0.25μmCMOS LSIのリーク故障解析技術

Abstract

This paper describes a system analyzing for leakage current failures in LSI (Large Scale Integration) that have fine patterns and multiple interconnections. A combined LEM (Light Emission Microscope) and LCA (Liquid Crystal Analysis) instrument, which has a photo-detector with high sensitivity and spatial resolution, optical or DUT (Device Under Test) stages with high positioning accuracy and high temperature resolution, and a CAD (Computer Aided Design)-link system, can locate a leakage current site precisely and facilitates analysis of it. A low-cost Iddq (Quiescent supply current) failure analysis system using a simplified tester and an application of low-damage thin film fabrication by FIB (Focused Ion Beam) and KrF laser are developed. The efficiency of this technology is demonstrated by applying it to failure analysis of 0.25 micrometer CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) devices.

微細、多層配線構造のLSI(大規模集積回路)のリーク故障箇所を高精度かつ迅速に特定するリーク故障解析技術を開発した。本技術では、発光検出器の高感度化と空間分解能の向上、解析ステージの位置決め精度および温度制御精度を向上した発光、発熱統合解析装置とCAD(コンピュータ支援設計)リンクシステムの導入によりリーク電流の発生箇所(リーク箇所)を高精度に特定し、リーク電流発生の原因箇所(故障箇所)の探索を容易化、迅速化した。また、リーク故障の検出率向上のため、Iddq(Quiescent supply current)リーク解析機能に限定した簡易テスタを用いた低コストなIddqリーク解析システムを開発した。さらに、配線下のリーク箇所の検出を容易化するため、FIB(集束イオンビーム)、エキシマ(KrF)レーザの薄膜剥離技術のデバイスへの加工ダメージを評価し、故障解析への適用法を確立した。これらの技術を0.25マイクロメートル CMOS(相補型金属-酸化物-半導体)デバイスのリーク故障解析に適用し、その有効性を確認した。