위상잠금 적외선 현미경 관찰법을 이용한 다층구조 칩의 내부결함 위치 분석
Internal Defect Position Analysis of a Multi-Layer Chip Using Lock-in Infrared Microscopy
김선진(충남대학교 분석과학기술학과); 이계승(한국기초과학지원연구원 광분석장비개발팀); 허환(한국기초과학지원연구원); 이학선(한국전자통신연구원); 배현철(한국전자통신연구원); 최광성(한국전자통신연구원); 김기석(서울대학교); 김건희(한국기초과학지원연구원)
35권 3호, 200~205쪽
초록
현대의 컴팩트 반도체 소자들은 정확한 품질검사를 위해 비파괴, 고분해능의 검사 장비가 요구되고 있다. 검사 장비 중 고분해능 적외선 대물렌즈와 적외선 센서로 구성된 초정밀 열영상 현미경은 반도체 내부의 결함에서 발생되는 국소적 열원의 위치와 깊이 정보를 얻는데 유용하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 위상잠금기법이 적용된 적외선열영상 현미경을 이용하여 다층구조로 된 반도체 소자 내부 열원의 위치와 깊이 정보에 대해 분석하였다. 시편은 내부에 3개의 열원을 포함한 TSV(through silicon via technology) 기반 4단 적층구조로서 측정 표면으로부터 열원의 깊이는 240μm이다. 본 실험에서는 위상잠금기법을 통해 시편 내부 열원의 위치와 깊이를 정확히 찾을 수 있는 초점면 위치, 노출시간 그리고 위상잠금주파수 등 최적의 조건을 찾고 그 조건에서 적외선 대물렌즈와 시편의 거리 변화에 따른 위상 변이와 깊이 정보에 대한 영향을 알아보았다. 이와 같은 반도체 내부결함에 의한 열원의 위치와 깊이 분석에 대한 연구는 품질검사용 열영상 분석장비 개발에 큰 도움을 줄 것으로 예상한다.
Abstract
An ultra-precise infrared microscope consisting of a high-resolution infrared objective lens and infrared sensors is utilized successfully to obtain location information on the plane and depth of local heat sources causing defects in a semiconductor device. In this study, multi-layer semiconductor chips are analyzed for the positional information of heat sources by using a lock-in infrared microscope. Optimal conditions such as focal position, integration time, current and lock-in frequency for measuring the accurate depth of the heat sources are studied by lock-in thermography. The location indicated by the results of the depth estimate, according to the change in distance between the infrared objective lens and the specimen is analyzed under these optimal conditions.
- 발행기관:
- 한국비파괴검사학회
- 분류:
- 기계공학