(57)【要約】【課題】特定箇所の発見をより容易にすること。【解決手段】表面４のうちの特定表面領域６の表面目印２−ｉに対する相対位置７を特定するステップと、半導体装置１を研磨することにより断面３−ｊを露出させるステップと、表面目印２−ｉに対応する断面目印５−ｉと相対位置７とに基づいて断面３−ｊのうちの特定断面領域１０を特定するステップと、特定断面領域１０を観察するステップとを備えている。このような半導体装置不良解析方法によれば、ユーザは、半導体装置１の内部の特定断面領域１０をより容易に特定することができ、特定断面領域１０をより容易に検査することができる。【選択図】図２
2011139007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、
本半導体装置の表面に形成される複数の表面目印と、
前記表面に平行である断面に形成される複数の断面目印
とを具備する半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の表面目印は、前記複数の断面目印に対応し、
前記複数の断面目印のうちの任意の１つの断面目印は、前記複数の表面目印のうちの前記１つの断面目印に対応する１つの表面目印が前記表面のうちの表面領域に形成されるときに、前記断面のうちの前記１つの表面領域に最も近い１つの断面領域に形成されている
半導体装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数の表面目印は、互いに異なる複数の形状にそれぞれ形成され、
前記１つの断面目印の形状は、前記１つの表面目印の形状に合同である
半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記表面に平行である他の断面に形成される複数の他の断面目印
をさらに具備する半導体装置。
【請求項５】
複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、
本半導体装置の表面に形成される複数の表面目印と、
前記表面に平行である断面に形成される複数の断面目印
とを備える半導体装置
を検査する半導体装置不良解析方法であり、
前記表面のうちの特定表面領域の前記複数の表面目印に対する相対位置を特定するステップと、
前記半導体装置を研磨することにより前記断面を露出させるステップと、
前記複数の断面目印を観察することにより、前記複数の断面目印がそれぞれ配置される複数の位置と前記相対位置とに基づいて前記断面のうちの前記特定表面領域に対応する特定断面領域を特定するステップと、
前記特定断面領域を観察するステップ
とを具備する半導体装置不良解析方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数の表面目印は、前記複数の断面目印に対応し、
前記複数の断面目印のうちの任意の１つの断面目印は、前記複数の表面目印のうちの前記１つの断面目印に対応する１つの表面目印が前記表面のうちの１つの表面領域に形成されるときに、前記断面のうちの前記１つの表面領域に最も近い１つの断面領域に形成され、
前記特定断面領域は、前記特定表面表域が前記複数の表面目印のうちの特定表面目印の近傍に位置しているときに、前記特定表面目印に対して前記特定表面領域が配置される表面相対位置と前記複数の断面目印のうちの前記特定表面目印に対応する特定断面目印に対して前記特定断面領域が配置される断面相対位置とが一致するように、特定される
半導体装置不良解析方法。
【請求項７】
複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、
本半導体装置の表面に形成される複数の表面目印と、
前記表面に平行である第１断面に形成される複数の第１断面目印と、
前記表面に平行である第２断面に形成される複数の第２断面目印
とを備える半導体装置
を検査する半導体装置不良解析方法であり、
前記表面のうちの特定表面領域の前記複数の表面目印に対する相対位置を特定するステップと、
前記半導体装置を研磨することにより前記第１断面を露出させるステップと、
前記複数の第１断面目印を観察することにより、前記複数の第１断面目印がそれぞれ配置される複数の第１位置と前記相対位置とに基づいて前記第１断面のうちの前記特定表面領域に対応する第１特定断面領域を特定するステップと、
前記第１特定断面領域を観察するステップと、
前記半導体装置をさらに研磨することにより前記第２断面を露出させるステップと、
前記複数の第２断面目印を観察することにより、前記複数の第２断面目印がそれぞれ配置される複数の第２位置と前記相対位置とに基づいて前記第２断面のうちの前記特定表面領域に対応する第２特定断面領域を特定するステップと、
前記第２特定断面領域を観察するステップ
とを具備する半導体装置不良解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置不良解析方法に関し、特に、多層構造を有する半導体装置およびその半導体装置に適用される半導体装置不良解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを故障診断する半導体装置不良解析方法が知られている。その半導体装置不良解析方法では、その半導体チップの所望の領域を観察する必要がある。このため、半導体チップの所望の領域をより容易に特定することが望まれている。
【０００３】
特開昭６３−０９８１１８号公報には、半導体集積回路が開示されている。その半導体集積回路は、通常の回路パターンや配線パターンから容易に識別可能な文字や特徴ある形状の図形のパターンを、数１０乃至数１００ミクロン平方に区分された該半導体集積回路装置のチップ表面の各領域に各１個乃至３個ずつ配置することを特徴としている。その図形のパターンは、電位をかけられることにより発光し、不良解析時に場所特定のための目印として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−０９８１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多層構造を有する半導体チップの不良解析を実施する際には、その半導体チップの内部の推定不良箇所を特定することが必要な場合がある。しかし、特許文献１は、多層化された半導体チップの不良解析を考慮していない。特許文献１に開示される図形のパターンを多層構造の半導体チップの内部の位置の目印として用いた場合には、そのパターンから発光される光が上層まで届かず、その内部の推定不良箇所を特定することが困難であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明による半導体装置（１）は、複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、半導体装置（１）の表面（４）に形成される複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と、表面（４）に平行である断面（３−ｊ）に形成される複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）とを備えている。このような半導体装置（１）によれば、複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）との相対位置が既知であるときに、ユーザは、半導体装置（１）が研磨されることにより断面（３−ｊ）が露出した後に、複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）を観察することにより、表面（４）のうちの特定表面領域（６）に対応する断面（３−ｊ）のうちの特定断面領域（１０）を複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）に対する特定表面領域（６）の相対位置（７）に基づいてより容易に特定することができ、特定断面領域（１０）をより容易に検査することができる。
【０００８】
本発明による半導体装置不良解析方法は、複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、半導体装置（１）の表面（４）に形成される複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と、表面（４）に平行である断面（３−ｊ）に形成される複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）とを備えている半導体装置（１）を検査する。本発明による半導体装置不良解析方法は、表面（４）のうちの特定表面領域（６）の複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）に対する相対位置（７）を特定するステップと、半導体装置（１）を研磨することにより断面（３−ｊ）を露出させるステップと、複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）を観察することにより、複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）がそれぞれ配置される複数の位置と相対位置（７）とに基づいて断面（３−ｊ）のうちの特定表面領域（６）に対応する特定断面領域（１０）を特定するステップと、特定断面領域（１０）を観察するステップとを備えている。このような半導体装置不良解析方法によれば、複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と複数の断面目印（５−１〜５−ｎ）との相対位置が既知であるときに、ユーザは、特定断面領域（１０）をより容易に特定することができ、特定断面領域（１０）をより容易に検査することができる。
【０００９】
本発明による半導体装置不良解析方法は、複数の電子回路がそれぞれ形成される複数の層と、半導体装置（１）の表面（４）に形成される複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と、表面（４）に平行である第１断面（３−１）に形成される複数の第１断面目印（５−１〜５−ｎ）と、表面（４）に平行である第２断面（３−ｊ）に形成される複数の第２断面（３−ｊ）目印とを備えている半導体装置（１）を検査する。本発明による半導体装置不良解析方法は、表面（４）のうちの特定表面領域（６）の複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）に対する相対位置（７）を特定するステップと、半導体装置（１）を研磨することにより第１断面（３−１）を露出させるステップと、複数の第１断面目印（５−１〜５−ｎ）を観察することにより、複数の第１断面目印（５−１〜５−ｎ）がそれぞれ配置される複数の第１位置と相対位置（７）とに基づいて第１断面（３−１）のうちの特定表面領域（６）に対応する第１特定断面領域（１０）を特定するステップと、その第１特定断面領域（１０）を観察するステップと、半導体装置（１）をさらに研磨することにより第２断面（３−ｊ）を露出させるステップと、その複数の第２断面（３−ｊ）目印を観察することにより、その複数の第２断面（３−ｊ）目印がそれぞれ配置される複数の第２位置と相対位置（７）とに基づいて第２断面（３−ｊ）のうちの特定表面領域（６）に対応する第２特定断面領域（１０）を特定するステップと、その第２特定断面領域（１０）を観察するステップとを備えている。このような半導体装置不良解析方法によれば、複数の表面目印（２−１〜２−ｎ）と複数の第１断面目印（５−１〜５−ｎ）とその複数の第２断面（３−ｊ）目印との相対位置が既知であるときに、ユーザは、その第１特定断面領域（１０）とその第２特定断面領域（１０）とをより容易に特定することができ、その第１特定断面領域（１０）とその第２特定断面領域（１０）とをより容易に検査することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による半導体装置および半導体装置不良解析方法によれば、ユーザは、その半導体装置の表面の領域に対応する内部の特定領域をより容易に特定することができ、その半導体装置をより容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明による半導体装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、半導体装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明による半導体装置不良解析方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、故障個所が特定された後の半導体装置を示す斜視図である。
【図５】図５は、研磨された後の半導体装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明による半導体装置の実施の形態を記載する。その半導体装置１は、図１に示されているように、表面４に複数の目印２−１〜２−ｎ（ｎは、２以上の整数。）が形成されている。半導体装置１は、多層構造を有している。すなわち、半導体装置１は、複数の層から形成されている。その複数の層には、それぞれ、複数の電子回路が形成されている。複数の目印２−１〜２−ｎは、それぞれ、互いに異なる複数の図形に形成されている。その複数の図形としては、文字が例示される。その文字としては、アルファベットが例示される。
【００１３】
図２は、半導体装置１を複数の断面で仮に水平方向に切断したときの内部構造を示している。その複数の断面３−１〜３−ｍ（ｍは、２以上の整数。）は、多層構造の各層に対応し、互いに異なり、それぞれ、表面４に平行である。すなわち、複数の断面３−１〜３−ｍは、それぞれ、表面４から互いに異なる複数の深さに配置されている。複数の断面３−１〜３−ｍの各断面３−ｊ（ｊは、１以上ｍ以下の整数のうちから選択される任意の１つの整数。）には、複数の目印５−１〜５−ｎが形成されている。複数の目印５−１〜５−ｎの各目印５−ｉ（ｉは、１以上ｎ以下の整数のうちから選択される任意の１つの整数。）は、表面４の目印２−ｉに対応している。目印５−ｉは、目印２−ｉが形成されている位置と同じ位置に形成されている。すなわち、目印５−ｉと目印２−ｉとを結ぶ直線は、表面４に垂直である。目印５−ｉは、目印２−ｉの形状に合同である形状に形成されている。
【００１４】
すなわち、半導体装置１は、多層構造を有するように、かつ、表面４に複数の目印２−１〜２−ｎが形成されるように、かつ、複数の断面３−１〜３−ｍの各断面３−ｊに複数の目印５−１〜５−ｎが形成されるように、作製される。
【００１５】
本発明による半導体装置不良解析方法の実施の形態は、半導体装置１に適用される。その半導体装置不良解析方法では、ユーザは、図３に示されているように、まず、エミッション解析を実行することにより、半導体装置１の表面４のうちから故障個所を検出する（ステップＳ１）。そのエミッション解析は、公知である。ユーザは、その故障個所を顕微鏡観察することにより、複数の目印２−１〜２−ｎからその故障個所に最も近い目印２−ｉを特定する。ユーザは、さらに、その特定された目印２−ｉに対するその特定個所の相対位置を特定する（ステップＳ２）。なお、そのエミッション解析は、半導体装置１の表面４のうちから故障個所を検出する他の半導体故障解析に置換されることもできる。その半導体故障解析としては、発熱画像解析、ＩＲ−ＯＢＩＲＣＨ解析が例示される。
【００１６】
ユーザは、半導体装置１の不良解析に表面４の研磨が必要であるときに、断面３−１に形成される複数の目印５−１〜５−ｎが露出するまで半導体装置１の表面４を研磨する（ステップＳ３）。
【００１７】
ユーザは、その研磨面から露出している複数の目印５−１〜５−ｍを顕微鏡観察する。ユーザは、その顕微鏡観察により、その特定された目印２−ｉの形状に等しい形状に形成されている目印５−ｉを複数の目印５−１〜５−ｍから選択する。ユーザは、その研磨面のうちのその特定された目印５−ｉが形成されている領域の位置を特定する。ユーザは、その特定された位置とステップＳ２で特定された相対位置とに基づいて、その研磨面のうちのその故障個所に対応する故障個所を特定する。その特定された故障個所は、その特定された故障個所の位置がステップＳ２で特定された故障個所の位置と同じであるように、すなわち、その特定された故障個所とステップＳ１で特定された故障個所とを結ぶ直線が表面４に垂直であるように、特定される。
【００１８】
ユーザは、その研磨面のその特定された故障個所を顕微鏡観察し（ステップＳ４）、半導体装置１の不良解析がその研磨面の観察で十分であるかどうかを判別する（ステップＳ５）。
【００１９】
ユーザは、断面３−ｊに形成される目印５−１〜５−ｎが露出する研磨面の顕微鏡観察で半導体装置１の不良解析が十分でないときに（ステップＳ５、ＮＯ）、その故障箇所が露出するまでその研磨面をさらに研磨する（ステップＳ３）。
【００２０】
ユーザは、断面３−１の複数の目印５−１〜５−ｍの顕微鏡観察から故障個所を特定することと同様にして、その研磨面に形成されている複数の目印５−１〜５−ｍを顕微鏡観察することによりその研磨面から故障個所を特定する（ステップＳ４）。
【００２１】
ユーザは、断面３−ｊに形成される目印５−１〜５−ｎが露出する研磨面の顕微鏡観察で半導体装置１の不良解析が十分であるときに（ステップＳ５、ＹＥＳ）、半導体装置１に他の処理を実施する。
【００２２】
半導体装置１は、ステップＳ１が実行された後に、図４に示されているように、故障個所６が特定される。半導体装置１は、さらに、複数の目印２−１〜２−ｎのうちの目印２−ｉが故障個所６に最も近いときに、目印２−ｉに対する故障個所６の相対位置７が特定される。
【００２３】
図５は、ステップＳ５が実行される半導体装置を示している。すなわち、その半導体装置８は、半導体装置１の表面４が研磨されることにより、作製される。半導体装置８は、その研磨により形成される研磨面９を有している。表面４から研磨面９まで研磨される深さは、表面４から断面３−ｊまでの深さに一致している。研磨面９には、断面３−ｊに形成されている複数の目印５−１〜５−ｎが露出している。図５は、さらに、断面３−ｊのうちの図４の故障個所６に対応する故障個所を示している。その故障個所１０は、複数の目印５−１〜５−ｎのうちの目印２−ｉに対応する目印５−ｉに対する相対位置が相対位置７に一致するように特定される。
【００２４】
半導体装置１は、このような半導体装置不良解析方法が適用されることができる。このような半導体装置不良解析方法によれば、ユーザは、研磨により露出する断面に目印が形成されない半導体装置を検査することに比較して、半導体装置１の内部の故障個所１０をより容易に特定することができ、故障個所１０をより容易に観察・検査することができる。このため、このような半導体装置不良解析方法は、多層構造を有する半導体チップの不良解析に好適である。
【００２５】
なお、複数の目印５−１〜５−ｎは、他の複数の断面目印に置換されることができる。その複数の断面目印は、表面４の複数の目印２−１〜２−ｎとの相対位置が既知である。このような複数の断面目印が適用された半導体装置は、既述の実施の形態における半導体装置１と同様にして、半導体装置の内部の故障位置をより容易に特定することができ、より容易に検査されることができる。
【００２６】
なお、複数の目印５−１〜５−ｎは、表面４の複数の目印２−１〜２−ｎと合同でなくとも良い。たとえば、複数の目印５−１〜５−ｎは、互いに異なる複数の図形に形成されている。その複数の図形は、複数の目印２−１〜２−ｎの図形との対応が既知である。その複数の図形としては、複数の目印２−１〜２−ｎの図形にそれぞれ相似である複数の図形が例示される。このような複数の断面目印が適用された半導体装置であっても、既述の実施の形態における半導体装置１と同様にして、半導体装置の内部の故障位置をより容易に特定することができ、より容易に検査されることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  ：半導体装置
４  ：表面
２−１〜２−ｎ：複数の目印
３−１〜３−ｍ：複数の断面
５−１〜５−ｎ：複数の目印
６  ：故障個所
７  ：相対位置
８  ：半導体装置
９  ：研磨面
１０：故障個所
【図１】
2011139007.tif 000003
【図２】
2011139007.tif 000004
【図３】
2011139007.tif 000005
【図４】
2011139007.tif 000006
【図５】
2011139007.tif 000007