後述するロックイン増幅のための基準周波数をも供給する。好ましくは、この電流源２７は、ＤＣロックイン増幅において基準となるＡＣ励起電流を試験片２５に供給する。又、このような電流源は、計測用の交流（ＡＣ）に加えて、ＣＵＴに応力を印加するべく、エレクトロマイグレーションと同様の大直流（ＤＣ）を供給することができる。ステージ２６は、重い基部２４上、又は振動を軽減するための振動絶縁ステージ上に構築されている。任意選択の広角度ズーム光学顕微鏡３４を使用して、試験片の表面６４に対するセンサ２１の位置を検査することができる。好ましくは、センサ２１は、試験片表面６４に沿って移動する（図３を参照されたい）。レーザーを使用し、クワッドフォトダイオード３９と連係してマウント２８の背面側の反射表面からのレーザービーム３８の反射を検知することにより、センサ２１の高さを正確に制御可能である。ヒートシンク３１をセンサ２１に熱的に結合することにより、高温動作の際にセンサ２１の内部に蓄積される熱を極小化することができる。一実施例においては、ポンプ３３は、排出端３７を規定するチューブ３５に沿って空気などのガスを案内し、排出端３７は、センサ２１と試験片２５間のインターフェイスに近接配置され、インターフェイス領域から熱を除去するガスの流れを供給する。又、コールドフィンガを使用してセンサを冷却することも可能である。
【００２６】
一実施例においては、センサ２１は、磁気ハードドライブ内に使用されているＧＭＲスピンバルブ読み取り／書き込みヘッドである。ＤＣ源４２は、〜５ｍＡの検知電流をセンサ２１に供給する。センサ２１は、任意選択のホイートストンブリッジ４０内に組み込まれており、２つの交差したショットキーダイオードとシャント抵抗器を含む保護ブロック４４によって電圧サージから保護されている。又、センサ２１は、好ましくは、静電気放電による損傷を回避するべく、データ取得の際を除いて、常に接地されている。ブリッジ４０の出力は、差動前置増幅器４５を通じてロックイン増幅器４３に伝達される。磁気センサ２１の空間分解能は、両次元（ｘ、ｙ）において、サブミクロンレベルであり、主走査方向において、０．１μｍより悪化することはない。磁気画像は、好ましくは、物理的接触状態又は近傍に位置した状態において、サンプルを横断してセンサ２１をラスタリングすることにより、取得可能である。データ取得ボード４６、４８により、データの迅速な収集が実現され、ＬａｂＶＩＥＷ（商標）ソフトウェアが稼働するＰＣなどのコンピュータ５０を使用することにより、プロセス全体が自動化及び制御される。この技法の信号対雑音比は、試験片２５内の電流密度、ロックインパラメータ、走査（ラスタリング）速度、変調周波数、センサ２１と試験片２５の電流搬送ワイヤ７０、７２間における誘電体材料のオーバーレイヤの厚さ（存在する場合）を含む（但し、これらに限定されない）様々なパラメータによって左右される。２〜３ｍＡの振幅を有する通常の変調電流を使用した場合には、１５０：１を上回る信号対雑音比を得ることができる。センサ２１に、静電容量計などの、試験片２５からの高さを制御する手段が含まれている場合には、好ましくは、その他の計測データと統合するべく、計測した高さをフィードバックループ５１によってＰＣにフィードバックする。
【００２７】
ＭＴＪセンサ２１の現時点における好適な一実施例は、高真空スパッタリングシステムによって製造されるものであり、これによれば、サブミクロンの空間分解能、ヒステリシスのない線形応答、及び高温における動作が提供される。
【００２８】
この実施例においては（図３Ａを参照すれば）、製造プロセスは、室温におけるマルチレイヤ薄膜の高真空スパッタリング形成によって始まる。自由レイヤ５６からピン止めレイヤ５４を分離するＡｌ2Ｏ3のトンネルバリアレイヤ５２は、２〜７分の間、１００ｍＴｏｒｒのＯ2中において、厚さ６〜２０Åを有するＡｌレイヤをプラズマ又は自然酸化させることによって（或いは、この２つを組み合わせることによって）形成される。ピン止めレイヤ５４は、強磁性（ＦＭ）薄膜（通常、パーマロイ又はＣｏ）であり、これは、隣接する反強磁性（ＡＦＭ）膜（例：ＦｅＭｎ及びＰｔＭｎ）５８によって交換バイアスされている。一方、自由レイヤ５６は、バリアレイヤ５２の反対側に配置されたバイアスされていないソフトな強磁性薄膜である。センサ２１は、選択的に線形応答を示すが、これは、ピン止め方向を自由レイヤ５６の磁化容易軸に対して垂直にすることによって実現される。シリコンウエハ基板（図示されてはいない）上に、ＭＴＪマルチレイヤセンサ２１を形成した後に、センサ２１の磁気ヒステリシスループをＳＱＵＩＤ磁力計によって計測し、この結果から、様々な磁気レイヤのヒステリシスサブループを観察することができる。それぞれのループの形状と磁界オフセットを使用して、レイヤとインターフェイスの品質に関する情報を取得する。このマルチレイヤ本体に検知電流６０を流し、ｚ軸に沿った磁界を計測する。
【００２９】
図３Ｂは、図３Ａのものに類似したセンサ２１を示しているが、この場合には、更なるバイアス電流６２が走査面（ｘ−ｙプレーン）に平行に印加されている。このバイアス電流６２により、バイアス磁界が生成される。図３Ｃには、図３Ａや図３Ｂのものなどのセンサ２１が試験片２５との関係において示されているが、この場合には、マウント２８を貫通してセンサ２１から熱を吸収するべく配置された（即ち、センサに対して熱的に結合された）コールドフィンガ８０を有している。このコールドフィンガ８０は、加速試験における過剰な熱の吸収からセンサを保護するべく、センサ用のヒートシンクとして機能する。このコールドフィンガ８０は、好ましくは、その上部にセンサが構成されているシリコンウエハ（図示されてはいない）と接触した状態にあり、好ましくは、極低温又は冷却された流体が循環している。図示のごとく、試験片２５は、導体７０を覆う誘電体材料のレイヤ７８を含んでいる。センサをステージ２６に取り付け、励起電流２７を導体７０に流す。励起電流２７として応力印加電流を使用する場合などの加速試験の際には、導体７０及び試験片が急激に加熱される傾向を有している。試験片の温度が高い条件においては、導体７０から距離ｈだけ（試験片の表面６４から非ゼロの距離ｚだけ）離隔した状態で、センサ２１をｘ−ｙ面において走査可能である（非接触モード）。本明細書に記述されているこのセンサ２１は、誘電体材料レイヤ７８の下に埋め込まれた導体７０に関連する磁界を計測する能力を有すると共に、導体７０内のエレクトロマイグレーションの形態を画像化する十分な分解能を有している。
【００３０】
エレクトロマイグレーションの画像化における問題点の１つは、加速試験の条件に通常関係している高温（＞１５０℃）において、センサが一般に動作可能ではない点にある（少なくとも、その発生に伴ってエレクトロマイグレーションを分解するのに十分な精度を有してはいない）。又、高温においては、ワイヤ、即ち、被検導体（ＣＵＴ）の物理的な位置が、摂氏１度当たり、２ミクロン程度変化する可能性がある。この現象は、熱ドリフトと呼ばれるものであり、この熱ドリフトとは別個にエレクトロマイグレーションのみを表すには、この現象を考慮しなければならない。本発明の一態様によれば、基準導体を使用して熱ドリフトを補正することができる。図４Ａには、ＣＵＴ７０と同一の試験片２５内に配設された基準導体７２が示されている。ＣＵＴ７０に近接する集積回路（ＩＣ）内の大部分のトレースラインは、基準導体７２として機能することができる。この基準導体７２は、ＣＵＴ７０と平行であるか、或いは、ＣＵＴ７０と離隔したものであってよく、既知の寸法で構成されており、好ましくは、ＣＵＴ７０と同一の規模であることが好ましい。基準導体７２は、既知の方式によってＣＵＴ７０の外形に沿っている必要があり、理想的には、両横方向における補正のために、曲がったパターンに見られるような多数の同一直線上には並んでいない基準点を含んでいる必要がある。そして、例えば、エレクトロマイグレーションに起因する形態的な変化から基準導体７２を保護することが好ましい。図４Ａの構成の場合には、抵抗器７４を基準導体と直列に使用することにより、２つの導体７０、７２を同一の電流源２７に並列接続した際に、ＣＵＴ７０を流れる応力印加電流と比べて、基準導体７０を流れる電流（基準電流）を削減している。尚、この抵抗器７４は、一般的なコンポーネント抵抗器であってもよいが、この代わりに、ＣＵＴ７０と比較して、相対的に長い基準導体７２を通る回路経路とするだけでもよい。尚、ＳＭＭ２０のコンポーネントとしては、磁界マップを認識して基準ライン７２及びＣＵＴ７０に関連する電流密度に変換し、熱ドリフトを自動的に補正するソフトウェア及び回路が含まれている。
【００３１】
図４Ｂの構成は、代替構成を示しており、この場合には、ＣＵＴ７０を駆動する励起電流源２７とは別個の基準電流源７６に基準導体７２が接続されている。センサ２１が導体７０を走査する際に、別個の回路及びソフトウェアによって抵抗を計測し、局所的温度を算出できるように、基準導体７２の寸法と抵抗の温度計数が既知であることが好ましい。これにより、基準導体７２は、それぞれのデータポイントごとに温度計として機能できるようになる。基準導体７２は、図４ＡにおけるようにＣＵＴ７０と並列状態であってもよく、或いは、図４Ｂにおけるように、別個の回路上にあってもよい。図４Ｂの実施例においては、励起電流源２７は、基準電流源７６が供給するものよりも大きな電流を供給しており、この場合には、抵抗器７４は、あってもなくてもよい。図４Ａ及び図４Ｂのそれぞれは、ｘ−ｙ面内において見たものであり、この場合に、センサは、ｙ方向において（即ち、導体７０、７２の幅方向に）導体７０、７２を走査する。次いで、センサ２１は、ｘ方向において、小さな増分だけ、シフトし、ｙ方向の走査を繰り返す。この走査プロセスは、ＣＵＴ７０に属する対象の領域全体の走査が完了するまで継続される。この結果、ＣＵＴ７０及び基準導体７２の両方に関するデータがセンサ２１によって収集される。低基準電流により、基準導体７２は、エレクトロマイグレーション又は形態的な変化を経験することはないが、ＣＵＴは形態的な変化を経験する。そして、これらの導体はいずれも同一の熱ドリフトを共有していることから、２つの導体の相対的な平均離隔距離は、変化することなく維持されることになり、この結果、熱ドリフトの影響を補正する方法が提供され、ＣＵＴ７０と基準導体７２の近接領域内に同一程度だけ存在するはずの熱ドリフトと、エレクトロマイグレーションに起因するＣＵＴ７０の形態的変化を区別できるようになる。尚、基準導体７２とＣＵＴ７０に関連する磁界は、センサ２１を走査することにより、異なる時点において、単一のセンサ２１によって検知することも可能であり、或いは、この代わりに、センサ２１のペア又はアレイによって同時に検知し、走査プロセスを加速化することも可能である。
【００３２】
図５Ａは、ワイヤの幅の関数としてエレクトロマイグレーションを計測するのに採用可能な変化する幅ｗを規定するＣＵＴ７０の概略図である。ワイヤの形態及び障害プロファイルは、誘電体の厚さ及び材料の影響を受けることから、従来においては、それぞれが実質的に均一な厚さの誘電体材料によって覆われた様々な幅のワイヤに対して加速試験を適用していた。そして、この障害分析の結果である複数のワイヤの障害特性に基づいて、特定のワイヤ幅を選択していたのである。一方、本発明によるＳＭＭ及び方法の場合には、エレクトロマイグレーションの影響をその発生の際に直接的に画像化可能であるために、図５Ａに示されているものなどの単一のワイヤを一回又は複数回走査することにより、この分析を実行可能である。従来同様に、励起電流源２７から、幅が変化するＣＵＴ７０に励起電流を供給する（尚、このＣＵＴ７０は、最終製品（例：集積回路）におけると同様に、実質的に均一な厚さの誘電体材料によって被覆されている）。次いで、センサ２１が、ＣＵＴ７０の幅を横断するｙ方向において、１行のデータを走査して磁界を計測し、次いで、ＣＵＴ７０の異なる幅を横断して別の行データを走査する。そして、これらの行ごとの磁界データを二次元（２Ｄ）の磁界マップに統合し、これをＣＵＴ７０内のエレクトロマイグレーションに起因する形態的変化をグラフィカルに表す電流密度画像に変換するのである。大部分のＩＣは、幅の異なるワイヤを具備していることから、この技法は、ワイヤのエレクトロマイグレーションに対するワイヤ幅の影響を計測するべく使用するのがが実用的であるが、この技法は、ワイヤの断面面積に応じたエレクトロマイグレーションを計測する際にも同様に有効である。
【００３３】
同様に、図５Ｂは、誘電体材料（ＤＭ）７８によって覆われた実質的に均一な幅を規定するワイヤ７０の試験の様子を横から見た（即ち、ｘ−ｚ面）図である。ＤＭ７８は、変化する厚さｔを規定している。このワイヤ７０の走査は、図５Ａを参照して説明したものと同様であり、従って、１行の走査により、ＤＭレイヤ７８の第１の厚さの磁気データが取得され、別の行の走査により、ＤＭレイヤ７８の別の厚さの磁気データが取得されることになる。この形状（即ち、ＤＭレイヤ７８の変化する厚さ）を使用することにより、エレクトロマイグレーションに対するオーバーレイヤの厚さの影響を検討可能である。従来技術による技法の場合には、複数の実質的に等価なワイヤを、異なるレイヤの厚さを有する単一タイプの誘電体材料によって被覆し、障害に至るまで、それぞれのワイヤを試験することにより、誘電体材料のレイヤの厚さをワイヤに整合させている。ＳＭＭ２０を使用してＣＵＴ７０内の形態的な変化の進展を計測することにより、あらゆる誘電体材料について、エレクトロマイグレーションを最も効果的に抑制する最適な厚さを容易に選択することができる。
【００３４】
又、高温又は高励起電流による応力印加状態において発生し得るＣＵＴ７０の潜在的な変形を判定することも有用である。本発明を使用することにより、図５Ｃに示されているように、剥離領域８８を検知可能であり、ＣＵＴ７０は、この領域内において、基礎を構成する基板８６から分離している。マウント２８に装着されたセンサ２１を試験片２５上において走査する。この試験片は、シリコンなどの基板８６を有しており、この基板上に、全体構造を覆う誘電体材料のレイヤ７８と共に（又は、これなしに）、導体ＣＵＴ７０が取り付けられている。前述のように、励起電流源２７により、ＣＵＴ７０に電力を供給し、センサ２１により、関連する磁界を走査する。励起電流が応力印加電流である場合には、センサ２１を熱から保護するべく、センサ２１を非接触モードで走査可能であり、この場合には、センサは、好ましくは、ヒートシンクに熱的に結合される。このようなケースにおいては、センサは、センサとＣＵＴ７０間に一定の距離ｈを維持しつつ、非接触モードで走査することになろう。そして、剥離８８が存在する場合には、磁界マップとこの結果生成される電流密度画像から、正常な（剥離していない）部分との対比において、剥離した部分８８が容易に明らかとなる。従って、ＳＭＭ２０は、既に障害が発生しているＩＣ又は導体の調査ツールとしても使用可能であり、ＣＵＴ７０の幅に関する知識から、後述する式に示されているように、ピーク間データ間隔ｄptpを使用して深さを算出可能である。即ち、センサ２１を使用して、ＣＵＴ７０の様々な部分に関連する磁界のピークを計測する。これにより、深さの違いは容易に判定可能であり、これを使用することにより、誘電体レイヤが正常な（即ち、割れたり破裂したりしていない）場合にも、剥離を指摘することができるのである。
【００３５】
本発明の分解能とリアルタイム能力の一例として、様々な形状を有する多数の電流搬送ワイヤを、まずパターン化し、次いで、走査した。図６Ａには、このようなワイヤの１つ６７の形状が示されている（これには、三角形の刻み目が含まれている）。このワイヤ６７に、周波数が８０ｋＨｚの２ｍＡの変調電流を流して走査することにより、図６Ｂに示されている生の２Ｄ磁界マップが得られた。
【００３６】
センサ２１によって検知される面外の磁界データ（例：ｚ成分）を面内の電流分布（例：ｘ及び／又はｙ成分）に変換する。尚、本明細書において使用しているこの「面内」という用語は、センサ２１に近接する試験片２５の表面６４に平行な面を意味している。磁界のいずれか１つの成分に関する知識により、電流密度の両方の面内成分を絶対的に判定可能である。有効なセンサの高さｈ（これは、この変換にとって重要なパラメータである）は、既知の寸法の電流搬送ワイヤ（例：基準ワイヤ７２）における実験及び分析結果の比較によって算出する。磁界を電流密度に変換するアルゴリズムを適用することにより、電流密度の両方の面内（ｘ、ｙ）成分が得られる。図６Ｃは、図６Ｂの生の磁界マップから変換された電流密度画像であり、図６Ａに示されている刻み目が入ったワイヤ６７を流れる電流密度の水平成分の算出結果を示している。ワイヤ６７を流れる電流の合計が判明しているため、磁気センサを較正することなしに、これらのデータを正規化して実際の電流密度値を容易に提供可能である。或いは、この代わりに、既知のパラメータを有する試験サンプルを走査し、このデータを逆の方式で使用することにより、磁気センサの磁界感度を判定することも可能である。尚、図６Ｃの画像を取得する際には、データの最適化やスムージングアルゴリズムは使用していない。又、図６Ｃには、刻み目において発生する電流のクラウディングが直接的に示されている。
【００３７】
図６Ｃなどの画像は、電流密度を使用してワイヤの形状を表すことができると共に、少なくとも２つの時点において電流密度を計測することにより、このような複数の画像によって、エレクトロマイグレーションの影響によって時間の経過と共に形状がどのように変化するかを表すことができることを示している。このような画像化に使用するセンサ２１は、個々のアプリケーションに応じて、ＭＴＪ、ＧＭＲ、又はホール効果（正常又は異常）センサであってよい。通常、ＭＴＪ及びＧＭＲは、高温試験に適しており、ＭＴＪの場合には、その相対的に優れた磁界感度が好ましい。熱ドリフトを補正する際には、基準導体７２は、ＣＵＴから一定の距離内に位置する必要があり、これにより、熱ドリフトに起因して予想される抵抗の変化が、望ましいシステム分解能と比較して無視できる程度になる。時系列に複数の画像を順番に表示することにより、ＣＵＴ７２内のエレクトロマイグレーションに関する「映画」を編成することができる。
【００３８】
接触モード（例：スキャナが試験片の表面と接触状態にある）と非接触モード（例：スキャナが試験片の表面とは接触状態にない（好ましくは、間隔は、＜１〜２ミクロンである））の走査間においてセンサをスワッピングすることにより、センサの温度を制御できると共に、データ収集の速度を向上させることができる。高応力印加電流をＣＵＴ７２に印加する際には、前述のように、センサを非接触モードで走査し、ヒートシンクによって効果的に冷却することができる。非接触モードを使用することによって分解能は低下するが、応力印加電流をＣＵＴ７０に印加している際には、分解能を極大化させる必要はない。又、この場合には、ピクセルサイズを大きくすることが可能であり、これに相応して、時間が重要なアプリケーションにおいて、システム速度を向上させることができる。そして、この相対的に低い分解能において不良が検出された場合には、応力印加電流を励起電流に引き下げ、センサを損傷しない温度まで試験片を冷却する。次いで、相対的に高温度及び非接触の低走査分解能において先ほど検出した不良について、相対的に優れた分解能を有する接触モードにおいて、センサにより、試験片を走査することができる。非接触モードにおいては、分解能が低く、且つ、エレクトロマイグレーションの影響がまだ主要な対象になっているわけでもないため、非接触モードにおいては、接触モードよりも格段に高速でセンサを走査することが好ましい。この非接触モードから接触モードへの遷移（及びこの逆）は、初期状態からの磁界振幅の最小限の変動に基づいて、又は、サンプルの電気抵抗における最小限の変化により、又は、形態の変化を示すＣＵＴ７０内のデータピークの近接性における最小限の変化により、或いは、これら３つの組み合わせにより、実行可能である。非接触モードにおいては、センサ２１は、既知であって損傷してない導体の既知の理論的プロファイルに沿った所定の経路を走査することができる。そして、一般的には、検知した磁界が、この理論的なプロファイルを十分に逸脱した場合に、センサにより、接触モードで走査し、ＣＵＴ７０内の更なる詳細を解明することになる。
【００３９】
一般に、ＣＵＴ７０上におけるセンサ２１の走査によってデータを蓄積する際には、データのスパイクを除去し（これらは、センサのヒステリシスに起因するものである）、全体のデータからそれぞれの行データごとの平均値を減算することにより、低周波数のデータドリフトをフィルタリングによって除去する。前述のように、データ行をアライメントし、熱ドリフトを補償する。非接触電流計測の場合には、それぞれの行データをその行データを収集した際の計測電流によって除算することにより、電流変動を補正する。そして、磁界データを電流密度データに変換し、画像化し、すべての画像を電流密度に応じて着色し（或いは、その他の方法で区別し）、それぞれの画象をビットマップ又はＴＩＦＦ画像に変換し、これらの画像をエレクトロマイグレーションの時間の経過に伴う変化を示す「映画」として編集する。必要に応じて、連続の式により、それぞれのデータ行における電流密度を１つの値に正規化することができる。
【００４０】
温度が上昇した場合などの特定の例においては、センサのピン止めレイヤが脱ピン止め状態（ｕｎｐｉｎｎｅｄ）となり、磁化の方向が不均一になる場合がある。このようなケースでは、センサの性能が劣化する可能性がある。センサの全体を置換するのではなく、センサ２１の応答をチェックし、センサ２１の応答が所定の閾値を下回った場合に、再ピン止め（ｒｅｐｉｎｎｉｎｇ）プロセスを実行するソフトウェア及びハードウェアによって再ピン止めプロセスを自動的に起動することができる。この再ピン止めプロセスは、方向がピン止め方向に平行な外部磁界パルスをセンサに印加することによって実現可能である。磁気抵抗センサの場合には、所定の幅及び強度の電流パルスをセンサ膜自体に印加し、これを使用して素子を再ピン止めすることができる（これを「リセットパルス」と呼ぶ）。磁気トンネル接合センサの場合には、センサ近傍に薄膜導体を形成し、適切な方向に導体に沿ってＤＣパルスを印加することもできる。このＤＣパルスによって結果的に生成される磁界パルスは、ピン止めレイヤをリセットするのに十分な大きさを有する必要がある。尚、このような薄膜導体は、センサの磁界バイアスを目的として、この種のデバイス内に既に存在している可能性がある。
【００４１】
図７Ａは、０．４ミクロン幅の導体の磁界プロファイルであり、図７Ｂは、この同一の導体の電流密度画像である。いずれの図も、この画像化領域がエレクトロマイグレーションに起因するかなりの劣化をまだ経験していないことを示している。これと比べて、図７Ｃは、４時間にわたって１．５ｘ１０6Ａ／ｃｍ2の電流による加速エレクトロマイグレーション試験を経た後の保護層が施されていない５μｍ幅のアルミニウムワイヤ内の１つのボイドのクローズアップ画像である。応力によって電気抵抗が７．５％増大し、導体の電流密度プロファイル内において、いくつかの物理的なボイドが検出されている。同一の導体ではないが、この図７Ｂ及び図７Ｃの比較は、本明細書に提示されている技法が、エレクトロマイグレーションの評価において、どれほど有効であるかを示している。前述のＳＭＭ２２によれば、容易に観察可能なサブミクロンレベルの電流密度画像を取得可能である。
【００４２】
別の実験においては、エレクトロマイグレーションによって損傷したワイヤの電流密度分布の時間の経過に伴う変化をチェックするべく、ヒーターと温度コントローラをＳＭＭ２０に追加した。そして、保護膜が施された４００ｘ３μｍ2の横方向寸法と０．２μｍの厚さを有する２つの同一のアルミニウム導体の一連の画像を取得した。それぞれのサンプルは、蒸着によって形成され、ＳｉＯ2の０．１μｍの厚さのレイヤによって覆われている。そして、導体（これは、それぞれの端部に三角形の金属リザーバを具備している）に、加速エレクトロマイグレーション環境の代表的な条件を適用した（即ち、１６０Ｃの周辺温度において、５．８ｘ１０6Ａ／ｃｍ2のＤＣ電流密度を印加した）。熱とエレクトロマイグレーションの影響を分離するべく、最初に電流を印加する前に、１８０Ｃにおいて、数時間にわたり、サンプルを熱アニーリングした。そして、それぞれの計測ごとに、サンプルを冷却し、顕微鏡を使用して走査し、サンプルに障害が発生するまで、このプロセスを反復した。２つのサンプルは、エレクトロマイグレーションの発生に伴って、極めてよく似たボイドの形態を示した。それぞれのサンプルは、ボイドの形成が、２つの主要領域において発生することを示した（１つは、両サンプルの障害サイトである陰極リザーバの小さな（〜１５μｍ）領域であり、もう１つは、陽極近傍の導体の比較的長い（〜６０−１００μｍ）セクションである）。チェックのために、１つのサンプルにおいて、電流の極性を逆転させると、ボイドの形態も逆転した。図８Ａ〜図８Ｅには、サンプルＡから取得された陰極におけるボイド形成の画像が示されており、図９Ａ〜図９Ｄには、サンプルＢの陽極領域の画像が示されているが、それぞれのサンプルは、それぞれの領域において、定性的によく似た振る舞いを示している。試験片の抵抗を監視し、これを使用して、サンプルの抵抗が１％ずつ増加するごとに、エレクトロマイグレーションのプロセスを自動的に停止させた。
【００４３】
図８Ａ〜図８Ｄには、サンプルＡの陰極における一連の電流密度画像が示されている。これらの画像は、加速試験の４つの段階における電流フローの変化を示しており、それぞれ約３〜５時間の間隔が空いている。そして、図８Ｅは、障害発生後の走査型電子顕微鏡写真であって、障害メカニズムを確認することができる。陰極におけるボイド生成は、様々な時点においてサンプルの両端に凝集し、次いで、ボイドは、陰極の中央に凝集しているのがわかる。第１電流密度画像（図８Ａ）においては、サンプルの下部端において、ボイド生成が既に始まっていることが示されており、これは、試験の開始から５．７時間後に取得されたものであって、ボイド形成の開始前には、潜伏期間がほとんど存在していなかった（或いは、まったく存在していなかった）ことを示している。尚、この障害の位置（これは、大規模な磁束発散のサイトに位置している）は、基礎理論の検討から予想されるものである。
【００４４】
一方、サンプルＢの場合には、プロセスが多少異なっており、定期的な時間インターバルによってサンプルを走査するのではなく、この代わりに、抵抗の１％の増分ごとにサンプルを走査した。図９Ａ〜図９Ｃには、サンプルＢの陽極近傍の電流密度の拡大図が示されている。この図９Ａ〜図９Ｃの画像の左側のはずれに位置している陽極の近傍には、多数のボイドが観察される。そして、総体として参照符号６８によって示されている図９Ａ〜図９Ｃの画像の中央右側の導体領域は、まだ損傷していない（従って、相対的に一定した電流密度を具備する）導体のセクションを表しており、導体の残りの部分（陰極を除く）も、これと同一の損傷していないプロファイルを具備している。略すべてのボイドが導体の最上部及び底部の端部に凝集するように表れていることがわかる。これは、高電流状態にある導体端部に発生する大きな熱の傾きに起因する高電流状態下のエレクトロマイグレーション試験において予想されるものである。これとは対照的に、保護膜が施されていないアルミニウム導体上で実施した試験においては、いくつかのボイドが明らかになっている（この１つが図７Ｃに示されており、導体の中心に凝集している）。又、保護膜が施されていない導体のボイドは、導体全体に相対的にランダムに分散しており、これは、相対的に低い電流密度を有するサンプルの場合に予想されるものでもある。
【００４５】
サンプルの抵抗は、最初に１％増加するのに１４時間を所要しているが、それ以降は、格段に迅速な増加を開始し、次の１％の増分には、それぞれ更に０．３及び０．９時間しか所用しなかった。図９には、これらのインターバルのそれぞれの後の陽極近傍の導体の同一セクションの電流密度プロファイルが示されている。これらの電流プロファイルは、類似しており、多くの同一の特徴を示しているが、いくつかの注目に値する変化が存在している。まず第１に、ボイド発生領域の右端の右方向への動きからわかるように、ボイド発生領域が徐々に陰極に向かって移動している。これらの画像から、本発明者らは、これらの空孔のドリフト速度を４．５±０．５μｍ／時間と推定することができる。第２に、ボイドの形態が、第１画像と最後の画像の１．２時間の間に大きく変化しており、画像の中央近傍において、電流経路の変化に伴って、赤い「ホットスポット」（これは、大部分の電流が流れている場所を示すものである）が変化していることがわかる。第１の画像においては、〜１８ミクロンの比較的長い距離にわたって導体の最上部に沿って流れており、第２画像においては、「迂回」して最上部に沿って流れる前に、相対的に長い距離にわたって膜の底部に沿って流れ、第３の画像においては、ボイド発生領域の最後の５ミクロンにおいて導体の最上部に沿って流れているのみである。この図９の下端には、サンプルＡの陽極領域の走査型電子顕微鏡写真が示されている。２つのサンプル間における形態の類似性が容易に明らかである。
【００４６】
このＳＭＭ法によれば、従来の顕微鏡検査法においては得ることのできないダイナミクスを観察することができる。磁気による画像化の場合には、走査時に、別の走査時と比べて電流密度が相対的に大きく表れる領域を明らかにすることができる。そして、これらの領域は、ワイヤの厚さをまだ完全に貫通するほどには成長していないボイドの存在を示しているか、或いは、金属が蓄積し、電流の相対的に広い経路が生成されて、その他の領域を犠牲にして局所的電流密度を増大させている領域を示している可能性がある。又、これに対する別の見方は、次のとおりである。即ち、それぞれの水平距離ごとに、ワイヤの利用可能な断面面積の全体に電流が均等に分散すると仮定される場合には、これらの画像は、ワイヤのそれぞれの垂直の断面におけるワイヤの相対的な厚さを表しているものと考えられる。この観察内容は、電流の変動を形態の直接的な表現として理解するための鍵である。現時点における好適な実施例においては、全体的な規格化定数は、直接的には判定されない。従って、均一な電流フローが観察された領域は、ワイヤ厚さが一定であることを示しているが、厚さ自身の実際の値で示すものではない。但し、これらのサンプルに対して従来の顕微鏡検査法を適用することにより、すべての不明点を解明することができる。本発明においては、実際に、この形態が、蓄積によってではなく、ボイドの発生によって生成されるものと仮定する。
【００４７】
図１０には、応力印加電流が印加された試験片における抵抗を時間の関数としてプロットしている。ここには再現されていないが、この同種の形態は、端部に凝集するボイドを伴っており、サンプルＡにおいては交流経路も観察された。
【００４８】
更に、本発明によれば、試験片２５の表面６４からのセンサ２１の高さの制御を自動化し、応力印加状態におけるエレクトロマイグレーションの変化を計測可能である。例えば、ワイヤやＩＣなどの試験片２５をＳＭＭ２０上に取り付け、これに対して、一定の期間にわたって、通常の動作温度Ｔop又は電流ｉopを上回る応力印加温度Ｔstress又は電流ｉstressを適用する。この期間内においては、センサ２１は、試験片２５の表面６４上方のある高さに保持される。試験片の抵抗を計測して、エレクトロマイグレーションの始まりを判定可能である。次いで、試験片２５をＴopに冷却し、接触モードにおいて、センサ２１によって走査し、検知された磁界に基づいて、その時点における電流密度とボイドの形態の画像を生成する。以上のサイクルは、試験片２５に障害が発生するまで、反復可能である。次いで、このセンサ２１によって収集された一連のデータをアニメーション化することにより、ボイドの形成及び伝播に関するグラフィカルな図を取得することができる。
【００４９】
エレクトロマイグレーションの実験を磁気走査によって実行する場合には、電流の印加を中断して走査を開始する時期を判定するのに使用可能ないくつかの基準が存在する。これらの基準は、次のとおりである。最も簡単なものは、一定の時間（通常は、数時間）が経過した後に実験を終了する方法である。第２の基準は、抵抗値において特定の合計変化量（通常、０．５〜１％）が観察された後に、実験を終了する方法である。そして、最後の基準は、抵抗の特定の微分係数（傾き）が得られた際に、実験を終了する方法である。この最後の条件は、ワイヤが完全に機能しなくなる前に、電流のフローを終了させるのに特に有用である。尚、これらの基準の使用法は、検討対象のシステムによって大きく左右され、例えば、銅の相互接続の場合には、抵抗の変化が格段に大きなものになると考えられ、システムが完全に機能しなくなるという可能性は低い。
【００５０】
以上の内容は、サブミクロンレベルの電流画像化アプリケーションに使用する場合のＳＭＭ２０の設計と動作について説明したものである。アルミニウム又はその他のタイプのワイヤに発生するエレクトロマイグレーションによって生じるボイド生成の直接的な画像化は、１つの重要なアプリケーションである。そして、ワイヤの障害に結び付くボイド生成の時間の経過に伴う進展状況と、ドリフト速度の判定は、本明細書に開示されているＳＭＭ２０に対して更なる価値を付加するものである。
【００５１】
このＳＭＭ２０は、複雑な形状の電流密度画像を取得する能力を有している。一例として、図１１は、一連のパターン化されたリングの変換電流密度画像を示している。このように、複雑な形状における形態的な変化を検討可能である。
【００５２】
この技法は、現時点の最新技術によるエレクトロマイグレーション試験法が必要とする雑音、感度、空間分解能、及び周辺動作条件の要件を満足する磁気センサの使用に依存しているため、磁気検知技術の選択が重要である。ＥＭを検討するためのＳＭＭ２０用に現時点において好適な２つのセンサは、非低温の周辺条件下において、広い周波数範囲にわたって動作する。
【００５３】
第１のタイプのセンサは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサである。この種のデバイス（これらは、磁気データストレージ産業において広く使用されている）によれば、優れた空間分解能と十分な感度が提供される。
【００５４】
そして、第２のタイプのセンサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサに基づくものである。この種のセンサによれば、優れた感度が提供され、これを使用することにより、非常に高い空間分解能と高周波数応答を実現することができる。本発明によるＳＭＭ２０には、ＧＭＲ又はＭＴＪセンサのいずれかを使用可能である。いずれも、リアルタイムのエレクトロマイグレーションの画像化に適しているが、現時点においては、ＭＴＪセンサが最も好適である。
【００５５】
実質的にリアルタイムで動作するべく、磁界感度及び雑音について、ＳＭＭ２０を最適化することができる。この技法の最も望ましい特徴の１つは、リアルタイムで実施される点にある（即ち、ＳＭＭ２０は、ＥＭ障害試験を実施する際に、時間の経過に伴って変化する電流密度プロファイルを生成するのに十分な速度でデータを収集する）。
【００５６】
この目標を実現するには、リアルタイムの画像化におけるＳＭＭ２０の動作速度を極大化させる。速度は、元来、システム感度、雑音、及び分解能に関係しているため、システム速度の最適化に伴う課題として、いくつかのものが存在する。第１に、検知素子２１を最大信号対雑音比及び周波数応答に最適化する。第２に、固有のセンサ雑音に加え、周辺電子回路の雑音を極小化する。
【００５７】
特定の例においては、表面において磁界のサブミクロン空間分解能を提供するべく、磁気センサ２１を試験片２５の表面６４の近傍又はこれと接触した状態に配置する。この結果、センサ２１自体が温度上昇に晒されることになり、検知素子に対して更なる要件が課されることになる。高温環境における使用に付随する複数の潜在的な問題が存在している。当然のことながら、それらの中で最も明白なものは、磁気センサ２１の潜在的な磁気デピニング（ｄｅ−ｐｉｎｎｉｎｇ）である。本発明は、一態様において、後述する材料及び製造パラメータの最適化により、高温に対して抵抗力を有するセンサ２１を提供する。
【００５８】
ＭＴＪセンサ２１の改善された感度により、ＩＣ用の分解能及び取得深度要件の両方が満足される。ＳＭＭ２０は、深さ情報を抽出できるようになっており、これは、ＳＭＭ２０の有する大きな利点の１つである。エレクトロマイグレーション理論によれば、伝導ワイヤは、その位置する深さに応じて、異なる深さ／感度磁界プロファイルを生成する。これらのプロファイルを分析することにより、ＳＭＭ２０は、異なるレイヤ内で発生しているエレクトロマイグレーションのダイナミクスを「観察」し、それらを区別することができる。このために、後述する特定のソフトウェアデコンボリューションアルゴリズムを使用する。
【００５９】
次に、ＭＴＪセンサ素子の製造について説明する。一方式においては、自己整合型の光学リソグラフィープロセスを使用して、ＭＴＪ膜を数ミクロンのサイズにまでパターニングする。好ましくは、サブミクロン分解能を実現するために、電子ビームリソグラフィーを使用して非常に小さなセンサを得る。図１２は、ＭＴＪレイヤ構造の透過型電子顕微鏡写真を示している。２インチのＳｉウエハに、通常、様々な形状、アスペクト比、及び領域を具備する数百のＭＴＪが含まれる。パターニングの後に、最大２００Ｏｅの印加磁界において、トンネル抵抗ＲとＭＲ比を計測することにより、接合特性の特徴を判定する。実際には、ＭＴＪセンサ２１は、図１３に示されているように、高感度（７％／Ｏｅ）と、非常に線形の変換曲線を有するように製造され、これらをその特徴としている。ＭＴＪセンサの雑音及び線形性特性は、印加するハード軸（検知方向に垂直）のバイアス磁界によって大きな影響を受けることが実証されているため、トランスポートシステムは、最大２００Ｏｅのハード軸能力を内蔵している。このシステムにより、センサのトランスポート特性を正確且つ迅速に調査することができる。
【００６０】
ＭＲ磁界センサ２１の感度は、最大ＭＲ比だけでなく、固有の電子的及び磁気的雑音によっても左右される。前述のプロセスによって製造されたセンサ２１を使用して、周波数の関数としてセンサの雑音を計測し、最終的な磁界感度を判定する。
【００６１】
ＭＴＪセンサ２１内の磁界検知雑音は、様々な手段によって軽減される。線形の磁界応答を有するＭＴＪセンサ２１内においては、計測対象の磁界雑音パワーＳH（ｆ）は、電圧雑音パワーＳV（ｆ）によって左右される。
【００６２】
ＳH（ｆ）＝（（１／Ｒ）（ｄＲ／ｄＨ））-2（１／Ｖ）2ＳV（ｆ）      （１）
ＳV（ｆ）＝４ｋＲＴ＋２ｅＶＲ＋α（Ｖ2／Ｎｆγ）      （２）
【００６３】
ここで、ｅは、電子の電荷であり、ｋは、ボルツマン定数であり、α及びＮは、試験片に依存したパラメータであり、γは、０．６〜１．４の範囲である。ＳV（ｆ）における３つの項は、それぞれ、ジョンソン、ショット、及び１／ｆ雑音と呼ばれている。一般に、ＭＲの傾き（（１／Ｒ）（ｄＲ／ｄＨ））が大きい場合には、磁界雑音が減少する傾向にあり、ＭＴＪセンサにおけるＭＲの大きな飽和値は、センサアプリケーション用のかなりの利点となる。自由電極レイヤ６０、６２の磁化を平衡（θ＝０）から飽和（θ＝９０°）に回転させるのに必要な飽和磁界の削減が必要である。このために、自由電極レイヤ６０、６２においては、磁気ドメインの完全性を維持しつつ飽和磁界を極小化するべく最適化された形状にパターン化されたパーマロイ（Ｐｙ＝Ｎｉ81Ｆｅ19）薄膜６２を使用している。磁気歪がゼロであって高いスピン分極を有するその他の磁気的にソフトな金属を使用することも可能である。高い周波数においては（例：５００Ｈｚ超）、磁界雑音は、磁界とは無関係のジョンソン及びショット雑音によって支配される。そして、この数値未満の周波数範囲においては、１／ｆ雑音が支配的な要因となる。図１４は、本発明者らが製造した磁気トンネル接合センサにおける様々なバイアス磁界における電圧雑音パワー対周波数のグラフである。挿入図は、同一サンプルの磁気誘導対抵抗を示している。
【００６４】
ＳＭＭ２０は、相対的に低い周波数において動作可能であるため（但し、ＭＴＪセンサ２１は、５ＧＨｚにおいて動作する能力を有していることに留意されたい）、１／ｆ雑音が相対的に大きな懸念材料となる。この雑音は、電極５４、５６及び６０、６２における磁化の混乱（電位及び磁気トラップ）及び熱変動などの多くの原因に由来している。
【００６５】
センサ２１の性能を更に改善するいくつかの好ましい方法が存在している。第１に、熱アニーリングにより、１／ｆ雑音が軽減される。この機能向上は、可能性としてインターフェイス近傍の混乱の軽減に起因するものであり、これにより、１／ｆ雑音も軽減される。第２に、トンネルバリア５８に隣接する薄い（１ｎｍ）Ｃｏ膜６０と、これに続く相対的に厚い（１０ｎｍ）パーマロイ膜６２によって利点が提供される。Ｃｏ強磁性体（Ｔc＝１４４６Ｋ）は、パーマロイ（Ｔc＝８５０Ｋ）よりも大きなスピンウェーブ剛性定数（ｓｐｉｎ−ｗａｖｅ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）を具備している。従って、磁化の熱変動（ΔＭ）は、パーマロイよりもＣｏにおけるほうが格段に弱くなる。トンネリングがインターフェイスの近傍において発生するため、ΔＭに起因する関連１／ｆ雑音が軽減されることになる。又、Ｃｏは、相対的に大きなスピン分極を具備しており、これによってＭＲ比も改善される。更には、自由レイヤの全体的な磁化がパーマロイ膜６２によって支配されることから、自由電極レイヤ６０、６２は、センサ２１の動作に重要な磁気的な柔らかさをも保持している。
【００６６】
又、エレクトロマイグレーションの画像化は、通常、好ましくは、約１７０℃以上の温度において実施されるため、センサ２１を製造し、高温における動作に関して試験することも可能である。このような高温においてセンサ２１を動作可能にするべく使用されるいくつかの技法が存在している。第１に、ＭＴＪセンサ内のピン止めレイヤは、ＡＦＭレイヤの特性によって左右され、このブロッキング温度Ｔblockは、使用するＡＦＭ材料に応じて、１５０〜３８０℃の範囲をとることになる。このブロッキング温度を超過すると、ピン止め特性が崩壊し、この結果、センサ２１が機能を停止する可能性がある。ブロッキング温度は、ＦｅＭｎ（１６０℃）、ＩｒＭｎ（２７０℃）、ＰｔＭｎ（３８０℃）の順番に高くなる。従って、温度抵抗力を有するＡＦＭレイヤ５４を製造するべく使用するには、現時点においては、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎ材料が好適である。第２に、熱拡散による悪影響をセンサ２１が受けることのないように、ＳＭＭ内の温度制御メカニズムを自動化すると共に／又はセンサ２１用のヒートシンクメカニズムを内蔵することにより、熱拡散を制御することができる。センサ２１及び試験片２５のインターフェイスに空気の連続的な流れを案内することにより、（それ以外の場合にはセンサ２１内に蓄積することになる）熱が効果的に拡散する。尚、前述の自動化された高さ制御機能も（これにより、センサ２１は、試験片２５の表面６４上方の一定の高さにおいて、非接触モードにおいて、動作することができる）、加速ＥＭ環境条件において加熱された試験片２５からセンサ２１を絶縁するのに有効である。即ち、センサ２１と試験片２５の表面６４間（即ち、ｚ方向）の間隔を駆動するサーボモーター２２Ａ又は圧電作動スタックを制御するＰＣ５０に対して、例えば、光受容体とアライメントされた顕微鏡３４、カメラ、及びレーザー、又はその他のこの種の監視及び計測装置を接続する。そして、顕微鏡３４を使用して、センサ２１と試験片２５の表面６４間の間隔ｚを監視する。そして、この変動が顕微鏡３４からＰＣ５０に報告され、間隔ｚを再度確保するべく、ＰＣがサーボモーター２２Ａを調節するのである。１つ又は複数の前述の方法を使用することにより、センサ２１は、１７０℃以上の温度で動作可能となる。
【００６７】
（リアルタイム動作）
実質的にリアルタイムで動作するには、ＳＭＭ２０の動作速度を向上させることも重要であり、これは、センサ２１の周囲に構成されている電子回路を最適化することによって可能となる。
【００６８】
ロックインを検出するべくロックイン増幅器４３に接続されたホイートストンブリッジ４０により、良好な計測を促進している。そして、デジタル信号処理を使用することにより、リアルタイム性能を更に改善している。この電子回路の最適化に当たっては、多くの様々なシステム構成の速度及び雑音データを試験し比較した。このような改善された電子回路構成を有するＭＴＪセンサ２１を使用すれば、本明細書に記述されているＭＴＪセンサ２１の格段に改善された感度により、高分解能を有する実質的にリアルタイムの動作を実現することができる。
【００６９】
データのピーク間（ＰＴＰ）間隔（これは、非常に正確に計測可能なパラメータである）は、次に式によって与えられる。
【００７０】
ｄPTP＝（４ｈ2＋ｗ2）1/2
【００７１】
ここで、ｈは、センサの有効な高さ（ｈ）であり、ｗは、電流搬送導体７０の幅である。パターニングの際に、これらのｈ及びｗの値を制御することにより、この関係を使用して本システムに関するいくつかの重要なパラメータを抽出することができる（例：検知素子２１の機械的プロファイルによって生成されるセンサの固有の最小高さｚ）。又、この関係により、この開示したＳＭＭ２０に更なる能力を提供することも可能であり、導体７０のサイズが与えられた場合に、このデータから、流れる電流の深さを算出することができる（この逆も可能である）。この電流分解能により、０．０５μｍ以下の精度でｄを判定可能であり、これは、絶縁体の約１μｍ下に埋め込まれた１μｍ幅のワイヤの場合に、流れる電流の深さを数百Å以下の精度で判定可能であることを意味している。最適なアプリケーションは、埋め込まれているワイヤの幅又は深さをＳＭＭ２０を使用して計測し、どの程度の熱ドリフト又はエレクトロマイグレーションが発生しているのかを判定するものである。又、この機能によれば、マルチレベルの集積回路内を流れる電流について、どの金属レイヤがアクティブであるかを判定することも可能である。
【００７２】
電流密度の正規化に関しては、感度を含む磁気センサ２１の大部分の特性については正確に知ることはできないが、それにも拘らず、連続の式を使用して電流密度を正規化することは可能であり、この電流Ｊの式は、次に示すとおりである。
【００７３】
（∂／∂ｘ）Ｊx＋（∂／∂ｙ）Ｊy＋（∂／∂ｚ）Ｊz＝∂ρ／∂ｔ
【００７４】
この式は、電流を１つの点において生成又は破壊することはできないことを物語っている。例えば、ｙ方向にのみ埋め込まれたワイヤを通じて電流が流れるように試験片２５が取り付けられていると仮定しよう。センサ２１は、ｘ、ｙプレーンに沿って走査し、ｘ軸に沿って行データとｙ軸に沿って列データを収集する。従って、あらゆる行における（即ち、電流のフローに垂直のワイヤにおける）合計電流は、その行を計測した際の試験片２５を流れる瞬間の電流に等しい。そして、この瞬間の電流は、正確に計測可能である。アルゴリズムを適用し、電流の前述の式などの連続の式を適用して一般に既知である合計電流密度を固定することにより、それぞれの行データを自動的に正規化する。多くの様々な高さ（ｚ）において、既知の構造（例：損傷していないワイヤ）の磁界プロファイルを計測し、この結果生成される一連の曲線を２つの既知のパラメータ（センサの有効高さｈとセンサ感度）にフィッティングすることにより、センサ２１の感度を判定することができる。又、これは、深さ情報を判定するための最も正確な方法でもある。
【００７５】
以上、様々な材料、厚さ、及びその他の特定のパラメータの文脈において説明したが、これらは、例示的なものであって、本発明の実施に制限を課すものとして解釈してはならない。即ち、現時点における好適な実施例の文脈において説明しているが、当業者であれば、前述の実施例に対して様々な変更及び変形を加えることが可能であって、それらの変更及び変形のすべてが本発明の範囲内に属することを理解するであろう。本明細書における例は、例示を目的とするものであって、すべてを網羅するものではないことを明記するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の好適な実施例による走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）のブロックダイアグラムである。
【図２】図１の電子回路の中のいくつかの電気的なブロックダイアグラムである。
【図３Ａ】Ｘ−Ｙ面内において走査するべく配置されたＭＴＪセンサの透視図である。
【図３Ｂ】図３Ａと類似した図であるが、バイアス磁界を印加するバイアス電流がセンサに含まれている。
【図３Ｃ】試験片の内部に埋め込まれた導体上方の高さｈに位置するセンサを示すブロックダイアグラムである。
【図４Ａ】電流源に対して並列に接続された被検導体と基準導体を規定する試験片を示すブロックダイアグラムである。
【図４Ｂ】別個の電流源に接続された被検導体と別個の基準導体を規定する試験片を示すブロックダイアグラムである。
【図５Ａ】変化する幅ｗを有する被検ワイヤを示す概略ブロックダイアグラムである。
【図５Ｂ】変化する厚さｔを有する被検誘電体材料を示す概略ブロックダイアグラムである。
【図５Ｃ】被検誘電体レイヤを破損することなく基板から剥離した導体を示す概略ブロックダイアグラムである。
【図６Ａ】刻み目の入ったワイヤの物理的マスクテンプレートである。
【図６Ｂ】生の２次元磁界マップを表している。
【図６Ｃ】図６Ｂの２次元磁界マップから変換された電流密度画像である。
【図７Ａ】０．４ミクロン幅の導体の磁界プロファイルである。
【図７Ｂ】図７Ａの導体の電流密度画像である。
【図７Ｃ】エレクトロマイグレーションによって生じたボイドを有する、保護膜が施されていない５ミクロン幅の導体の電流密度画像である。
【図８Ａ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の保護膜が施された３ミクロン幅の導体の陰極を通じて流れる電流密度の時間の経過に伴う変化を示す画像である。
【図８Ｂ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の保護膜が施された３ミクロン幅の導体の陰極を通じて流れる電流密度の時間の経過に伴う変化を示す画像である。
【図８Ｃ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の保護膜が施された３ミクロン幅の導体の陰極を通じて流れる電流密度の時間の経過に伴う変化を示す画像である。
【図８Ｄ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の保護膜が施された３ミクロン幅の導体の陰極を通じて流れる電流密度の時間の経過に伴う変化を示す画像である。
【図８Ｅ】図８Ａ〜図８Ｄのサンプルの障害発生後のＳＥＭ顕微鏡写真であり、障害メカニズムを確認することができる。
【図９Ａ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の３μｍの導体の陽極近傍におけるボイドのダイナミクスを示す時間の経過に伴う一連の電流密度画像である。
【図９Ｂ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の３μｍの導体の陽極近傍におけるボイドのダイナミクスを示す時間の経過に伴う一連の電流密度画像である。
【図９Ｃ】エレクトロマイグレーションを経験している最中の３μｍの導体の陽極近傍におけるボイドのダイナミクスを示す時間の経過に伴う一連の電流密度画像である。
【図９Ｄ】図９Ａ〜図９Ｃに類似した導体の一領域のＳＥＭ顕微鏡写真であり、ボイドの生成プロセスが更に明らかになっている。
【図１０】エレクトロマイグレーションの一実験における時間の関数としての抵抗のグラフである。
【図１１】一連のパターン化されたリング内における変換電流密度画像である。
【図１２】パターン化された磁気トンネル接合の断面ＴＥＭ画像である。
【図１３】ＭＲ＞３０％であって、ＭＲの変化がＯｅ当たり７％の最大感度を有し、ヒステリシスはほとんど存在しない代表的な磁気トンネル接合センサの変換曲線である。
【図１４】磁気トンネル接合センサ素子の様々なバイアス磁界における電圧雑音対周波数の対数グラフである。挿入図は、同一サンプルにおける抵抗対磁界を示している。
【図１】
2005520136.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2005520136.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
2005520136.tif 000013
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2005520136.tif 000015
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2005520136.tif 000017
【図７Ｃ】
2005520136.tif 000018
【図８Ａ】
2005520136.tif 000019
【図８Ｂ】
2005520136.tif 000020
【図８Ｃ】
2005520136.tif 000021
【図８Ｄ】
2005520136.tif 000022
【図８Ｅ】
2005520136.tif 000023
【図９Ａ】
2005520136.tif 000024
【図９Ｂ】
2005520136.tif 000025
【図９Ｃ】
2005520136.tif 000026
【図９Ｄ】
2005520136.tif 000027
【図１０】
2005520136.tif 000028
【図１１】
2005520136.tif 000029
【図１２】
2005520136.tif 000030
【図１３】
2005520136.tif 000031
【図１４】
2005520136.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検導体（ＣＵＴ）の形態における時間の経過に伴う変化を計測する方法において、
被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す段階と、
第１時点において、前記ＣＵＴに関連する第１の二次元（２Ｄ）磁界マップを走査型磁気センサによって計測する段階と、
第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第２の二次元（２Ｄ）磁界マップを計測する段階と、
前記第１磁界マップを第１電流密度画像に、前記第２磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階であって、それぞれの画像は、サブミクロン分解能によって前記ＣＵＴの形態と電流分布を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、異常ホール効果（ＥＨＥ）センサ、及び正常ホール効果（ＯＨＥ）センサからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＣＵＴの温度がいずれかの時点において約５０℃を上回った場合に、前記ＣＵＴの熱ドリフトについて、前記第１及び第２磁界マップから得られた計測データを補正する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記熱ドリフトについて補正する段階は、形態的な変化を経験させることなしに基準導体に基準電流を流す段階と、前記基準導体の近傍において２Ｄ磁界基準マップを計測する段階と、前記磁界基準マップに対して前記第１及び第２磁界マップをアライメントする段階と、を有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記基準導体を流れる前記基準電流は、前記ＣＵＴを流れる前記励起電流よりも小さい請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ＣＵＴは、前記ＣＵＴの幅の５倍を上回ると共に有効温度相関距離を下回る距離だけ、前記基準導体から離隔している請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ＣＵＴと前記基準導体は、前記第１磁界マップ及び前記基準マップを計測する際に実質的に同一の温度に維持されている請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＵＴの形態の時間の経過に伴う変化を示すように、前記第１及び第２電流密度画像を順番に表示する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１又は第２磁界マップの少なくともいずれかを計測する際に、前記センサをヒートシンクによって冷却する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
その内部に前記ＣＵＴが配設されている試験片の表面から離隔した前記走査型磁気センサによって予備の２Ｄ磁界マップを計測する段階を更に有し、前記第１及び第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階は、その計測の際に、前記センサと前記表面を接触させる段階を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記センサの熱劣化を回避するべく、前記センサが前記表面と接触状態にない場合に、前記試験片を応力印加温度Ｔstressに上昇させ、次いで、規定されたインターバルにより、相対的に低い温度Ｔopにおいて走査する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記センサは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを有し、前記方法は、前記ＧＭＲセンサによって規定されているピン止めレイヤの磁気配向を再度ピン止めするべく、前記ＧＭＲセンサに電流パルスを印加する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサを有し、前記方法は、前記ＭＴＪセンサによって規定されているピン止めレイヤの磁気配向を再度ピン止めするべく、前記ＭＴＪセンサに外部磁界パルスを印加する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１４】
磁界センサを有する走査型磁気顕微鏡（ＳＭＭ）であって、
被検導体（ＣＵＴ）に励起電流を流す第１回路と、
既知の形状を規定する基準導体に基準電流を流す第２回路と、
前記ＣＵＴによって生成される２Ｄ磁界マップを取得する磁界センサであって、サブミクロンの分解能を有する磁界センサと、
前記ＣＵＴ及び前記基準導体に対して前記センサを移動させる手段と、
前記ＣＵＴの熱ドリフトを補正するソフトウェアと、
前記２Ｄ磁界マップを電流密度画像に変換するソフトウェアと、
を更に有するＳＭＭ。
【請求項１５】
前記センサは、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、又はＩｒＭｎの合金からなる反強磁性レイヤを含む請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項１６】
ヒートシンクを更に有する請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項１７】
前記ヒートシンクは、前記センサに熱的に結合されており、前記ヒートシンクは、前記センサに向かって案内されるガスの流れを有している請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ヒートシンクは、前記センサに熱的に結合されたコールドフィンガを有する請求項１６記載のＳＭＭ。
【請求項１９】
誘電体材料のレイヤが前記ＣＵＴと前記センサ間に配設されている請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２０】
前記センサを移動させる前記手段は、前記ＤＭの温度がＴopである場合に、前記センサを移動させて前記ＤＭの表面と接触状態におき、前記ＤＭの温度がＴopを上回った場合に、前記センサを移動させて前記表面との接触状態から外す段階を有し、ここで、Ｔopは、所定の安全動作温度である請求項１９記載のＳＭＭ。
【請求項２１】
前記ＣＵＴに対して前記センサを移動させる前記手段は、前記センサが前記ＣＵＴから距離ｚ1だけ離隔した際に、第１分解能を有する磁界マップを計測するべく、前記センサを第１速度で移動させる手段と、前記センサが前記ＣＵＴから距離ｚ2だけ離隔した際に、第２分解能を有する磁界マップを計測するべく、前記センサを第２速度で移動させる手段と、を有する請求項１９記載のＳＭＭ。
【請求項２２】
前記センサが前記ＣＵＴ内におけるエレクトロマイグレーションの発生を検出した場合に、前記センサを前記第２速度から前記第１速度に自動的に移動させる手段を更に有し、ここで、ｚ2＞ｚ1である請求項２１記載のＳＭＭ。
【請求項２３】
前記センサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、異常ホール効果（ＥＨＥ）センサ、及び正常ホール効果（ＯＨＥ）センサからなる群から選択される請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２４】
前記基準電流は、前記励起電流よりも小さく、別個の電流源又は異なる抵抗を介するものである請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２５】
前記第１回路に電流を供給する第１電源と、前記第２回路に電流を供給する第２電源と、を更に有する請求項２４記載のＳＭＭ。
【請求項２６】
前記ＣＵＴに関連する時間の経過に伴う一連の検知２Ｄ磁界マップを、前記ＣＵＴの形態における時間の経過に伴う変化を表す一連の時間の経過に伴う電流密度の画像に変換するソフトウェアを更に有する請求項１４記載のＳＭＭ。
【請求項２７】
誘電体材料の下に配設された被検導体（ＣＵＴ）の幅（ｗ）を判定する方法であって、
誘電体材料のオーバーレイレイヤの表面からの前記ＣＵＴの深さを判定する段階と、
前記ＣＵＴに電流を流す段階と、
前記ＣＵＴ上方の前記センサの高さ（ｈ）において、前記磁気センサによって前記ＣＵＴ内の前記電流に関連する磁界を計測する段階と、
前記ＣＵＴの幅を横断して前記磁界の空間プロファイルのピーク間間隔（ｄPTP）を計測する段階と、
ｄPTP＝（４ｈ2＋ｗ2）1/2に数学的に等しい関係を使用して前記幅を判定する段階と、
を有する方法。
【請求項２８】
試験片の表面の下に配設されたワイヤ内の正規化された電流密度を判定する方法であって、
走査型磁気センサに隣接して試験片の表面を配設する段階と、
前記表面の下に配設されたワイヤに励起電流を流す段階と、
前記表面上方の高さｚ1において、前記走査型磁気センサによって、第１の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記表面上方の高さｚ2において（ここで、ｚ2＞ｚ1＞０である）、前記走査型磁気センサによって、第２の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
電磁連続式を採用することにより、前記第１及び第２電流密度画像を正規化する段階と、
を有する方法。
【請求項２９】
被検導体（ＣＵＴ）内のエレクトロマイグレーションの時間の経過に伴う変化を表す方法であって、
基準導体に基準電流を流す段階と、
第１時点及び第２時点においてＣＵＴに励起電流を流す段階と、
走査型磁気センサにより、前記第１時点において、前記ＣＵＴに関連する第１の検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
走査型磁気センサにより、前記第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第２の検知２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記基準導体に対して前記第１及び第２検知磁界マップのそれぞれをアライメントする段階と、
前記第１及び第２検知２Ｄ磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
前記第１及び第２電流密度画像を順番に表示する段階と、
を有する方法。
【請求項３０】
前記検知磁界からデータのスパイクを除去することにより、或いは、所定の大きさを有するスパイクを自動的に検出した際に行データを自動的に再取得することにより、センサのヒステリシスを補正する段階を更に有する請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
ワイヤの断面面積の関数としてエレクトロマイグレーションを計測する方法であって、
第１断面面積と、前記第１のものとは異なる第２断面面積を規定するワイヤを提供する段階と、
前記ワイヤにわたって実質的に均一な厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、
前記ワイヤに励起電流を流す段階と、
前記ワイヤの第１断面面積に関連する第１の２Ｄ磁界マップと、前記ワイヤの第２断面面積と関連する第２の２Ｄ磁界マップと、を計測する段階と、
前記第１の２Ｄ磁界マップを第１電流密度画像に、前記第２の磁界マップを第２電流密度画像に変換する段階であって、それぞれの画像は、前記ワイヤ内のエレクトロマイグレーションの影響を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項３２】
ワイヤを覆う誘電体材料の厚さの関数としてエレクトロマイグレーションを計測する段階であって、
実質的に均一な厚さを規定するワイヤを提供する段階と、
前記ワイヤの第１部分において第１厚さを、前記ワイヤの第２部分において第２厚さを規定する誘電体材料を提供する段階と、
前記ワイヤに励起電流を流す段階と、
前記ワイヤの前記第１部分に関連する第１の２Ｄ磁界マップと、前記ワイヤの前記第２部分に関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記ワイヤの前記第１部分又は前記第２部分に、エレクトロマイグレーションによって生じた形態が発生しているかどうかを判定する段階と、
を有する方法。
【請求項３３】
前記誘電体材料は、ＣＵＴの長さにわたって継続的に変化する厚さを規定している請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
導電体が基板から剥離しているかどうかを判定する方法であって、
基板と導体を提供する段階と、
前記導体に電流を流す段階と、
第１時点において、サブミクロン分解能を具備する走査型磁気センサにより、前記基板に接合された前記導体に関連する第１の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
第２時点において、前記走査型センサにより、前記導体に関連する第２の２Ｄ磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２の２Ｄ磁界マップを第１及び第２電流密度画像に変換する段階と、
深さ検出法を使用して前記第１及び第２電流密度画像を比較し、前記導体が前記基板から剥離しているかどうかを判定する段階と、
を有する方法。
【請求項３５】
被検導体（ＣＵＴ）の形態における時間の経過に伴う変化を計測する方法であって、
応力印加条件を前記ＣＵＴに適用する段階と、
前記ＣＵＴに励起電流を流す段階と、
それぞれ第１及び第２時点において、前記ＣＵＴに関連する第１及び第２の二次元磁界マップを計測する段階と、
前記第１及び第２磁界マップを第１及び第２電流密度画像にそれぞれ変換する段階であって、それぞれの画像は、前記ＣＵＴ内の形態と電流分布を表している、段階と、
を有する方法。
【請求項３６】
前記応力印加条件は、前記ＣＵＴを流れる電流、周辺温度を上回る温度への前記ＣＵＴの温度上昇、前記ＣＵＴのエージング、前記ＣＵＴの直近における湿度、前記ＣＵＴの直近における周辺圧力を上回る圧力、前記ＣＵＴに対する物理的な応力、前記ＣＵＴの半導体「バーンイン」、又は照射の中の少なくとも１つを有している請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
基準導体又は局所的温度計測のいずれかによって熱ドリフトを補正する段階を更に有する請求項３５記載の方法。
【国際調査報告】
2005520136.tif 000033
2005520136.tif 000034
2005520136.tif 000035