特許 7579852 半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-30

(45)【発行日】2024-11-08

(54)【発明の名称】半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20241031BHJP

   G01R 31/311 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

G01R31/28 R

G01R31/28 P

G01R31/28 L

G01R31/311

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022527547

(86)(22)【出願日】2021-04-05

(86)【国際出願番号】 JP2021014481

(87)【国際公開番号】W WO2021241007

(87)【国際公開日】2021-12-02

【審査請求日】2023-11-10

(31)【優先権主張番号】P 2020091377

(32)【優先日】2020-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100124800

【弁理士】

【氏名又は名称】諏澤 勇司

(72)【発明者】

【氏名】茅根 慎通

(72)【発明者】

【氏名】中村 共則

(72)【発明者】

【氏名】嶋瀬 朗

(72)【発明者】

【氏名】江浦 茂

【審査官】小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－４７８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０６１３７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／００８８５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５３４３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２６７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９７０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３００８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／２４１００８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】SCHMIDT, Christian et al.，“Non-destructive defect depth determination at fully packaged and stacked die devices using Lock-in Thermography”，2010 17th IEEE International Symposium on the Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits，2010年07月05日，DOI: 10.1109/IPFA.2010.5532004

【文献】JACOBS, K. J. P. et al.，“Lock-in thermal laser stimulation for non-destructive failure localization in 3-D devices”，Microelectronics Reliability，2017年06月27日，Vol. 76-77，pp. 188-193，DOI: https://doi.org/10.1016/j.microrel.2017.06.034

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／２６－３１／３１９３

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｈ０１Ｌ ２７／０４

Ｇ０１Ｎ ２５／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体デバイスに対して電力を供給すると同時に半導体デバイスの前記電力の供給に応じた電気特性を測定するステップと、
第１の周波数で強度変調された光と、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で強度変調された光を前記半導体デバイスに走査し、当該走査に応じた前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分の前記電気特性を示す特性信号を取得するステップと、
前記半導体デバイスにおける前記光の光軸方向の第１の位置の前記電気特性が反映される第１の走査位置の前記特性信号と、前記半導体デバイスにおける前記光の光軸方向の第２の位置の前記電気特性が反映される第２の走査位置の前記特性信号とが、所定の位相差となるような前記特性信号の周波数を求めるステップと、
前記半導体デバイスにおける前記第１の走査位置の前記特性信号の位相成分を基準にして、任意の走査位置の前記特性信号の位相成分を補正するステップと、
求めた前記周波数における任意の走査位置の前記特性信号を取得し、当該特性信号の同相成分及び直交成分を出力するステップと、
を備える半導体デバイス検査方法。

【請求項2】

前記出力するステップでは、前記同相成分の二次元分布を示す画像と、前記直交成分の二次元分布を示す画像とを出力する、
請求項１に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項3】

前記出力するステップでは、前記特性信号を基に、前記任意の走査位置における前記第１の位置の前記電気特性を示す値と、前記任意の走査位置における前記第２の位置の前記電気特性を示す値とを出力する、
請求項１又は２に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項4】

前記補正するステップでは、前記第１の走査位置の前記特性信号の位相成分を相殺するように前記任意の走査位置の前記特性信号の位相成分を補正する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項5】

前記求めるステップでは、前記特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、前記特性信号の周波数を求める、
請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項6】

前記出力するステップでは、前記任意の走査位置の前記特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、前記周波数における前記特性信号を取得する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項7】

前記所定の位相差は、π／２である、
請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査方法。

【請求項8】

半導体デバイスに対して電力を供給すると同時に半導体デバイスの前記電力の供給に応じた電気特性を測定する測定器と、
第１の周波数で強度変調された光と、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で強度変調された光を前記半導体デバイスに走査する光走査装置と、
前記光の走査に応じた前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分の前記電気特性を示す特性信号を取得する信号取得装置と、
前記特性信号を処理するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記半導体デバイスにおける前記光の光軸方向の第１の位置の前記電気特性が反映される第１の走査位置の前記特性信号と、前記半導体デバイスにおける前記光の光軸方向の第２の位置の前記電気特性が反映される第２の走査位置の前記特性信号とが、所定の位相差となるような前記特性信号の周波数を求め、
前記半導体デバイスにおける前記第１の走査位置の前記特性信号の位相成分を基準にして、任意の走査位置の前記特性信号の位相成分を補正し、
求めた前記周波数における任意の走査位置の前記特性信号を取得し、当該特性信号の同相成分及び直交成分を出力する、
半導体デバイス検査装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、前記同相成分の二次元分布を示す画像と、前記直交成分の二次元分布を示す画像とを出力する、
請求項８に記載の半導体デバイス検査装置。

【請求項10】

前記プロセッサは、前記特性信号を基に、前記任意の走査位置における前記第１の位置の前記電気特性を示す値と、前記任意の走査位置における前記第２の位置の前記電気特性を示す値とを出力する、
請求項８又は９に記載の半導体デバイス検査装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記第１の走査位置の前記特性信号の位相成分を相殺するように前記任意の走査位置の前記特性信号の位相成分を補正する、
請求項８～１０のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査装置。

【請求項12】

前記プロセッサは、前記特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、前記特性信号の周波数を求める、
請求項８～１１のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査装置。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記任意の走査位置の前記特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、前記周波数における前記特性信号を取得する、
請求項８～１２のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査装置。

【請求項14】

前記所定の位相差は、π／２である、
請求項８～１３のいずれか１項に記載の半導体デバイス検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態の一側面は、半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、３次元的に半導体チップが積層された半導体デバイスの電気特性を解析する手法として、ロックインＯＢＩＲＣＨ（Lock-in Optical Beam Induced Resistance Change）が知られている（例えば、下記非特許文献１参照）。この手法によれば、半導体デバイスにレーザをスキャンしながら抵抗等の電気特性の変化を測定することにより、非破壊での半導体デバイスの故障解析が実現される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】K.J.P. Jacobs et al.，“Lock-in thermal laser stimulation for non-destructive failure localization in 3-D devices”， Microelectronics Reliability, Vol.76-77(2017), Pages188-193．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような従来の手法においては、半導体チップがレーザの照射方向に複数の層で積層された半導体デバイスを対象にした場合に、積層構成に対応して電気特性を解析することが望まれていた。

【0005】

そこで、実施形態の一側面は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を解析することが可能な半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の一側面に係る半導体デバイス検査方法は、半導体デバイスに対して電力を供給すると同時に半導体デバイスの電力の供給に応じた電気特性を測定するステップと、第１の周波数で強度変調された光と、第１の周波数よりも高い第２の周波数で強度変調された光を半導体デバイスに走査し、当該走査に応じた第１の周波数成分及び第２の周波数成分の電気特性を示す特性信号を取得するステップと、半導体デバイスにおける光の光軸方向の第１の位置の電気特性が反映される第１の走査位置の特性信号と、半導体デバイスにおける光の光軸方向の第２の位置の電気特性が反映される第２の走査位置の特性信号とが、所定の位相差となるような特性信号の周波数を求めるステップと、半導体デバイスにおける第１の走査位置の特性信号の位相成分を基準にして、任意の走査位置の特性信号の位相成分を補正するステップと、求めた周波数における任意の走査位置の特性信号を取得し、当該特性信号の同相成分及び直交成分を出力するステップと、を備える。

【0007】

あるいは、実施形態の他の側面に係る半導体デバイス検査装置は、半導体デバイスに対して電力を供給すると同時に半導体デバイスの電力の供給に応じた電気特性を測定する測定器と、第１の周波数で強度変調された光と、第１の周波数よりも高い第２の周波数で強度変調された光を半導体デバイスに走査する光走査装置と、光の走査に応じた第１の周波数成分及び第２の周波数成分の電気特性を示す特性信号を取得する信号取得装置と、特性信号を処理するプロセッサと、を備え、プロセッサは、半導体デバイスにおける光の光軸方向の第１の位置の電気特性が反映される第１の走査位置の特性信号と、半導体デバイスにおける光の光軸方向の第２の位置の電気特性が反映される第２の走査位置の特性信号とが、所定の位相差となるような特性信号の周波数を求め、半導体デバイスにおける第１の走査位置の特性信号の位相成分を基準にして、任意の走査位置の特性信号の位相成分を補正し、求めた周波数における任意の走査位置の特性信号を取得し、当該特性信号の同相成分及び直交成分を出力する。

【0008】

上記一側面あるいは他の側面によれば、第１の周波数で変調された光と第２の周波数で変調された光とを半導体デバイスに走査しながら第１の周波数成分及び第２の周波数成分の半導体デバイスの電気特性を測定した特性信号が取得される。そして、取得された特性信号を基に、半導体デバイスの光の光軸方向の第１の位置の電気特性が反映された第１の走査位置の特性信号と、第２の位置の電気信号が反映された第２の走査位置の特性信号とが所定の位相差となるような周波数が求められる。さらに、任意の走査位置の特性信号の位相成分が、第１の走査位置の特性信号の位相成分を基準に補正され、求めた周波数における任意の走査位置の特性信号が取得され、取得した特性信号の同相成分及び直交成分が出力される。これにより、半導体デバイスの任意の走査位置における層毎の電気特性を推定することができ、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を解析することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一側面によれば、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を解析することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態にかかる半導体検査装置１の概略構成図である。

【図2】図１の検査装置１９のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】半導体検査装置１の測定対象の半導体デバイスＳの積層構造の一例を示す図である。

【図4】検査装置１９で取得された複数の周波数成分の特性信号を二次元画像で表現したイメージを示す図である。

【図5】検査装置１９によって解析された位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフである。

【図6】検査装置１９によって補正された位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフである。

【図7】検査装置１９によって解析された特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示グラフである。

【図8】検査装置１９によって解析された特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示グラフである。

【図9】検査装置１９によって解析された特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示グラフである。

【図10】検査装置１９によって出力された同相成分の二次元画像及び直交成分の二次元画像の一例を示す図である。

【図11】半導体検査装置１による解析処理の手順を示すフローチャートである。

【図12】検査装置１９による解析結果の出力イメージを示す図である。

【図13】本開示の変形例によって生成された差画像のイメージを示す図である。

【図14】本開示の変形例によって生成された出力画像のイメージを示す図である。

【図15】所定の位相差となる周波数における各走査位置の補正後の特性信号をベクトルで示した図である。

【図16】変形例に係る検査装置１９の測定対象の半導体デバイスＳの積層構造の一例を示す図である。

【図17】変形例に係る検査装置１９によって取得された特性信号の周波数毎の変化を示すグラフである。

【図18】変形例に係る検査装置１９の測定対象の半導体デバイスＳの積層構造の一例を示す図である。

【図19】変形例に係る検査装置１９によって解析された特性信号の自然対数と周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0012】

図１は、実施形態にかかる半導体デバイス検査装置である半導体検査装置１の概略構成図である。半導体検査装置１は、測定対象物（ＤＵＴ：Device Under Test）である半導体デバイスの故障個所の解析を行うために各箇所の電気特性を測定するための装置である。この半導体検査装置１の測定対象としては、複数の半導体チップが２層以上で積層された半導体デバイスが好適に用いられる。なお、図１においては、電気信号の装置間の流れを実線矢印で示し、光信号の装置間の流れを点線矢印で示す。

【0013】

すなわち、半導体検査装置１は、電圧印加装置３及び電流測定装置５を含む測定器７と、光源９と、信号源１１と、光走査装置１３と、ロックインアンプ（信号取得装置）１５と、光検出器１７と、検査装置１９とを含んで構成される。以下、半導体検査装置１の各構成要素について詳細に説明する。

【0014】

測定器７は、２つの端子を有し、その２つの端子が半導体デバイスＳに電気的に接続されることにより、半導体デバイスＳ内に形成される回路に電圧印加装置３から定電圧を印加して電力を供給し、その供給に応じて２つの端子間の半導体デバイスＳ内を流れる電流を、電流測定装置５において電気特性として測定する。

【0015】

光源９は、例えばレーザ光を照射するレーザ光源（照射源）である。光源９は、信号源１１によって可変の周波数で生成される交流信号を受けて、その交流信号に含まれる周波数で強度変調したレーザ光を生成する。この交流信号は、単一の周波数成分を有する信号であってもよいし、複数の周波数成分を含む信号（例えば、矩形波信号）であってもよい。光走査装置１３は、光源９から照射されたレーザ光を半導体デバイスＳに向けて導光して照射させるとともに、半導体デバイスＳにおけるレーザ光の照射位置を半導体デバイスＳの表面に沿って２次元的に走査させる。ここで、光走査装置１３におけるレーザ光の２次元的な走査は、検査装置１９によって制御される。また、光走査装置１３は、レーザ光の照射に応じて半導体デバイスＳの表面から生じた反射光を光検出器１７に向けて導光する。なお、光源９はインコヒーレントな光を生成するＳＬＤやＬＥＤ、ランプ光源等でもよい。

【0016】

ロックインアンプ１５は、信号源１１から出力される交流信号をモニターするとともに測定器７によって測定された電気特性を示す特性信号を受け、特性信号のうちのレーザ光の変調周波数の周波数成分を抽出（ロックイン検出）して検査装置１９に出力する。このとき、ロックインアンプ１５は、交流信号に含まれる複数の周波数成分に応じて、複数の周波数成分を抽出してもよい。光検出器１７は、光走査装置１３によって走査されたレーザ光に応じて半導体デバイスＳによって生じた反射光を受け、反射光の強度を示す強度信号を検査装置１９に出力する。

【0017】

検査装置１９は、ロックインアンプ１５、光検出器１７、及び光走査装置１３に電気的に接続され、光走査装置１３による２次元的な走査を制御するとともに、ロックインアンプ１５からの特性信号及び光検出器１７からの強度信号を処理するデータ処理装置である。

【0018】

図２は、検査装置１９のハードウェア構成を示している。図２に示すように、検査装置１９は、物理的には、プロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、記録媒体であるＲＡＭ（Random Access Memory）１０２又はＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、通信モジュール１０４、及び入出力モジュール１０６等を含んだコンピュータ等であり、各々は電気的に接続されている。検査装置１９の機能は、ＣＰＵ１０１及びＲＡＭ１０２等のハードウェア上にプログラム等を読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで、通信モジュール１０４、及び入出力モジュール１０６等を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、検査装置１９は、入出力デバイスとして、ディスプレイ、キーボード、マウス、タッチパネルディスプレイ等を含んでいてもよいし、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等のデータ記録装置を含んでいてもよい。また、検査装置１９は、複数のコンピュータによって構成されていてもよい。

【0019】

図３は、半導体検査装置１の測定対象の半導体デバイスＳの積層構造の一例を示す。半導体デバイスＳは、例えば、半導体回路部Ｃ１及び配線部Ｗ１を含む第１層Ｌ１と、半導体回路部Ｃ２及び配線部Ｗ２を含む第２層Ｌ２と、層間配線部Ｗ１２とを少なくとも有する、多層構造の半導体デバイスである。なお、図３においては、層間に存在する絶縁層の図示を省略している。このような半導体デバイスＳにおいては、半導体検査装置１の電圧印加装置３による電圧の印加に伴って、第１層Ｌ１にのみに電流が生成される領域Ａ１、第２層Ｌ２のみに電流が生成される領域Ａ２、及び、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２の両方に電流が生成される領域Ａ１２が、層間の界面方向、すなわち半導体デバイスＳの表面Ｓｕに沿って生ずる。このような半導体デバイスＳには、レーザ光の光軸が層間の界面（表面Ｓｕ）に略垂直となるように第１層Ｌ１側からレーザ光が照射される。これにより、レーザ光の集光されている第１層Ｌ１の位置から熱が伝搬する。そのため、領域Ａ１への照射に対して得られる特性信号には、光軸方向において光源９に近い第１の位置にある第１層Ｌ１の電気特性が反映される。また、領域Ａ２への照射に対して得られる特性信号には、光軸方向において光源９から遠い第２の位置にある第２層Ｌ２の電気特性が反映される。また、領域Ａ１２への照射に対して得られる特性信号には、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２の両方の電気特性が反映される。

【0020】

以下、検査装置１９の機能について詳細に説明する。

【0021】

検査装置１９は、少なくとも、第１の周波数ｆ１で強度変調されたレーザ光、及び第１の周波数よりも高い第２の周波数ｆ２で強度変調されたレーザ光を、半導体デバイスＳ上の領域Ａ１，Ａ２，Ａ１２を含む領域に２次元的に走査するように光走査装置１３を制御する。本実施形態では、検査装置１９は、第１及び第２の周波数ｆ１，ｆ２以外の複数の周波数で強度変調されたレーザ光も半導体デバイスＳに走査するように制御する。このような複数の周波数で強度変調されたレーザ光は、別々に照射されてもよい。また、矩形波に強度変調したレーザ光のような形態で、複数の周波数で強度変調されたレーザ光を同時に照射したような状態を実現してもよい。

【0022】

また、検査装置１９は、上記の複数の変調周波数ｆ１，ｆ２，…のレーザ光の走査の制御に応じて、複数の周波数成分ｆ１，ｆ２，…毎にロックイン検出された特性信号を、その位相及び振幅もしくは複素数で表現した信号として半導体デバイスＳの走査位置毎に取得し、それらの特性信号を二次元画像に変換して解析する。図４には、検査装置１９で取得された複数の周波数成分毎の特性信号を二次元画像で表現したイメージを示している。この二次元画像は、ガウシアンフィルタ等のフィルタが適用されてもよい。

【0023】

ここで、半導体デバイスＳの領域Ａ１に含まれる少なくとも１つの走査位置、及び半導体デバイスＳの領域Ａ２に含まれる少なくとも１つの走査位置のそれぞれは、設計データに基づいてユーザによって予め検査装置１９に設定されている。あるいは、当該それぞれの走査位置は、設計データに基づいて予め検査装置１９において自動的に特定されている。またあるいは、当該検査装置１９は、後述する位相成分の周波数に対する変化が最も小さい場所を走査位置として設定してもよい。

【0024】

そして、検査装置１９は、各走査位置で得られた特性信号の位相成分θを取得し、その位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係を走査位置毎に解析する。図５には、検査装置１９によって解析された位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフを示す。このように、領域Ａ１内の走査位置に対応する位相成分θの解析点Ｐ１と、領域Ａ２内の走査位置に対応する位相成分θの解析点Ｐ２と、領域Ａ１２内の走査位置に対応する位相成分θの解析点Ｐ１２とが、異なった特性を有するように得られる。なお、検査装置１９は、必ずしも、位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係を解析する必要はなく、位相成分θと周波数ｆとの関係を解析してもよい。

【0025】

また、検査装置１９は、上記のようにして得られた任意の走査位置の位相成分θの各解析点を、予め既知の走査位置の同一周波数の解析点Ｐ１を基準にして、その解析点Ｐ１における位相成分θを相殺するように補正する。このとき、検査装置１９は、位相成分θの相殺により－πからπに（あるいはその逆に）値が不連続に変化した場合には、その後の解析に支障を与えないように、位相成分θに－２π（あるいは２π）を加えて位相の連続性を保つように処理する。図６には、検査装置１９によって補正された位相成分θと周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフ示す。このようにして補正された位相成分θの周波数の平方根ｆ^１／２に対する特性は、領域Ａ１，Ａ２，Ａ１２間で異なった特性を示す。すなわち、領域Ａ１に対応する特性は常にゼロに近い値を持ち、領域Ａ２に対応する特性は周波数の平方根ｆ^１／２に対して傾きαの線形な特性を持ち、領域Ａ１２に対応する特性は極値を持つ特性となる。

【0026】

そして、検査装置１９は、上記のようにして補正された位相成分θを反映した各走査位置の特定信号を対象に処理する。すなわち、検査装置１９は、予め設定された領域Ａ１に含まれる走査位置の特性信号と、予め設定された領域Ａ２に含まれる走査位置の特性信号とが所定の位相差となる周波数を求める。一例として、所定の位相差はπ／２（９０度）である。

【0027】

図７の（ａ）部及び（ｂ）部には、それぞれ、領域Ａ１に含まれる走査位置の特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示し、図８の（ａ）部及び（ｂ）部には、それぞれ、領域Ａ２に含まれる走査位置の特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示す。このように、各走査位置の特性信号の実部は、周波数の上昇に伴って下降する特性を有し、領域Ａ１に含まれる走査位置の特性信号の虚部は補正により常にゼロとなり、領域Ａ２に含まれる走査位置の特性信号の虚部は周波数の変化に応じて変動する。検査装置１９は、領域Ａ２に含まれる走査位置の補正後の特性信号の実部がゼロと近似される周波数ｆ^＊を、位相差がπ／２となる周波数として求める。この際、検査装置１９は、領域Ａ２に含まれる走査位置の補正後の特性信号の周波数特性を、周波数の平方根ｆ^１／２を引数とする関数を用いたカーブフィッティングにより予測し、予測した関数を用いて実部がゼロと近似される周波数ｆ^＊を求めてもよい。カーブフィッティングには、例えば多項式関数を用いる。多項式関数を用いる場合には、最大次数が大きくなりすぎないように予め適切に関数が設定される。

【0028】

ここで、検査装置１９は、２つの走査位置の特性信号の間が所定の位相差となる周波数を求める際には、位相成分を一方の特性信号の位相を基準に補正する前の特性信号を用いてもよい。この場合は、位相差がπ／２となる周波数を求めるためには、検査装置１９は、一方の特性信号の示す複素数に他方の特性信号の複素数の共役複素数を掛け算した結果がゼロとなる周波数を求める。

【0029】

さらに、検査装置１９は、任意の走査位置の補正後の特性信号の周波数特性を基に、上記のようにして求めた周波数ｆ^＊における特性信号を計算により取得する。図９の（ａ）部及び（ｂ）部には、任意の走査位置の特性信号の実部及び虚部の周波数の平方根ｆ^１／２との関係の一例を示している。この際、検査装置１９は、任意の走査位置の補正後の特性信号の周波数特性を、周波数の平方根ｆ^１／２を引数とする関数を用いたカーブフィッティングにより予測し、予測した関数を用いて周波数ｆ^＊における実部及び虚部の値を計算により求めることができる。カーブフィッティングには、例えば多項式関数を用いる。多項式関数を用いる場合には、最大次数が大きくなりすぎないように予め適切に関数が設定される。一方で、検査装置１９は、変調周波数が周波数ｆ^＊を含むように設定されたレーザ光を用いて半導体デバイスＳを走査して得られた特性信号を基に、周波数ｆ^＊における任意の走査位置の特性信号をあらためて取得してもよい。

【0030】

検査装置１９は、このような周波数ｆ^＊における特性信号の取得を半導体デバイスＳ上のそれぞれの走査位置に関して繰り返すことにより、各走査位置毎に特性信号の実部及び虚部を取得する。また、検査装置１９は、各走査位置毎に取得した特性信号の実部、及び各走査位置毎に取得した特性信号の虚部を、それぞれ、特性信号の同相成分及び直交成分を示す二次元画像として、ディスプレイ等の入出力モジュール１０６に出力する。

【0031】

図１０には、検査装置１９によって出力された同相成分の二次元画像Ｇ_Ｉ及び直交成分の二次元画像Ｇ_Ｑの一例を示している。このように、位相差がπ／２となる周波数の特性信号が取得されることにより、二次元画像Ｇ_Ｉ上に半導体デバイスＳの第１層Ｌ１の電気特性の分布が反映され、二次元画像Ｇ_Ｑ上に半導体デバイスＳの第２層Ｌ２の電気特性の分布が反映される。また、位相差が任意の角度となる周波数の特性信号が取得されることによっても、二次元画像Ｇ_Ｉ上に半導体デバイスＳの第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２の電気特性の両方の分布が所定の比率で反映され、二次元画像Ｇ_Ｑ上に半導体デバイスＳの第２層Ｌ２の電気特性のみの分布が反映される。

【0032】

次に、本実施形態に係る半導体検査装置１を用いた半導体デバイスＳを対象にした解析処理の手順、すなわち、本実施形態に係る半導体デバイス検査方法の流れについて説明する。図１１は、半導体検査装置１による解析処理の手順を示すフローチャートである。

【0033】

まず、測定器７によって、半導体デバイスＳに対する電力の供給と、半導体デバイスＳの電気特性の測定が開始される（ステップＳ１）。次に、検査装置１９によって光走査装置１３の動作が制御されることにより、第１の周波数ｆ１で強度変調されたレーザ光が半導体デバイスＳ上に２次元的に走査されると同時に、検査装置１９においてロックインアンプ１５によってその第１の周波数ｆ１でロックイン検出された特性信号が取得される（ステップＳ２）。

【0034】

さらに、検査装置１９において、取得された特性信号の二次元分布を示す二次元画像が取得される（ステップＳ３）。その後、レーザ光の変調周波数が第２の周波数ｆ１、及び第１及び第２の周波数ｆ１，ｆ２以外の周波数に順次変更されて（ステップＳ４）、ステップＳ２及びステップＳ３の処理が繰り返されることにより、複数の周波数ｆ２，…でそれぞれロックイン検出された複数の特性信号が取得される。

【0035】

次に、検査装置１９によって、各走査位置の特性信号を基に周波数の平方根ｆ^１／２に対する特性信号の位相成分θの関係が解析され、半導体デバイスＳの領域Ａ１内の走査位置の位相成分の解析点を基準にして、任意の走査位置の位相成分θの解析点が補正される（ステップＳ５）。さらに、検査装置１９によって、領域Ａ１内の走査位置の位相成分θと領域Ａ２内の走査位置の位相成分との差が所定の位相差となる周波数が求められる（ステップＳ６）。これらの領域Ａ１，Ａ２内のそれぞれの走査位置は、予めユーザによって設定される。

【0036】

その後、検査装置１９により、半導体デバイスＳ上の一の走査位置における補正後の特性信号を基に、ステップＳ６で求めた周波数における特性信号の実部及び虚部が計算により取得される（ステップＳ７）。次に、解析対象の走査位置が順次変更されて（ステップＳ８）、ステップＳ７の処理が繰り返されることにより、複数の走査位置における複数の特性信号の実部及び虚部が取得される。

【0037】

さらに、検査装置１９によって、全ての走査位置における実部及び虚部の値のそれぞれが、同相成分及び直交成分を示す二次元画像として画像化される（ステップＳ９）。最後に、検査装置１９において、同相成分及び直交成分の画像が出力される（ステップＳ１０）。

【0038】

図１２には、検査装置１９による解析結果の出力イメージを示している。検査装置１９は、例えば、光検出器１７から得られた強度信号に基づいた半導体デバイスの光学画像Ｇ_１、指定した任意の周波数における特性信号の同相成分及び直交成分を示す画像Ｇ_２Ｉ，Ｇ_２Ｑ、上記解析処理により求めた特性信号の同相成分及び直交成分を示す画像Ｇ_３Ｉ，Ｇ_３Ｑを並べて出力する。また、検査装置１９は、予め設定した２つの走査位置Ｒｅｆ１，Ｒｅｆ２における特性信号の位相成分の周波数特性を示すグラフＧＲ_１，ＧＲ_２、及びユーザが指定した任意の走査位置における特性信号の位相成分の周波数特性を示すグラフＧＲ_３を同時に出力してもよく、そのグラフＧＲ_２上で所定の位相差となる周波数を示してもよい。

【0039】

以上説明した半導体検査装置１によれば、複数の周波数ｆ１，ｆ２，…で変調されたレーザ光を半導体デバイスＳに走査しながらロックイン検出することにより複数の周波数成分の半導体デバイスＳの電気特性を測定した特性信号が取得される。そして、取得された特性信号を基に、半導体デバイスＳの第１層Ｌ１の電気特性が反映された走査位置の特性信号と、第２層Ｌ２の電気特性が反映された走査位置の特性信号とが所定の位相差となるような周波数が求められる。さらに、任意の走査位置の特性信号の位相成分が、第１層Ｌ１の電気特性が反映された走査位置の特性信号の位相成分を基準に補正され、求めた周波数における任意の走査位置の特性信号が取得され、取得した特性信号の同相成分及び直交成分が出力される。これにより、半導体デバイスＳの任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２毎の電気特性を推定することができ、半導体デバイスＳの積層構成に対応した電気特性を解析することができる。

【0040】

特に、本実施形態では、上記所定の位相差がπ／２と設定されている。この場合、出力する特性信号の同相成分及び直交成分のそれぞれが、各層Ｌ１，Ｌ２の電気特性を直接示すものとなる。その結果、半導体デバイスＳの任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２毎の電気特性を容易に解析することができる。

【0041】

また、本実施形態では、特性信号の同相成分の二次元分布を示す画像と、特性信号の直交成分の二次元分布を示す画像とが出力されている。このような構成により、特性信号の同相成分及び直交成分の分布を視覚的に捉えさせることができ、半導体デバイスＳの積層構成に対応した電気特性を容易に解析することができる。

【0042】

さらに、領域Ａ１内の走査位置の特性信号の位相成分を相殺するように任意の走査位置の特性信号の位相成分が補正されている。このように動作することで、第１層Ｌ１の電気特性が反映される走査位置の特性信号の位相成分に対する任意の走査位置の位相成分の相対値が取得できる。その結果、任意の走査位置の特性信号の出力値を基にして、半導体デバイスＳの任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２毎の電気特性を容易に推定することができる。

【0043】

またさらに、本実施形態では、特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、所定の位相差となる特性信号の周波数が求められている。かかる構成によれば、２つの走査位置の特性信号の間の位相差が所定の位相差となる周波数を精度よく求めることができる。その結果、半導体デバイスＳの積層構成に対応した電気特性を高精度に解析することができる。

【0044】

さらにまた、本実施形態では、任意の走査位置の特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、求めた周波数における特性信号が取得されている。かかる構成によれば、任意の走査位置における求めた周波数の特性信号を精度よく取得することができる。その結果、半導体デバイスＳの積層構成に対応した電気特性を高精度に解析することができる。

【0045】

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

【0046】

例えば、検査装置１９においては、第１の周波数ｆ１でロックイン検出された特性信号の位相成分θと、第１の周波数ｆ１よりも高い第２の周波数ｆ２でロックイン検出された特性信号の位相成分θとの差の二次元分布を示す画像を生成及び出力してもよい。例えば、図１３に示すように、第１の周波数ｆ１での位相成分θを表す画像Ｇ_ｆ１と、第２の周波数ｆ２での位相成分θを表す画像Ｇ_ｆ２を基に、各画像Ｇ_ｆ１，Ｇ_ｆ２の位相成分θの差分を反映した差画像Ｇ_ｄｉｆｆを生成してもよい。このような差画像Ｇ_ｄｉｆｆを基に、半導体デバイスＳの各走査位置における層の深さの情報を視覚的に取得することができる。検査装置１９は、差画像Ｇ_ｄｉｆｆを出力する際には、位相成分θの差を濃淡によって表して出力しもよいし、差をＬＵＴ（Look-up Table）等を参照して色相に変換して出力してもよい。

【0047】

また、半導体検査装置１は、レーザ光の二次元走査を、半導体デバイスＳ上での複数のラインに沿った一次元走査をラインに垂直な方向にずらして繰り返すことにより実行し、その一次元走査毎の変調周波数を、第１の周波数ｆ１及び第２の周波数で交互に変更するように動作してもよい。例えば、第１の周波数ｆ１＝１Ｈｚ、第２の周波数＝４Ｈｚに設定される。図１４には、このような変形例に係る半導体検査装置１によって、ライン毎に変調周波数ｆ１、ｆ２に対応してロックイン検出されることにより生成される位相成分θの二次元分布を表す画像Ｇ_ｏｕｔの一例を示している。このような変形例によっても、光源９から遠い位置の層Ｌ３の電気特性と、光源９から近い位置の層Ｌ４の電気特性とが容易に判別可能となる。

【0048】

また、検査装置１９においては、予め設定された２つの走査位置の特性信号の位相差がπ／２となるような周波数を求めていたが、この位相差は任意の角度θに設定されていてもよい。また、検査装置１９は、逆に、周波数ｆ^＊を先に設定しておいて、その周波数ｆ^＊における位相差θを２つの走査位置の位相成分の周波数特性から求めてもよい。

【0049】

図１５は、位相差θとなる周波数ｆ^＊における各走査位置の補正後の特性信号を、実軸をＩ、虚軸をＱとしてＩＱ平面上に表示したベクトルで示しており、（ａ）部には領域Ａ１２（図３）における特性信号、（ｂ）部には領域Ａ２における特性信号、（ｃ）部には領域Ａ１における特性信号を示している。このように、補正後の特性信号ＳＧは、領域Ａ１においては、同相成分Ｉのみを有する第１層Ｌ１の電気特性を示す特性信号ＳＧ_１の成分を有し、領域Ａ２においては、位相θを有する第２層Ｌ２の電気特性を示す特性信号ＳＧ_２の成分を有し、領域Ａ１２においては、第１層Ｌ１の特性信号ＳＧ_１の成分と第２層Ｌ２の特性信号ＳＧ_２の成分を合成した成分ＳＧ_１＋ＳＧ_２を有する。すなわち、任意の走査位置における特性信号の同相成分ＳＧ_Ｉ及び直交成分ＳＧ_Ｑは、下記式；
ＳＧ_Ｑ＝｜ＳＧ_２｜・ｓｉｎθ，
ＳＧ_Ｉ＝｜ＳＧ_１｜＋｜ＳＧ_２｜・ｃｏｓθ
によって表される。

【0050】

上記のような性質を利用して、検査装置１９は、位相差θとなる周波数ｆ^＊における各走査位置の特性信号の同相成分Ｓ_Ｉ及び直交成分Ｓ_Ｑに基づいて、任意の走査位置における第１層Ｌ１の特性信号の値｜ＳＧ_１｜、及び第２層Ｌ２の特性信号の値｜ＳＧ_２｜の値を、下記式；
｜ＳＧ_１｜＝ＳＧ_Ｉ－ＳＧ_Ｑ／ｔａｎθ，
｜ＳＧ_２｜＝ＳＧ_Ｑ／ｓｉｎθ
によって計算により取得する。そして、検査装置１９は、計算した全ての走査位置における値｜ＳＧ_１｜，｜ＳＧ_２｜を基に、それぞれの値の二次元分布を表す画像を生成し、それらの画像を出力する。

【0051】

このような変形例によっても、各層Ｌ１，Ｌ２の電気特性の二次元分布を直接示す画像を出力することができる。その結果、半導体デバイスＳの任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２毎の電気特性を容易に解析することができる。

【0052】

上記実施形態においては、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２を含む２層構造の半導体デバイスＳを対象にしていたが、検査装置１９は、３層構造以上の半導体デバイスＳを対象にした解析機能を有していてもよい。

【0053】

例えば、図１６に示すような、光源９に近い側から、第１の位置にある第１層Ｌ１、第２の位置にある第２層Ｌ２，及び第３の位置にある第３層Ｌ３を含む多層構造を有する半導体デバイスＳを対象としてもよい。このような半導体デバイスＳにおいて、設計データ等から、第１層Ｌ１のみに電流が流れる経路ＰＡを有する領域Ａ１と、第１層Ｌ１及び第２層に経路ＰＡを有する領域Ａ１２と、第２層Ｌ２及び第３層Ｌ３に経路ＰＡを有する領域Ａ２３と、第３層Ｌ３のみに経路ＰＡを有する領域Ａ３が既知であるとする。また、光源９からのレーザ光は第１層Ｌ１に集光されるように照射されるものとする。

【0054】

上記の構成の半導体デバイスＳを対象にした場合、検査装置１９は、まず、領域Ａ１の特性信号を基準に全ての走査位置の特性信号の位相補正を行う。次に、領域Ａ１の特性信号と領域Ａ２３の特性信号を対象に、上記実施形態の解析処理を実行して全ての走査位置における第１層Ｌ１の特性信号を分離する。また、検査装置１９は、領域Ａ１の補正後の特性信号を基に、各周波数における振幅に関するゲインを取得しておく。図１７の（ａ）部には、各周波数ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３において取得された領域Ａ１の特性信号の変化を示し、図１７の（ｂ）部には、それらに伴って取得された各周波数ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３に対応する領域Ａ１の特性信号の振幅に関するゲインを示している。

【0055】

次に、検査装置１９は、各走査位置の各周波数ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３に対応する特性信号を対象に、各周波数ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３におけるゲインを反映させた各走査位置の第１層Ｌ１の特性信号を除去する。そして、検査装置１９は、除去した後の領域Ａ１２の特性信号を基に、除去した後の全ての走査位置の特性信号の位相補正を行う。さらに、領域Ａ３の特性信号と領域Ａ１２の特性信号を対象に、上記実施形態の解析処理を実行して、全ての走査位置における第２層Ｌ２の特性信号を分離すると同時に、全ての走査位置における第３層Ｌ３の特性信号を分離する。

【0056】

このような変形例によれば、３層構造の半導体デバイスを対象に、任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３毎の電気特性を推定することができる。

【0057】

また、検査装置１９は、図１８に示すような４層構造の半導体デバイスＳを対象にした解析機能を有していてもよい。図１８に示す半導体デバイスＳは、光源９に近い側から、第１の位置にある第１層Ｌ１、第２の位置にある第２層Ｌ２，第３の位置にある第３層Ｌ３、及び第４の位置にある第４層Ｌ４を含む多層構造を有する。このような半導体デバイスＳにおいて、設計データ等から、第１層Ｌ１のみに電流が流れる経路ＰＡを有する領域Ａ１と、第２層Ｌ２、第３層Ｌ３、及び第４層Ｌ４に経路ＰＡを有する領域Ａ２３４と、が既知であるとする。また、光源９からのレーザ光は第１層Ｌ１に集光されるように照射されるものとする。

【0058】

上記の構成の半導体デバイスＳを対象にした場合、検査装置１９は、まず、領域Ａ１の特性信号を基準に全ての走査位置の特性信号の位相補正を行う。次に、領域Ａ１の特性信号と領域Ａ２３４の特性信号を対象に、上述した実施形態の解析処理を実行して全ての走査位置における第１層Ｌ１の特性信号を分離する。そして、検査装置１９は、各走査位置の各周波数に対応する特性信号を対象に、各周波数に対応するゲインを反映させた各走査位置の第１層Ｌ１の特性信号を除去する。その後、検査装置１９は、除去した各走査位置の特性信号を対象に、３層構造の半導体デバイスＳを対象とした上述した解析処理を実行して、第２層Ｌ２～第４層Ｌ４のそれぞれの特性信号を分離することができる。

【0059】

このような変形例によれば、４層構造の半導体デバイスを対象に、任意の走査位置における層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４毎の電気特性を推定することができ、同様に５層以上の構造の半導体デバイスを対象に任意の走査位置における各層の電気特性を推定することもできる。

【0060】

また、検査装置１９においては、測定対象の半導体デバイスＳに領域Ａ２は存在するが領域Ａ１が存在しない場合には、以下のようにして第１層Ｌ１の特性信号と第２層Ｌ２の特性信号とが所定の位相差となる周波数を求めてもよい。

【0061】

すなわち、検査装置１９は、領域Ａ２の特性信号の振幅の自然対数を求め、その自然対数と周波数の平方根ｆ^１／２との関係を解析する。図１９には、検査装置１９によって解析された特性信号と周波数の平方根ｆ^１／２との関係をプロットしたグラフを示す。

【0062】

検査装置１９は、このような関係を参照して、周波数の平方根ｆ^１／２＝０のときの自然対数値（切片値）を求める。次に、検査装置１９は、この切片値から自然対数値が所定の位相差（例えば、π／２）減少する時の周波数ｆ^＊を求める。この周波数ｆ^＊を、第１層Ｌ１の特性信号と第２層Ｌ２の特性信号とが所定の位相差となる周波数の良い推定値として、求めることができる。

【0063】

また、検査装置１９は、半導体デバイスＳの材質を含めた構造が既知の場合には、その材質及び構造から予め求められた周波数ｆ^＊を、特性信号が所定の位相差となる周波数として利用してもよい。

【0064】

すなわち、半導体デバイスＳにおいて、第１層Ｌ１から第２層Ｌ２までの間にＮ層（Ｎは自然数）の異なる材質の層が存在し、それらのＮ層のそれぞれの構造として、密度ρ_ｋ、比熱ｃ_ｋ、熱伝導率λ_ｋ、膜厚ｄ_ｋ（ｋ＝０，１,…Ｎ－１）が既知であるとする。この場合は、第１層Ｌ１の特性信号と第２層Ｌ２の特性信号との位相差θは、各周波数ω（＝２πｆ）を用いて、下記式；

【数1】

によって表される。

【0065】

検査装置１９は、このような関係式を用いて第１層Ｌ１の特性信号と第２層Ｌ２の特性信号との位相差が所定の位相差となるように予め計算された周波数ｆ^＊を、解析処理において用いることができる。なお、上記計算式は、半導体デバイスＳを単純な１次元的な積層構造に近似した場合を仮定して設定されている。現実の半導体デバイスＳの構造が複雑で１次元的な近似が難しい場合には、有限要素法等に基づく数値計算によって所望の位相差となるように求められた周波数を用いてもよい。このようにしても、周波数の平方根と位相との間に比例関係があることに変わりがないため、数値計算で比例係数を求めることができる。

【0066】

上述した実施形態では、出力するステップでは、同相成分の二次元分布を示す画像と、直交成分の二次元分布を示す画像とを出力する、ことが好適である。上述した実施形態では、プロセッサは、同相成分の二次元分布を示す画像と、直交成分の二次元分布を示す画像とを出力する、ことが好適である。これにより、特性信号の同相成分及び直交成分の分布を視覚的に捉えさせることができ、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を容易に解析することができる。

【0067】

また、出力するステップでは、特性信号を基に、任意の走査位置における第１の位置の電気特性を示す値と、任意の走査位置における第２の位置の電気特性を示す値とを出力する、ことも好適である。また、プロセッサは、特性信号を基に、任意の走査位置における第１の位置の電気特性を示す値と、任意の走査位置における第２の位置の電気特性を示す値とを出力する、ことも好適である。この場合、各層の電気特性を直接示す値を出力することができる。その結果、半導体デバイスの任意の走査位置における層毎の電気特性を容易に解析することができる。

【0068】

さらに、補正するステップでは、第１の走査位置の特性信号の位相成分を相殺するように任意の走査位置の特性信号の位相成分を補正する、ことも好適である。さらに、プロセッサは、第１の走査位置の特性信号の位相成分を相殺するように任意の走査位置の特性信号の位相成分を補正する、ことも好適である。この場合、第１の位置の電気特性が反映される第１の走査位置の特性信号の位相成分に対する任意の走査位置の位相成分の相対値が取得できる。その結果、出力値を基にして半導体デバイスの任意の走査位置における層毎の電気特性を容易に推定することができる。

【0069】

またさらに、求めるステップでは、特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、特性信号の周波数を求める、ことも好適である。またさらに、プロセッサは、特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、特性信号の周波数を求める、ことも好適である。かかる構成によれば、第１の走査位置の特性信号と第２の走査位置の特性信号とが所定の位相差となる周波数を精度よく求めることができる。その結果、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を高精度に解析することができる。

【0070】

さらにまた、出力するステップでは、任意の走査位置の特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、周波数における特性信号を取得する、ことも好適である。さらにまた、プロセッサは、任意の走査位置の特性信号の周波数特性をカーブフィッティングにより予測することにより、周波数における特性信号を取得する、ことも好適である。かかる構成によれば、任意の走査位置における求めた周波数の特性信号を精度よく取得することができる。その結果、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を高精度に解析することができる。

【0071】

また、上述した実施形態では、所定の位相差は、π／２に設定されることが好適である。かかる構成を採れば、出力する特性信号の同相成分及び直交成分のそれぞれが各層の電気特性を直接示すものとなる。その結果、半導体デバイスの任意の走査位置における層毎の電気特性を容易に解析することができる。

【産業上の利用可能性】

【0072】

実施形態は、半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置を使用用途とし、半導体デバイスの積層構成に対応した電気特性を解析することができるものである。

【符号の説明】

【0073】

１…半導体検査装置、３…電圧印加装置、５…電流測定装置、７…測定器、９…光源、１１…信号源、１３…光走査装置、１５…ロックインアンプ（信号取得装置）、１７…光検出器、１９…検査装置、１０１…ＣＰＵ（プロセッサ）、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…通信モジュール、１０６…入出力モジュール、Ｓ…半導体デバイス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】