用于非破坏性的检查半导体器件的装置和方法技术领域
本发明涉及用于对半导体器件的芯片进行非破坏性的检查的装置和方
法，并且特别地涉及为检测电作用缺陷的非破坏性的检查。本发明也涉及
适用于非破坏性的检查的半导体装置，以及制造该半导体装置的方法。
这个申请是基于在日本递交的专利申请平10-272788，专利申请平
11-67744和专利申请平11-133283，他们的内容被合并于此。
背景技术
通常的非破坏性的检查技术被由已知的文稿比如标题“基于热电动势
的OBIC分析技术”，其被提供作为在日本研究院促进基金132委员会的研
究方面的132会议的材料，涉及带电粒子的工业的应用。这里，“OBIC”是
“光束导入传导性”的缩写。这类非破坏性的检查技术用于在过程处理中
布线系统的缺陷位置非破坏性的检测，用于缺陷分析和半导体装置的故障
分析。
另外，许多文稿描述了采用激光器的对半导体器件的检查装置和它的
有关技术。例如，日本的专利申请公报，第一次公报平7-14898揭示出了
用于半导体器件晶片的OBIC分析。
日本的专利申请公报，第一次公报平4-312942揭示出用于半导体装置
的OBIC电流检测方法。
日本的专利申请文本，第一次公报平5-136240揭示出用于硅半导体装
置的OBIC观察方法。
日本的专利申请文本，第一次公报平8-255818揭示出使用扫描激光器
显微镜的扫描-型OBIC电流分析。
日本的专利申请文本，第一次公报平10-170612揭示出在半导体集成
电路的内部连接线中缺陷的检查。
日本的专利申请文本，第一次公报平2-284439揭示出在多层-布线封
装制造中的半导体装置的缺陷的检查。
日本的专利申请文本，第一次公报平4-369849揭示出一种半导体集成
电路装置，其构成使得可以对位于氧化膜下面的铝金属线的电位的精确的
测量。
日本的专利申请文本，第一次公报平5-47929揭示出在半导体集成电
路中布线设计中自动的排列和布线。
日本的专利申请文本，第一次公报平5-243535揭示出一种半导体集成
电路的设计，其中的接线图形能够不费力地被改正。
日本的专利申请文本，第一次公报平8-316281揭示出在多层的布线的
模式中缺陷的检查。
现在，图8和9示出为传统的装置的结构的例子和非破坏性检查的方
法(以下，简单地称为非破坏性检查装置和非破坏性检查方法)，其中相同
的部件用相同的标号表示。激光器1产生激光束，其是被光学系统2变窄
以产生激光束3。用激光束3在半导体器件芯片4的观察到的面积上扫描。
扫描是在图像处理系统106控制之下由光学系统2通过激光束的极化进行
的。
在上述情况中，导致产生电流并由探头115-1取出，该探头探测焊接
区14-1。在图像处理系统106的控制之下，由电流变化检测器131检测电
流并在图像显示设备7的屏幕上显示。在此，显示的电流的变化是作为表
示与扫描位置相关的亮度变化的一图像。这样的图像被称为扫描电流变化
图像。
概括地讲，图8显示让电流在一闭合电路中流动的用于非破坏性检查
的结构的例子。即，探头115-2探测焊接区14-7并且被接地，其不同于与
电流变化检测器131连接的焊接区14-1。
图9显示出用于非破坏性的检查的一结构的例子，让电流以瞬变电流
的形式在一开环回路中流动。所以，除与电流变化检测器131连接的焊接
区14-1以外的所有连接的焊接区被开路。需要电容元件使得瞬变电流可以
开环电路中流动。在图9的情况下，这样一种电容元件相当于在芯片上的
寄生电容或测量系统的浮动电容。
下面，将详细描述非破坏性检查的操作。如上面所描述的，图8和9
的结构上的差别只在于闭环电路或开环电路形式上。所以，对操作的描述
没有别分这些结构。受控制图像处理系统106的控制，用激光束3对半导
体器件芯片4的可观察到的区域进行扫描，激光束3最初是由激光束产生
器1产生，并且被光学系统2变窄。在此，响应于扫描，扫描电流变化图
像受到照明度显示，其是以这样一种方法，即电流流入电流变化检测器131
被显示“亮”，而它的反向电流被显示为“暗”。顺便说一下，该显示是利
用亮和阴影之间的对比以及分级进行的。
当激光束辐照在接近缺陷的位置时，瞬时地导致热电动势发生以致在
上述的电路中产生电流流动。相对地，当激光束被辐照在无缺陷的区域时，
不会引起热电动势以致该电路中没有电流流动。因此，图像显示设备7显
示一图像(称为扫描电流变化图像)，在其中光亮和阴影之间的对比是与接
近缺陷的位置相关的。同时当扫描电流变化图像被获得时，或只在获得扫
描电流变化图像之前或仅仅在其后，与光学的反射图像相对应的进行一扫
描激光显微照片，该反射图像是与激光扫描相关的。
然后，通用图像处理技术被用于对实行扫描电流变化图像和扫描激光
器显微照片的合成以产生两个图像的复合图像。用这样一种复合图像，能
够清楚的识别对应于在扫描电流变化图像中光亮和阴影之间的对比，所以
它能够明确记载在半导体器件上的缺陷位置。顺便说一下，上述的技术在
缺陷位置的检测上有亚微细粒级的精度。
为了清楚地检测上述非破坏性检测出的缺陷类型和缺陷发生的原因，
用聚焦离子束方法或电子显微方法在缺陷位置上，正常地进行了物理破坏
性的分析。换句话说，在位置检测中按照亚微粒级的精度，采用传统的技
术用于清楚地识别缺陷位置，所以能够有效地进行在微缺陷方面的物理分
析，微缺陷的尺寸是在亚微粒级以下。当上面所描述的，对于为故障分析
和缺陷分析来说，在一系列分析的过程中，上述的传统的技术起重要作用。
为了简化描述，图8和9中的每一个仅仅示出了一个芯片。当然，当
排列在晶片上的芯片之一被选定和被检查时，与前面所述的相类似的一探
测操作被执行。
在完成芯片被封装在封装件中的制造的后期处理过程之后，当检查被
执行时，该封装的一个管脚(或多个管脚)被用于代替探测以建立电的连接。
在这种情况下，作为常规的操作是通过除去芯片表面上的封装材料进行检
测。为方便的缘故，描述将通过单个独立的芯片的例子进行描述，其表示
单个芯片，例如，在晶片上的每个芯片和包装的芯片。
为清楚地描述，解释将是根据作为模型的芯片的构造和它的重要点给
出。图10是透视图，其示出芯片的与本发明相关的有限的部分。本发明的
重要的点是：焊接区的设置(或不设置)，从焊接区独立地引出的电连接，
以及从焊接区独立的引出的电连接的方法。
显示在图10中的模型芯片有十二个焊接区，它们分别被分配给参考符
号的14-114-12。当然，本发明不受焊接区的标号的限制。在芯片的表面和
后面之间的区别是本发明的重要点。图10清楚显示表面4f，其对应于在半
导体衬底上的组件的形成，但是没有显示在其中组件未被形成的背面4h。
顺便说一下，描述将被相对于一些原因给出，在其中表面和背面之间的区
别在检查的操作中起重要作用。
图8和9不特定地给出激光束的扫描机构和显示设备的扫描-相关机
构，它们是已知技术。为避免复杂化，在下列描述中对于本发明中与已有
技术相对应的内容将不作详细的解释。
然而，下列描述参照激光束扫描和图像产生之间的关系进行，其是本
发明的重要的因素。在此，传统的技术涉及扫描激光器显微照片和扫描电
流变化图像之间的关系，而本发明涉及扫描激光器显微照片和扫描磁图像
之间的关系。顺便说一下，扫描电流变化图像和扫描磁的图像相互之间的
不同仅仅在于作为显示的基础的信号的类型，同时在其它因素方面他们基
本是的相同。所以，下列描述将通过扫描电流变化图像的例子给出。
图11A和11E是原理图，在其中示出了激光束的扫描和产生的图像之
间的关系，其中与那些显示在图8的部件相同的部分被分配以相同的标号。
提供了两种产生的图像。既，扫描激光器显微照片和扫描电流变化图像。
在此，扫描激光器显微照片是如下产生的：
在与使用及激光器的扫描同步中，反射的光束从激光器点被检测出，
在其中反射强度是以亮度与扫描的点相对应的显示以产生一图像。
顺便说一下，扫描电流变化图像是如前面所描述的产生的。扫描激光
器显微照片和扫描电流变化图像二者是同步产生的，或者他们是在没有移
动充当范例的半导体器件芯片的情况下顺序的产生的。因此，能够获得相
对于半导体器件芯片的特定位置的扫描激光器显微照片和扫描电流变化图
像。
通常，光亮和阴影之间的对比仅仅显现在与扫描电流变化图像相对应
的芯片的被观察的区域的某些部分上。因此，通过在屏幕上显示相互重叠
的扫描激光器显微照片和扫描电流变化图像，能够清楚地在具有高精度的
扫描激光微照相上显示一位置，在该位置扫描电流变化图像产生对比。这
就简化了在非损伤检测之后进行的缺陷的物理分析。
图11A显示在半导体器件芯片上激光器的扫描位置201的运动。图11D
显示扫描激光器显微照片的发光显示位置的坐标202，其是在图像显示装置
7的屏幕上的扫描激光器显微照片显示窗口204显示的(见图11C)。图11E
显示扫描激光器显微照片的发光显示位置的坐标203，其是在图像显示装置
7的屏幕上的扫描激光器显微照片显示窗口205显示的(见图11C)。图11B
显示激光器扫描位置201，其中应用激光束3在半导体器件芯片4上扫描。
图11C显示上述的窗口204、205，它们响应于扫描显示在图像显示设
备7的屏幕上的。在此，参考符号“7A”表示图像显示设备7的屏幕，在
其上显示扫描激光器显微照片的显示窗户204和扫描电流变化图像的显示
窗户205。
现在，将参照图11A和11E给出激光束的扫描，扫描激光器显微照片
和扫描电流变化图像之间关系的描述。在半导体器件芯片4上激光器的运
动扫描位置201的运动是在点201-1开始，从那里开始激光器扫描位置201
在水平方向沿着第一扫描线朝端点201-2运动，该端点对应于第一扫描线
的终止点。比如，这样激光器扫描位置201的水平运动被反复512次。所
以，激光器扫描位置201最后沿着最后一条扫描线从它的左终点201-3到
它的右终点201-4。
在屏幕上从开始点201-1到结束点201-4连续地执行上述的扫描。通
常，这样的扫描是在从0.1秒到10秒的时间内执行一次。在与扫描同步中，
检测是根据扫描激光器显微照片的反射光束进行的，同时检测也在相对于
扫描电流变化图像的电流变化进行的。如前面所描述的，扫描激光器显微
照片是应用亮度值显示的，这些值是由转换检测光学强度产生的并且以位
置的对应为基础显示的。另外，扫描电流变化图像应用亮度值显示的，这
些值是通过转换检测电流变化产生的并且以位置的对应为基础显示的。
为了澄清位置对应的概念，描述是对应于扫描区域，图像显示区域和
观察放大率之间的关系给出。在扫描区的宽xd和高度yd之间的比率(yd/xd)
被保持恒量的显示在显示的图像中。所以，在扫描激光器显微照片宽xr和
高度yr之间的比率(yr/xr)与上述的比率(yd/xd)相同。同样地，扫描电流
变化图像的宽xi和高度yi之间的比率(yi/xi)是与前述的比例(yd/xd)相
同。
观测幅度是根据扫描区的宽xd和扫描激光器显微照片的宽xr之间的
比率(xr/xd)或扫描区的宽xd和扫描电流变化图像宽xi之间的比率(xi/xd)
表示的。通常，为了重叠扫描激光器显微照片和扫描电流变化图像，它们
被制成相同的尺寸。为这个原因，放大率(xr/xd)与放大率相同(xi/xd)。
另外，扫描区的宽和高度之间的比率(yd/xd)与图像的宽和高之间的比率相
同。所以，对于(yr/yd)和(yi/yd)放大率相同。
接着，将给出关于在扫描区的一点和被显示的图像的一点之间的对应
关系的描述。通常，激光器扫描是在模拟方式或数字方式进行的。通常，
图像显示时以数字的方式进行的。所以，每个位置被用对应于每个像素位
置的坐标表示的。在许多情况中，图像显示的分辨率是以“(512像素)乘(512
像素)”表示的。所以，下列描述将是通过例子的方式给出，在其中图像显
示具有“(512像素)乘(512像素)”的分辩率。
在扫描区的激光器扫描起点201-1(见图11A)分别对应于扫描激光器显
微照片的起点202-1(见图11D)和扫描电流变化图像的起点203-1(见图
11E)。坐标(0，0)是对上述的显微照片和图像的起始点设定的。另外，坐
标(511，0)是对显微照片和图像的结束点设定的，其对应于在它的扫描区
中的第一激光器扫描的扫描线终点201-2。同样地，坐标(0，511)是对显微
照片和图像的起始点设置的，其对应于在它的扫描区的激光器扫描的最后
一条扫描线的起点201-3。坐标(511，511)是对显微照片和图像的结束点
(即，202-4，203-4)设定的，其对应于在它的扫描区的激光器扫描的最后
一条扫描线的终点201-4。因此，图像显示是用许多像素(即，
512×512＝262144)完成的，其是由上述的坐标(0，0)，(1，0)，...，(511，
511)标明的，被显示的每个像素的亮度通常是由8比特位标明的，其在灰
度上提供256分级。
使用上述的扫描电流变化图像的芯片的非破坏性检查有各种问题，其
将被描述在下面。
第一问题是在完成了制造的预处理之后，以至焊接区被附着在芯片上
之后，在作为检测主体的半导体器件的芯片上不能进行检测。
为了检测由于激光束的辐照产生的电流变化，传统的技术需要检查装
置必须与半导体器件芯片是电连通的。为此原因，焊接区应预先被印制在
半导体器件上。
第二个问题是即使在完成焊接区的形成致使制造的后期处理过程完成
之后执行检测，由于有与电流变化检测器连接的大量的焊接区，为了准备
建立电连接需要许多工作步骤和许多花费。
为了检测在芯片中存在的缺陷，需要在其中有缺陷存在的布线(或线路)
是与电流变化检测器电连通的。因此，为了确定地执行检测，需要操作人
员把电流变化检测器与所有具有热电动电流流过的可能性的焊接区电连
接。因此，需要大量工作步骤和许多费用来准备在焊接区和电流变化检测
器之间建立电连接。
在使用闭环电路进行检测的情况下，它必需选择焊接区以构成闭环电
路。可以建立的电连接的组合是与焊接区数的平方成比例的增加。所以，
随着焊接区数的增加，电的连接的组合数变成很巨大的。为了执行涉及被
建立的电连接的准备，每一次作为受检查对象的芯片的类型被变化为新类
型，它必需提供专门设计的设备，并且需要改变电连接。这就使准备工作
增加了许多工作步骤和大量的花费。
另一个传统的技术不能解决的问题时不能检测短路缺陷。传统的技术
可以能够检测空位、外来的物质和金属线的断路。然而，它不能检测金属
线之间的短路。在其中存在短路缺陷的相同金属线上存在成为热电动势的
原因的缺陷，那么能够间接的检测短路缺陷。然而，在其中二种缺陷存在
于同一金属线上的概率非常小。
发明内容
本发明的目的是提供用于非破坏性检查的装置和方法，它使半导体器
件芯片的生产率和可靠性得到改善。
本发明的另一个目的是使在半导体制造过程中，在半导体器件的焊接
区形成之前，能够进行非破坏性的和不接触检查。
本发明的另一目的是在焊接区形成之后，允许不必选择焊接区而有效
地进行非破坏性的检查。
本发明的另一个目的是提供一种半导体器件和它的制造方法，其允许
非破坏性检查装置和方法检测短路缺陷。
此外本发明的另一目的是提供一种半导体器件，其能够增加由于在接
近一缺陷处由激光束的辐照造成热电动势的出现所导致的电流流动的期
间。所以，能够减轻磁场的检测，并且它能够减少半导体器件的制造成本，
因此，它能够的改善在半导体器件的制造中的生产率和可靠性。
在本发明的第一方面，提供了一种非破坏性的检查装置(或方法)，其
被基本上配置成为了扫描致使有专用波长的激光束被辐照在半导体器件的
芯片的表面(或背面)。在此，激光束在辐照尺寸上被变窄并且被辐照在缺
陷位置。然后，缺陷位置被加热以引起热电动势电流，其在半导体器件芯
片中瞬时地流动并且引入一磁场。磁场检测器比如SQUID检测磁场的强度，
其被转换为亮度值。亮度值被设置为在屏幕上某一个显示位置的图像亮度
以致于产生扫描磁场图像。扫描激光器显微镜产生扫描激光器显微照片。
然后，显示设备在屏幕上显示合成物图像，其包含扫描磁场图像和扫描激
光器显微照片，它们是相互重叠的。用显示的复合图像，能够在焊接区构
成之前以非破坏性的方法，在半导体器件芯片上执行检查确定是否存在缺
陷。顺便说一下，比如，为产生扫描磁场图像激光束的波长是设置在1300
纳米和为产生扫描激光器显微照片设置在633纳米。另外，能够提供从半
导体器件芯片中提取的至少一电流电路(例如，闭环电路或开环电路)，其
中电流电路的一端是与焊接区电连通的。因此，它能够凭借由电流流过电
流电路引入的磁场执行检测，并具有好的检测灵敏度。顺便说一下，用液
体氮使SQUID在温度上被冷却下来。此外，SQUID包含三个检测线圈，它们
分别定向在三个独立的方向。
在本发明的第二方面，提供了一种半导体器件晶片，其适于非破坏性
的检测和被配置为允许没有使用附加电连接的短路缺陷的检测。热电动势
产生器和它的金属线被形成在半导体器件晶片上(或之中)，其中他们是与
形成在衬底上的绝缘层中的第一层金属线电连通的。例如，电线短路缺陷
位于第一层金属线之间。现在，激光束被辐照在热电动势产生器上以致使
热电动势电流沿着电流路径在一闭环电路中流动，该电路是由第一层金属
线，短路缺陷，热电动势产生器和它的线路以及通孔构成的。由于热电动
势电流流过闭环电路，所以感生一磁场并且由检测器所检测，比如由SQUID
检测。然后，检测磁场的强度被以亮度(亮度或彩色)表示，由其显示设备
的屏幕上根据激光束的扫描产生并显示扫描磁场图像。基于与激光束的扫
描同步或与激光束扫描相关的反射光，产生一扫描激光器显微照片。包含
相互重叠的扫描磁场图像和扫描激光器显微照片的一复合图像显示在屏幕
上，通过它能够指定在半导体器件晶片上的短路缺陷存在的位置。
在本发明的第三方面，在焊接区构成前对制造中间阶段的半导体集成
电路进行非破坏性的检查。在此，半导体集成电路是基本上由衬底、绝缘
层、第一层金属线、电路通孔、检查通孔和用于构成第二布线层的金属膜
构成的。在衬底，设置电路通孔以通过绝缘层连接第一层金属线和第二层
金属线。检查通孔是连通第一层金属线但是不是连通第二层金属线。金属
膜被形成在表面区域的相对宽范围内，其比第一层金属线的区域要宽。另
外，部分的第一层金属线对应于热电动势生成缺陷。当激光束被辐照在半
导体集成电路的背面朝向第一层金属线的热电动势生成缺陷时，导致热电
动势电流的发生和在闭环电路中的流动，以至引入磁场。一检测器检测基
于检测的半导体集成电路的缺陷的磁场的强度。因为非破坏性的检查能够
在制造的中间阶段的半导体集成电路上进行，所以能够反馈检查结果到制
造的前面的阶段。这有助于改进半导体器件的生产率和可靠性。另外，它
能够减少用于半导体器件制造所必须的总成本。
附图说明
下面将结合附图对本发明的这些和其他目的、方面、例子和实施例更
详细地加以描述，在其中：
图1A是一示意图，其示出了根据发明的实施例中例子1的非破坏性检
查装置的结构；
图1B是一示意图，其示出了根据发明的实施例中例子5的非破坏性检
查装置的结构；
图2是一示意图，其示出了根据发明的实施例中例子2的非破坏性检
查装置的结构；
图3是一示意图，其示出了根据发明的实施例中例子3的非破坏性检
查装置的结构；
图4是一示意图，其示出了根据发明的实施例中例子4的非破坏性检
查装置的结构；
图5是底示图，其示出了被例子5检测的半导体器件芯片的背面以及
它的周缘；
图6是一示意图，其示出聚焦板的电流路径的构成，其构成发明的实
施例A的例子6；
图7是一示意图，其示出聚焦板的电流路径的构成，其构成发明的实
施例A的例子7；
图8是一示意图，其示出了半导体器件芯片的常规的非破坏性检查采
用的结构的例子；
图9是一示意图，其示出了半导体器件芯片的常规的非破坏性检查采
用的结构的另一例子；
图10是一透视图，其示出了半导体器件芯片的外观，其作为由本发明
检测的主体的模型；
图11A是示出在半导体器件芯片的扫描区的一个例子的示意图；
图11B是示出被应用激光束扫描的半导体器件芯片的一透视图；
图11C是在图像显示设备的屏幕上显示的一个例子；
图11D是在图像显示设备的显示屏的显示窗口显示的扫描激光器显微
照片的显示例子；
图11E是在图像显示设备的显示屏的显示窗户显示的扫描电流变化图
像的一个显示例子；
图12是示出按照发明的实施例B的例子1的半导体器件晶片的构造的
局部放大部分视图；
图13A是示出按照发明的实施例B的例子2的半导体器件晶片的构造
的局部放大部分视图；
图13B是示出例子2的半导体器件晶片的选择的部分的局部放大部分
的平面图；
图14A是示出按照发明的实施例B的例子3的半导体器件晶片的构造
的局部放大部分视图；
图14B是示出例子3的半导体器件晶片的选择的部分的局部放大部分
的平面图；
图15A是示出按照发明的实施例B的例子4的半导体器件晶片的构造
的局部放大部分视图；
图15B是示出例子4的半导体器件晶片的选择的部分的局部放大部分
的平面图；
图16A是示出按照发明的实施例B的例子5的半导体器件晶片的构造
的局部放大部分视图；
图16B是示出例子5的半导体器件晶片的选择的部分的局部放大部分
的平面图；
图17A是示出按照发明的实施例B的例子6的半导体器件晶片的构造
的局部放大部分视图；
图17B是示出例子6的半导体器件晶片的选择的部分的局部放大部分
的平面图；
图18A示出从其中检查金属线被除去的例子6的半导体器件晶片的局
部放大部分；
图18B示出从其中检查金属线被除去的例子6的部分半导体器件晶片
的局部放大部分；
图19A示出例子6的半导体器件晶片的局部放大部分，在其中通过以
检测模式在热电动势产生器上照射激光束造成电流流动；
图19B示出例子6的部分半导体器件晶片的局部放大部分，在其中电
流通过金属线沿着在闭环电路中的路径流动；
图20A是示出实施例B的例子7的半导体器件的版面的示意图；
图20B是示出一对区域以及它们的电连接的视图，该区域是从例子7
的半导体器件晶片的布局中取出的；
图21是部分地示出按照实施例发明的C的半导体器件芯片的构造，该
芯片处于制造的中间阶段并且适合于非破坏性的检查；
图22A是图21所示的半导体器件芯片的剖示图，在其上激光束辐照引
起热电动势电流流动；
图22B是图21所示的半导体器件芯片的选择的部分的局部平面图，在
其上热电动势电流流动；
图23示出了图21所示的半导体器件芯片的结构，在其上构图以形成
第二层金属线；
图24示出了半导体器件芯片的另一例子的结构，该芯片处于制造过程
的中间阶段；
图25示出了半导体器件芯片的改变的一例子的结构，该芯片处于制造
过程的中间阶段；
图26示出了半导体器件芯片的另一改变的例子的结构，该芯片处于制
造过程的中间阶段；
图27示出了半导体器件芯片的结构的剖示图，该芯片处于制造过程的
中间阶段；
图28示出了半导体器件芯片的结构的剖示图，该芯片处于制造过程的
中间阶段；
图29是示出了半导体器件芯片的结构的剖示图，该芯片处于制造过程
的中间阶段。
具体实施方式
在此通过例子及附图对本发明进行详细的描述。
实施例A
实施例A包含各种例子，它们是被设计来用于按照本发明的非破坏性
检查。
图1A、1B、2、3和4是显示按照发明的实施例A的非破坏性检查装置
的五个例子，其中与那些显示在图8和9的等同和相同的部件被分配给相
同的标号。
现在，将参照图1A、2、3和4顺续地描述非破坏性检查装置的例子1、
2、3和4。在此，首先描述那些例子的结构，然后，将描述操作过程。
在图1A所示的例子1的非破坏性检查装置301被配置如下：
激光器1产生激光束，其在辐照尺寸上被光学系统2变窄以产生激光
束3。激光束3被辐照半导体器件芯片4的在表面4f，同时在由“A”指示
的方向上进行扫描，以致导致磁场的发生和由磁场检测器5进行检测。激
光束的扫描3是按光学系统2内激光束的极化进行的。
在控制图像处理系统6的控制下，磁场检测器的输出与激光束3的扫
描位置3相关的以亮度显示在图像显示设备7的屏上。因此，它能够获得
扫描磁场图像，其实质上等同于上述的在传统的技术中产生的扫描电流变
化图像。
非破坏性检查装置301配备有光学接收部件，在图1A中没有画出。所
以，扫描激光器显微镜是由激光器1、光学系统2和光学接收部件所构成的。
使用这样一种扫描激光器显微镜，能够产生半导体器件芯片4的扫描激光
显微照片。
控制图像处理系统6和图像显示设备7结合在一起以产生一复合图像，
其是由扫描磁场图像和前面所述的由扫描激光显微镜产生的扫描激光显微
照片组成。
在图2显示的例子2的非破坏性检查装置302与例子1相比更有效地
执行检查。非破坏性检查装置302是基本上与非破坏性检查装置301相同
的，只是激光束的波长是设置在1300nm(纳米)，同时激光束被辐照在半导
体器件芯片的背面4b。
有三个原因将激光束的波长设置在1300nm。在此，两个原因是基于许
多半导体器件衬底由硅(Si)构成的这样一个事实。
现在，三个原因将被描述在下面。
第一原因是通过将激光束的波长设在1300nm，能够由激光束加热芯片
的接近于衬底的表面的某一部分，其中激光束是被辐照在芯片的背面以透
过衬底。
如今，半导体装置接线通常采用多层布线结构。在许多情况下，在上
部的层有较宽的宽度，在下部的层被它们所覆盖。另外，许多半导体装置
采用这种结构，即其中芯片表面被定向到衬底的设置表面，同时芯片表面
被掩盖有组件的引出导线。
由于上面所描述芯片的安装和封装，很难通过辐照在芯片表面的激光
束加热许多金属线。为此，激光束必需辐照在芯片的背面。因此，对于检
查装置来说具有把激光束辐照在芯片的背面的能力是很重要的因素。
波长是1100nm或更长的激光束能够在相当大程度上穿透低密度的硅材
料，该低密度的硅材料是用于制造衬底的。因此，通过将激光束被辐照在
半导体器件芯片的背面，能够加热排列在接近芯片的表面的金属线。在
1152nm的氦氖激光器的情况下，例如，激光束能够以50％的透射率透射通
过有625nm的晶片厚度的P型衬底。为了通过激光束在半导体器件芯片的
背面的辐射，加热排列在接近芯片的表面的金属线，必须使用波长为1100
纳米或更长的激光束。
第二个应用波长是1300nm的激光束原因是为了避免OBIC电流的出现
(即，“光束诱导性”电流)。
当波长是不足1200nm的激光束被辐照在硅材料上时，导致发生OBIC
电流，其充当抗热电动势电流的噪声。在1152nm(1.076eV)的氦氖激光器的
情况下，由于位于硅材料的价电子带和传导带之间的电子的跃迁(1.12eV)，
电子-空穴对未被形成。所以，如果在硅材料中不存在杂质，不会导致发生
OBIC电流，或如果在硅材料有少量的杂质存在，会导致发生少量的OBIC电
流。
跃迁是根据引进的杂质的杂质级别产生的。作为以用于形成晶体管所
必需的密度引入杂质比如砷(As)，硼(B)和磷(P)的区域，在1.076eV以下
的能量就足以按照杂质的级别引起跃迁。在这种情况下，在某一个将被检
测的范围导致发生OBIC电流。这个OBIC电流充当抗热电动势电流的噪声。
为避免由OBIC电流造成的这样的噪声，必需应用波长是1200nm或更长的
激光束。
第三个应用波长是1300nm的激光束的原因是，增加在显示扫描激光器
显微照片和扫描磁场图像中的分辨率，因为随着波长变短，激光束被变得
更狭窄。
上述的三个原因指示出非破坏性检查所要求的条件，其中激光器波束
的波长是尽可能的短并且超过1200nm。所以，作为满足上述条件的并且是
可以实际应用的激光器，有效的是应用有能力产生波长为1300nm或其左右
的激光器。
概括地讲，较好的是应用输出是100mW的二极管激光器。为了增加激
光照射功率，以致产生强的热电动势电流，较好的是应用输出是500mW的
YLF激光器。
在半导体器件芯片的背面辐射激光束的两个原因如下：
第一个原因是通过在芯片的背面辐照激光束，以处理多层布线结构的
芯片和安装的芯片。
第二个原因是在芯片的侧表面安排磁场检测5。
较好的是在芯片的侧表面排列磁场检测器，因为相对小的距离位于磁
场检测器和热电动势电流流动的路径之间，因此能够增强由磁场检测器感
测的磁场的强度。即，能够检测较小量的热电动势电流。
因为上面所描述的各自的原因，较好的是在芯片的背面辐照激光束，
同时较好的是在芯片的侧表面排列磁场检测器。实际地，这样的一种结构，
即，在其中激光器排列与磁场检测器相反，引出了构成非破坏性检查的装
置的简易方法。
接着，将参照图3给出关于例子3的非破坏性检查装置303的描述。
不同于上述的非破坏性的检查装置302，非破坏性的检查装置303使用
了SQUID(即，超导量子干涉器件)55，其伴有液氮9、热隔离器8a和8b，
以及磁屏蔽部件10。
根据如今的技术，为检测由于热电动势电流造成的小磁场，SQUID是最
佳的，因为SQUID是用于磁场观察法的最灵敏的装置。分类显示有二种类
型的SQUID，即，用低-温度超导体的低-温度SQUID，比如铌(Nb)，以及用
氧化物超导体的高温度SQUID。在此，低-温度SQUID在花费和维护方面是
不利的，因为它需要使用液体氦的强的冷却。所以，例子3的非破坏性检
查装置使用高温度SQUID，在其中冷却使用液体氮就足够了。
作为高温度SQUID的具体材料，有YBCO(Y-Ba-Cu-O)，
HBCO(Ho-Ba-Cu-O)，等等。
在图3，需要液体氮9以冷却SQUID55；热绝缘体8a被提供用于液体
氮9和半导体器件芯片4之间的绝热；以及设置热绝缘体8b用于液体氮9
和它的环境之间的绝热。作为热绝缘体的材料，较好的是应用苯乙烯泡沫，
因为当它有高保温作用时，苯乙烯泡沫可以容易的切薄。
为了隔离从周围区域进入的磁场噪声，最好需要用一磁屏蔽部件10从
总体上覆盖SQUID55和它的陪伴部件。图3显示在其中有激光束穿过的孔
10a的磁屏部件10。这样一个孔10a不太影响磁屏部件10的磁场屏蔽效果。
接着，将参照图4给出关于例子4的非破坏性检查装置304的描述。
不同于上述的图3的非破坏性检查装置303，图4的非破坏性检测装置特征
在于使用了一冷却器11用于冷却SQUID55。通过使SQUID55接触冷却器11，
SQUID55能够方便地冷却到低于液体氮的温度(即，77K)。用磁屏部件10和
在其中激光束穿过的玻璃部件13构成密闭的结构。另外，该密闭的结构由
真空泵12减压到真空，所以能够避免热扩散(或热辐射)。
接着，将给出关于上述的非破坏性检查装置的操作的详细描述。
首先，将给出涉及由例子1至4的非破坏性的检查装置共同执行的基
本操作的描述，然后，将给出分别由这些例子分别独立执行的各自的操作
的描述。
顺便说一下，操作的描述是在这样一个前提下作出的，即，提供每一
个都作为一个检测主体并适合于如下的不同状态(1)至(3)的不同的半导体
器件，
(1)在制造的预处理的中间过程芯片在晶片上；
(2)在芯片制造预处理过程和焊接区的形成被完成，以及
(2-a)芯片或在一晶片上的芯片，其质量(或缺陷)未被检查；
(2-b)芯片或在一晶片上的芯片，根据检查结果，其被确定地评
价为有缺陷；
(3)芯片的制造的后期处理过程被完成并且其被封装在外壳中。
现在，参照图1A给出关于例子1至4的通用操作的描述。
如前面所描述的，激光器1产生激光束，激光束在尺寸上是被光学系
统2变窄以产生一激光束3。激光束3被照射到半导体器件芯片4的表面以
扫描。作为激光器1，能够应用633nm的氦氖激光器，1152nm的氦氖激光
器，1300nm的二极管的激光器和1300nm的YLF激光器。因为，那些激光器
在性能和成本方面是适当的。当然，不同类型的激光器能分别地适用于特
定的目的。
通过在纵和侧部方向的极化，光学系统2实现扫描。概括地说，光学
系统2用电镜、光声元件及光电子元件等执行极化。激光束的直径能够通
过选择适当的透镜而从宽的范围内选择。然而，最小直径被限制到由于衍
射极限产生的一波长。如果光学系统2配备有普通焦点功能，则能够在扫
描激光器显微照片中实现高的空间分辨率。例如，通过使用633nm的激光
器能够实现约400nm的分辨率，或通过使用1300nm的激光器能够实现800nm
的分辨率。
扫描磁场图像分辨率的一个重要的因数不是扫描磁场图像它本身的分
辨率，而是扫描激光器显微照片的分辨率，该扫描激光器显微照片是在与
扫描磁场图像的同一位置产生的。这确定了有缺陷的位置的识别准确性。
原因是如下：
为了检测在芯片上的缺陷位置，通常的图像处理功能被用于重叠扫描
激光器显微照片和扫描磁场图像。在此，扫描激光器显微照片是以256个
分级显示的，同时扫描磁场图像是用红色显示的。涉及充当有缺陷的图像
的扫描磁场图像的对比的区域能被调整到较小的，将被变窄到一个像素的
大小，其强度相对地是最大的。这样一种尺寸能被进一步做到比扫描激光
器显微照片的空间分辨率更小。
如上面所描述的，其尺寸变窄到一个像素的扫描磁场图像被扫描激光
器显微照片重叠，以致能够清楚的识别在扫描激光器显微照片中的缺陷位
置。简而言之，缺陷位置识别精度取决于扫描激光器显微照片的空间分辨
率。
与扫描激光器显微照片的空间分辨率相关，有效的采用一些措施，如
下：
如前面所描述的，OBIC电流的产生造成噪声，由于噪声所以难于直接
检测热电动势电流。由于此原因，较好的是应用波长是1300nm的激光器。
1300nm的这激光器具有在硅材料中的传递衰减小的特性。上述的显示在图
2、3和4中的非破坏性的检查装置302、303和304被设计使用这样一种特
性，在这样一种方法中激光束使被辐照在芯片的背面。即使1300nm的激光
束是被使用，能够根据需要构造非破坏性检查装置致使激光束被辐照在芯
片的表面上，以便避免由于OBIC电路的出现造成的噪声。
然而，如果采用1300nm的激光束，扫描激光器显微照片在空间的分辨
率中可能有一个问题。在一个方面为了改善扫描激光器显微照片的空间的
分辨率，较好的使应用633nm的激光器。所以，有一个难题就是应该使用
哪种类型的激光器。为了消除这个难题，采用如下一些措施是有效的：
即，预先设置633nm的氦氖激光器和1300nmYLF激光器二者作为激光
器1。在此，633nm的激光器被用于产生扫描激光器显微照片，同时1300nm
的YLF激光器被用于产生扫描磁场图像。那么，显微照片和图像二者被相
互重叠在显示屏上。由于采用这样一种方式，能够以400nm的空间分辨率(相
当于633nm激光器的分辨率)检测缺陷芯片。
如果波长是1300nm的激光束被辐照在芯片的背面以产生扫描磁场图
像，扫描激光器显微照片最初是通过在芯片的表面上用波长是633nm的激
光束照射产生的，那么，它将被与扫描磁场图相重叠的一个镜像图像所覆
盖。由于采用这样一种措施，能够提高缺陷位置识别精确度大约高于仅仅
使用1300nm的激光器所获得的精度的二倍。
如果通过辐照激光束在芯片的表面上产生的扫描激光器显微照片不能
清楚识别出缺陷位置，则能够改动非破坏性检查装置以便通过在芯片的背
面照射激光束产生另一个扫描激光器显微照片。也就是，使用了包括二个
扫描激光器显微照片和一个扫描磁场图像的三个图像，并且它们是相互重
叠在显示屏上的。这样的一种变化可以带来与某些缺陷位置相关的缺陷位
置识别上的一些改善。
如果1300nm的激光器在功率上是不足以实现扫描激光器显微照片所要
求的空间分辨率，该扫描激光器显微照片是由激光束在芯片的背面辐照产
生的，那么通过使用一高输出功率的激光器能够补偿透射过硅材料的激光
束的衰减。也就是，能够的采用一种措施，在其中激光束的波长被制作的
尽可能地短。然而，它不可能的在空间的分辨率的改进方面获得很大的作
用，因为空间分辨率的改进取决于波形的比率，该比率最好是原始分辨率
的1.3倍。
在图4的非破坏性检查装置304中，激光束53转送通过玻璃部件13，
通过它激光束被辐照在半导体器件芯片4的表面上。在此，为玻璃部件13
选定适当的玻璃材料，该玻璃材料将是基本上适于波长是1300nm的激光束
的透射因数。另外，玻璃材料不需要对波长是633nm的激光束有高透射因
数。因为，需要高功率的激光束以产生足够的热电动势电流，同时在产生
扫描激光器显微照片中激光束不要求高功率。结论是，玻璃材料应该从非
破坏性检查装置的总成本的角度考虑，所述非破坏性检查装置包含激光器1
和构造成扫描激光器显微镜的光学接收元件。
现在，回到与图1A的非破坏性检查装置的操作相关的描述。激光束3
被辐照在半导体器件芯片4的表面上以在方向“A”上扫描。在此，只有当
激光束被辐照在引起热电动势的接近缺陷的一特定位置时，热电动势电流
才流过电路。通常，以正常方式制造的半导体器件的芯片中，不存在能导
致感测到的热电动势的量的任何一位置。引起热电动势电流的缺陷与在金
属线中的孔隙、在金属线中的各种沉淀物和外来的物质相关。
当激光束3被辐照在半导体器件芯片4的在缺陷位置时，导致发生热
电动势电流，以致感生磁场。这样的感生磁场被磁场检测器5检测。至于
高灵敏的磁的量度，能够列出四种类型的装置，比如SQUID磁通量计，磁
量门磁通量计，核磁共振磁通量计和半导体磁场传感器(霍耳元件)。在此，
SQUID有上等的灵敏度的量程，在其中范围从1毫微微特斯拉(fT)到10毫
微特斯拉(nT)。与SQUID对比，磁通门磁通量计和核磁共振磁通量计有一
量程，其从0.1nT到0.1毫特斯拉(Mt)，而半导体磁传感器测量范围是从
1nT至1T。所以，它们在灵敏度方面是差于SQUID的。
本发明的发明人已对上述的装置的灵敏度进行了实验。实验的结果显
示，在目前的技术水平下，仅有SQUID具有为检测磁场所需要的灵敏度，
该磁场是当激光束被照射在半导体芯片的布线中的有缺陷位置时，响应于
热电动势电流而产生的。
上述的例子使用了在成本上非常好和容易操作的高温度SQUID。然而，
如果更高的灵敏度是被需要的，那么较好的是应用低温度SQUID。
接着，将参照图3和4描述使用高温度SQUID的非破坏性检查装置的
操作。
通常，高温度SQUID被浸在液体氮中。在图3的情况中，必需通过在
SQUID55和半导体器件芯片4之间插入热绝缘体8a，保持半导体器件芯片4
在接近于平常的温度(或室温)的某一温度。发明人已对半导体器件芯片能
够抗拒多么低的温度进行了实验。以被核实的实验的结果表明，半导体器
件芯片能够抗大约摄氏零下55度的温度。
有关半导体器件芯片的耐久性试验的实际的条件被重复执行十至千
次，这些条件如下：
半导体器件芯片被放置+150摄氏度的条件下十分钟。然后，在十五分
钟以内温度被下降达到-55摄氏度。所以，半导体器件芯片被置于-55摄氏
度的条件下持续十分钟或更久。其后，在十五分钟以内温度被增加达到+150
摄氏度。半导体器件芯片被置于在+150摄氏度条件下持续十分钟或更久。
如上面所描述的，试验有苛刻的条件。甚至在这样苛刻的试验中，半
导体器件芯片也显示充分的耐久性。由于此原因，在检查中，即使半导体
器件芯片在短时间内经受低温度，也不会导致任何问题的发生。至今，没
有任何数据显示出在半导体器件芯片的温度电阻方面的限制。
图3的非破坏性检查装置303做出了一个要求，即其中半导体器件芯
片4被保持在接近于平常的温度的一温度。这样一种要求不是为了保证涉
及芯片电阻温度的耐久性做出的，而是为了避免霜形成在芯片上而做出的。
发明人通过实验已确认苯乙烯泡沫是有效的被用于在热绝缘体。即使苯乙
烯泡沫在厚度被制作为大约3mm薄，芯片也能被保持在芯片上不形成霜的
温度上。
非破坏性的检查装置304不必担心在芯片上形成霜。所以，即使半导
体器件芯片4的温度被下降到至少-55摄氏度，也不会发生任何问题。
为保证SQUID的正常操作，必需保持SQUID的温度恒定在一预定温度
以下。在图3的非破坏性检查装置303的情况下，SQUID被浸在液体氮中。
所以，必需用液体氮充分地装满SQUID的容器，其是以这样一种方法，即
液体氮9被保持在充分的量以在其中将SQUID55完全浸泡。如果检查被连
续地执行很长时间，方便的是使用自动的供给装置，其装置自动将液体氮
提供给SQUID的容器。作为自动的供给液体氮的装置，能够应用“EDX”(即，
能量-分布式的X射线分析装置)，其在基本的分析方面提供充分的实际应
用结果。
图4的非破坏性检查装置304使用冷却器11以冷却SQUID55。使用冷
却器有两个优点。第一个优点是稳定SQUID的操作，这是因为与其中浸泡
SQUID的液体氮相比，冷却器能够将SQUID冷却到一较低的温度。第二个优
点是减少半导体器件芯片4和SQUID55之间的距离。通常，随着电流路径
变小，由热电动势电流感生的磁场的强度变大。因此，如果半导体器件芯
片4和SQUID55之间的距离短，那么就能够执行强度相对较大的磁场的检
测。因此，能够的改善缺陷探测灵敏度。
至于图3的非破坏性检查装置303，在其中SQUID被浸泡在液体氮中，
液体氮9和热绝缘体8a存在于半导体器件芯片4和SQUID55之间。另一方
面，至于图4的非破坏性检查装置304，在其中SQUID被冷却器冷却，真空
空间位于半导体器件芯片4和SQUID55之间。在这种情况下，能够的使他
们相互间非常地接近。
磁场的方向和强度取决于电流路径的长度和方向。由于缺陷可能存在，
不可能预测电流流动的方向。由于此原因，必需在所有方向上执行磁场的
检测。SQUID55包含检测线圈，其检测磁场。在此，检测线圈是设置在三个
独立的方向。所以，SQUID55被构造成具有在该独立的三个方向上检测磁场
的能力。
不需要三个独立的图像作为扫描磁场图像被显示。即，通过显示单个
扫描磁场图像，非破坏性检查装置足以满足要求，该单个扫描磁场图像是
响应对应于三个矢量的总和的绝对值的亮度显示的。
随着将图像检测器放置的更接近于在其中热电动势电流流动的一电流
路径，磁场的强度变的更强。由于此原因，较好的是将SQUID55的检测线
圈放置的接近于半导体器件芯片4。
磁场检测器5响应于其检测的磁场强度产生电的信号。这样的电信号
被提供到控制图像处理系统6。控制图像处理系统6将该信号转换为亮度值，
根据该亮度值，对应于扫描位置的图像被显示在图像显示设备7的显示屏
上。如果在一次扫描操作中没有获得足够的信噪比，通过多次扫描操作重
复地产生图像并且被积累起来。如果通过多次扫描获得了足够的信噪比，
那么激光束受到调制，同时信号被一同步放大器放大，以致能够明显地改
善信噪比。
接着，描述将陆续地给出分别涉及不同的半导体器件芯片的操作。
(1)在制造的预处理过程中间的在晶片上的芯片
对于这种类型的芯片，需要执行晶片上的芯片的缺陷检测。所以，在
初始阶段，激光束的直径被制作的尽可能的大以扫描晶片上的更宽的区域。
在一些情况下，代替用激光束扫描晶片，能够将激光束立刻辐照在晶片上
的芯片上。在这种情况下，为激光束的辐照，设置了有与芯片相同尺寸的
狭缝。用这样一种狭缝，能够根据芯片的大小或不包括焊接区的芯片内部
的大小精确地辐照激光束。因此，能够判断每个芯片是否存在缺陷。所以，
通过做出一个判断以确定该芯片是好的还是有缺陷的，实现了简要的检查。
为了精确地定位由上述的简要检查发现的存在有缺陷的芯片中的缺
陷，激光束在辐照尺寸上被逐渐地变窄以致于逐渐地变窄到一扫描范围。
因此，缺陷位置将被最终变窄到亚微米级大小的区域。
(2-a)芯片或在晶片上的芯片，对其的制造的预处理过程被完成但是
它的缺陷没有被检查
对于这种类型的芯片，必需执行与前面的检测(1)相类似的检查操作。
然而，在某些情况下，仅用出现在芯片内的热电动势电流是不可能的执行
缺陷检查。所以，需要执行与例子5或后面将要描述的其他例子相关的检
测。
(2-b)芯片或在晶片上的芯片，对其的制造的预处理过程被完成但是
通过检测结果它被评估为有缺陷的芯片
对于这种芯片，必需执行检测以发现缺陷的原因。在这种情况下，仅
需要执行前面的检察(1)的后面一部分的操作。如前面的芯片(2-a)，需要
执行与例子5或与芯片(2-b)相关的例子的检测。
(3)芯片上后期处理过程被完成并且它被包含在封装中
对于这种类型的芯片，通过电测量判断该芯片是正常地制成的还是有
缺陷的。由于可测试性的问题，不能说决定是100％正确的。所以，通过把
该芯片看作一未被缺陷评价的芯片对待，能够做出正确决定。因此，对于
这种类型的芯片，必需执行基本上与前面的操作检查(1)相同的操作。甚至
在芯片(3)中，其是与前面的芯片(2-a)相类似的，有时仅用出现在芯片内
的热电动势电流是不可能执行缺陷检查的。所以，需要执行与例子5或其
他例子相关的检测。
特别是对于被包含在封装内的芯片，与未被包含在封装内的芯片相比，
能够与例子5和其他例子相联系的方便的执行检查。
接着，将参照图1B和图5至7详细地描述例子5的非破坏性检查装置。
图1B是示出例子5的非破坏性检查装置结构的示意图。图5是示出按
例子5检测的半导体器件芯片4的背面的底视图，以及它的周缘。图6是
聚焦板的电流路径的示意图，其构成例子6。图7是聚焦板的电流路径的示
意图，其构成例子7。在图1B和5中，等效于在图2至4中显示的部分的
那些部分被指定相同的参考符号，因此，涉及它们的描述将被省略。
现在，将参照图1B和图5至7详细地描述例子5的非破坏性检查装置。
不同于前面图1A的非破坏性检查装置301，在图1B中的非破坏性检查
装置305没有被设计成致使由热电动势电流感生的磁场不是被磁场检测器
直接的检出，其中磁场检测器排列在接近半导体器件芯片4的位置上。
在图1B中，通过一个电流路径调焦板16，从半导体器件芯片4向焊接
区14和探测头15延伸的电流闭环电路聚焦(或集中)在一个位置上。所以，
用接近电流路径调焦板16的磁场检测器15检测出热电动势电流。
通过探测头15连通所有的焊接区14-1至14-12的所有的电流路径聚
焦在电流路径调焦板16上，如图5所示。顺便说一下，例子5使用显示在
图10中的上述的模型芯片。所以，焊接区的数目是十二个，其是相对小的
数。然而，本发明不是被限制在这样一个数字上。
例子6是例子5的变化形式，其中采用显示在图6中的特定地设计的
电流路径调焦板16，其被配置成以便使金属线16b被排列在绝缘的衬底16a
上。在此，连通到连接终点16c的所有金属线(它们分别连通探测头)被聚
焦在单个调焦点16d并且被短路。由于例子6的这样一种结构，热电动势
电流确定地流入闭环电路，该闭环电路通过调焦点16d。所以，磁场检测器
被排列在接近调焦点16d以检测磁场。顺便说一下，连接终点16c分别地
连接探测头15，探测头15分别连接焊接区14-1至14-12。
例子7是例子5的另一个变型，其中它被设计成采用显示在图7中的
专门设计的电流路径调焦板17。在此，金属线17b被排列在绝缘衬底17a
上并且与端子17c连接，端子17a分别连接到探测头。不同于图6所示的
前面所述的电流路径调焦板16，电流调焦板17被设计成致使与连接端子
17c连接的所有的金属线17b在调焦点17d上不被短路。即，热电动势电流
在一开环电路中流动。当然，磁场检测器被排列在接近调焦点17d以检测
磁场。
下面，将给出对于例子5至7的描述。在此，描述将是主要对例子5
至7中与前面的例子1至4不同的情况进行的。
在图1B所示的非损伤检查装置305中，激光束53被照射在半导体芯
片4的缺陷位置，在该芯片中将产生热电动势电流。热电动势电流通过焊
接区14和检测头15流入电流路径调焦板16。
假定激光束53被照射在半导体器件芯片4上的某一缺陷位置，其中一
热电动势电流流过一个受限制的电流路径。因此，该热电动势电流流过电
流路径调焦板16上的路径中的一个受限制的电流路径。通常，电流是流过
电流容易流过的一条路径。
然而，不能预测电流将通过的这样一条路径。因此，例子5至7基本
上与前面的例子1至4相同，即产生的磁场的强度和方向是不能被预测的。
在例子5至7中，磁场是以非常小的强度出现的，相似于前面的例子1至4。
所以，像前面的例子1至4一样，例子5采用SQUID作为磁场检测器5。在
SQUID中，用于磁场的检测的检测线圈被分别地排列在三个方向，它们是相
互垂直的。顺便说一下，例子5至7用一些方法冷却SQUID，其相似于在前
面例子1至4中使用的方法(或结构)。
接着，将给出关于根据磁场的测量中的优点描述，该磁场是被从半导
体器件芯片4中取出热电动势电流测量的。
通常，由于电流的流动造成的磁场由于二个原因而变的更强。即，当
检测器被排列的接近于电流路径时磁场变强，同时当电流路径长时磁场变
强。例子5至7被设计为以便使热电动势电流从半导体器件芯片4中流出，
所以在取出的电流的基础上测量磁场，该取出的电流被引入在芯片的外表
上排列的板上。因此，根据两个原因能够使被检测的磁场更强，因为检测
器能被排列的接近于电流路径同时电流路径能被延长。
首先，将给出关于一个原因的描述，其是电流路径的长度。存在于半
导体器件芯片中的电流路径通常具有短的长度，其是在微米级，以致他们
在形状和大小上不能被控制。在这种情况下，环绕上述电流路径产生的磁
场强度相互被消弱，所以很难轻易的被检测。另一方面，通过选取金属线
能够在厘米级上延长电流路径的长度。在这种情况下，能够控制电流路径
以便使环绕电流路径产生的磁场相互间不会被减弱。换句话说，能够在其
中磁场未被相互减弱的位置检测磁场。在显示在图6中的电流路径，存在
着磁场被相互减弱的位置，同时存在着磁场被相互加强的其他位置。因此，
能够在磁场被相互加强的位置检测磁场。
接着，将给出关于另一个原因的描述，其电流路径(或金属线)和磁场
检测器之间的距离。至于应用SQUID的例子1至4的情况，以这样一种方
法不可能使SQUID接近电流路径，即，SQUID实质上与电流路径接触。因为，
半导体器件芯片在SQUID操作温度上通常没有足够的耐久性。至于例子5
至7的情况，是不难制造电流路径调焦16、17以在SQUID的操作温度上具
有充分耐久性。由于此原因，能够以这样一种方式使SQUID接近流路径，
即，SQUID实质上接触到电流路径。如上面所描述的，例子5至7在电流路
径和磁场检测器之间的距离方面是有利。
如上面所描述的，例子5至7被设计为以便使电流路径从半导体器件
芯片4的外面引出，其中电流路径被设置为以便使由电流路径生成的磁场
强度增加。因此，能够检测有非常小的幅度的弱热电动势电流。所以，优
点在于可检测的缺陷的数量增加。
接着，将简要的给出关于实验的例子的一个描述，其根据例子6做出
的。实验应用接线钛硅化物(TiSi)布线层，它的宽是0.2微米，它的膜厚
度是0.1微米，在其中淀积0.1微米的硅(Si)。波长是1300纳米的激光束
被辐照在Si上，同时用焊接区和探头将电流路径引出。以HBCO(Ho-Ba-Cu-O)
为材料制作的高温度SQUID被位于离开电流路径3.5毫米。因此，发明人
试着用SQUID检测电流路径的磁场。实验的结果显示能够检测具有足够的
强度的磁场。在实验，SQUID是按照例子3冷却的。
接着，将参照图7描述的例子7的工作过程。在例子7中，热电动势
电流在开环电路中流动。然而，开环电路的端部聚焦在调焦点17d。所以，
例子7有一个优点，即，磁场检测器5能被排列在接近调焦点17d的一位
置。由传统的技术实现的检查结果显示出存在缺陷，所述缺陷是可以用开
环电路结构容易的检测出，而不是用闭合电路结构。因此，实际的和较好
的是分别采用例子6和7电流路径调焦板实际的进行检测。
最后，实施例A和它的例子有各种效果和技术特点，它们被概述如下：
(1)非破坏性的检查装置或方法基本上被配置成以便使由光源最初产
生的激光束辐照在半导体器件芯片上，以便于以非破坏性的方法检查它。
在此，磁场检测器检测由热电动势电流感生的磁场的强度，热电动势电流
在半导体器件芯片中由激光束的辐照导致发生的。所以，基于检测的磁场
强度，执行检查，以便确定在半导体器件芯片中是否存在缺陷。
(2)在上述的非破坏性检查装置或方法中，当激光束被辐照在半导体器
件芯片的缺陷位置以致缺陷位置被加热时，由于热电动势，电流瞬变的沿
着电流路径流动。因此，磁场是由电流路径产生的。因此，存在于半导体
器件芯片中的缺陷通过检测磁场的强度被检测。
(3)简而言之，本实施例和它的例子未被设计的像传统的技术那样，传
统技术是直接测量由于热电动势导致发生的电流，但是他们被设计为以便
测量有该电流感生的磁场。由于此原因，没有必要连接电流变化检测器到
半导体器件芯片。因此，它没必要执行在传统的技术中所需要的操作，比
如选择焊接区和将电流变化检测器连接到焊接区。因此，能够的显著减少
成本以及检测所需的工作步骤。
(4)在焊接区构成前能够开始检测半导体器件芯片的缺陷。所以，在焊
接区构成前，能够在制造的上游过程中执行在半导体器件芯片上的检测。
因此，与传统的技术比较，能够反馈在半导体器件芯片的制造的上游过程
的检查结果。
(5)非破坏性的检查装置或方法配备有单个电流电路(或多电流电路)
其的一端是电连接到在半导体器件芯片上的预定位置。另外，磁场检测器
被排列在接近电流电路。所以，该装置或方法检测由流过电流电路的电流
导致产生的磁场的强度。
(6)在上述的非破坏性检查装置或方法中，激光束被辐照在半导体器件
芯片的缺陷位置以致缺陷位置被加热。所以，由于热电动势，电流瞬时地
在半导体器件芯片中流动。电流从半导体器件芯片流到电流电路(或电流路
径)以感生磁场。因此，该装置或方法检测磁场强度以致于检测存在于半导
体器件芯片中的缺陷。
(7)如上面所描述的，本实施例和它的例子被设计为以便使在半导体器
件芯片内瞬变流动的电流被电流电路取出，该电流电路被排列在半导体器
件芯片的外表面上。在此，能够以这样一种方式设置电流电路路径，即，
由于电流流过电流电路导致强磁场。因此，能够检测这样一种强磁场。即
使由电流感生非常小强度的磁场，该电流是在半导体器件芯片内部瞬时地
流动的并且很难被检测的，也能够高灵敏度的检测半导体器件芯片的缺陷。
(8)此外，上述的电流电路连接专用的焊接区。所以，在焊接区形成之
后，执行该检查。不同于传统的技术，没必要选择焊接区，所以能够显著
的改善在检查中的效率。
[B]实施例B
实施例B包含各种例子，它们提供适于根据本发明的实施例A的非破
坏性检测的半导体器件的结构。
图12是按照本发明的实施例B的例子1，示出包含半导体器件芯片的
半导体器件晶片40的检查区的放大的局部透视图。半导体器件晶片40被
非破坏性检查装置102检查，非破坏性检查装置102相似于前面所述的显
示在图1中的非破坏性的检查装置301。
首先，结合图1简要地给出关于非破坏性检查装置102的结构的描述，
其中前面的半导体器件芯片4被半导体器件晶片40代替。
激光器1产生激光束，该激光束在辐照尺寸上被光学系统2变窄以产
生激光束3。激光束3被辐照在半导体器件晶片40的表面。这就感生磁场，
该磁场被磁场检测器5检测。
为获得图像，激光束3受到二维扫描。激光束3的扫描是通过光学系
统2内的极化执行的。代替移动激光束3的扫描，能够移动半导体器件晶
片40。即，通过移动半导体器件晶片40能够实现与移动激光束3的扫描相
同的作用。在这种情况下，其上装有半导体器件晶片40的晶片台(未显示)
被机械的移动。
磁场检测器5的输出被提供到控制图像处理系统6，通过其一个图像与
亮度和伪彩色相对应的被显示在图像显示设备7的显示屏上。因此，能够
获得扫描磁场图像，该扫描磁场图像实质上相当于上述的使用传统技术的
扫描电流变化图像。
接着，将参照图12给出的例子1的关于半导体器件晶片40的结构的
描述。
在按照制造工艺过程制造的半导体器件晶片40中，第一层金属线34a、
34b通过绝缘层32被形成在硅衬底31上。另外，通孔35a、35b被形成以
便与金属线34a、34b分别地互相连接。接触部分33被设置在硅衬底31的
二个位置上。接触部分33的上端分别地以接近于金属线34a、34b的第一
端的连接金属线34a、34b的下表面。
通孔35a、35b形成在金属线34a、34b的上表面上，在接近他们的第
二端处，第二端是与第一端相对。
绝缘层32被形成在第一层金属线34a、34b上。代替在绝缘层32上形
成第二层金属线，例子1形成用于形成热电动势生成结构(或热电动势产生
器)的金属线20。在通孔35a和35b之间金属线20被延长。所以，在接近
到它的端处的金属线的下表面20连接通孔35a、35b的上端。热电动势产
生器21被埋置在金属线20的中间部分。
第一层金属线34a、34b被以在平面上基本上平直的方式延长。例子1
包含短路缺陷42，短路缺陷42存在于金属线34a、34b的相对端子之间。
所以，第一层金属线34a、34b是由短路缺陷42电短路的。
当激光束3被辐照在热电动势产生器21上时，热电动势电流沿着由箭
6 1显示的路径在包含短路缺陷42的闭环电路中流动。由于这样一种热电动
势电流，感生了磁场并且被磁场检测器5检测。
接着，将给出关于非破坏性检查装置102的操作的简要描述，非破坏
性检查装置102基本上是以与前面的图1中的非破坏性检查装置301相似
的方法工作的。
在非破坏性检查装置102，光学系统使用电镜，光声元件和光电元件通
过在纵和横方向上激光束3的有效极化进行扫描。
如果扫描区相对大，那么用激光束3扫描是不方便的，所以较好的是
移动半导体器件晶片40同时固定激光束3的辐照位置和磁场检测器5。在
这种情况下，磁场检测器5能够通常磁场最强的位置处检测磁场。
扫描是基于激光束3进行的，激光束3被辐照在半导体器件晶片40的
表面上。在此，热电动势电流的流动是在以下的三个条件下产生的：
i)激光束3被辐照在热电动势产生器21上。
ii)连接热电动势产生器21的金属线有一短路缺陷42。
iii)电流在图1结构的一闭环电路中流动。
通常，在以正常方式制造的半导体器件晶片40中，不存在产生可能检
测的热电动势电流的任何位置。热电动势发生在半导体器件晶片40上的在
包含前面所述的空隙的位置。然而，按照本例子，这样的事件对于短路缺
陷42的检测不构成任何麻烦。
当激光束3被辐照在热电动势产生器21上时，热电动势电流导致流动
以致感生磁场。因此，磁场检测器5检测该磁场。
至于有高灵敏度的磁场测量法，能够采用上述的装置，比如SQUID磁
通量计、磁通门磁通量计、核磁共振磁通量计和半导体磁传感器。
发明人到目前为止进行的实验的结果显示出仅有SQUID在检测由热电
动势电流感生的磁场方面有足够的灵敏度，其中热电动势电流是通过用激
光束辐射包容在半导体器件晶片40中的热电动势产生器21产生的。
接着，将参照图12给出关于半导体器件晶片40的操作的描述。
当激光束3是辐照在热电动势产生器21上时，热电动势电流沿着箭头
61的方向所示的如下路径流入闭环电路：
热电动势产生器21-通孔35a-短路缺陷42-第一层金属线34b-通孔
35b-热电动势产生器21。
只有在闭环电路中存在短路缺陷42时，才有这样一种闭环电路电流流
动。
如果不存在短路缺陷，瞬变电流流过闭环电路。这个电流具有一时间
常数，其取决于寄生的电容和电阻，以及一个取决于激光束3的辐照时间
的一时间常数。所以，瞬变电流与上述的闭环一电路电流相比必须在非常端
的一时段内衰减。因此，与由这样的瞬变电流感生的磁场相比，由电流流
经包含短路缺陷42的闭合电路的电流感生的磁场更强并有场的产生周期。
即，能够忽略由流经不包含短路缺陷42的闭环电路的瞬变电流感生的磁场。
当在闭环电路中存在短路缺陷42时，电流沿着箭头61显示的路径流
动。因此，磁场被感生并被磁场检测器5检测。然后，磁场检测器5的输
出被提供给控制图像处理系统6，通过图像处理系统，在对应于热电动势产
生器21的一位置，一个显示在屏上图像被以高亮度增强。因此，非破坏性
的检查装置102的操作员能够识别存在的短路缺陷，该短路缺陷存在于第
一层金属线34a和34b之间。
如上面所描述的，本例子提供短路缺陷的检测，其是通过只进行建立
在热电动势基础上的检测，在传统的技术中不能检测的。
另外，本例子提供关于半导体器件晶片40的一种非接触检查。因此，
在半导体器件晶片40焊接区构成之前，能够执行检测，如图12所示。
接着，将给出关于热电动势产生器21的具体例子的描述。
通常，金属材料，比如通常用于半导体装置的铝、铜和金，具有小的
热电功率。所以，那些材料不适合于用作热电动势产生器21，因为他们不
能提供足够的信噪比(S/N)。
形成在多晶硅上的钛硅化物金属线(简写为“TiSi金属线”)也被用作
标准金属线。本发明人在过去进行的实验结果显示TiSi金属线能够提供很
大的热电功率。所以，他们是用于形成热电动势产生器21的适当的材料。
为了产生热电动势温度梯度是需要的。这个温度梯度能够如下所述的
被实现：
TiSi金属线在宽度(或厚度)上局部地减少以提供一薄的部分。然后，
激光束3被辐照在TiSi金属线上，在接近它的薄部分处。
与对象器件所处的状态(或制造的阶段)相对应，形成在半导体芯片上
的热电动势产生器的数量和位置是不同的。
在进程的初始阶段，较好的是在半导体芯片中安装能够考虑的一些热
电动势产生器的组合。因此，能够容易地检查短路缺陷，所以能够反馈检
查在制造的早期阶段的结果。
如果在晶片上的每个芯片有一个或更多的短路缺陷将被检查，则没有
必要进行其后续的制造步骤。所以，必需分析短路缺陷的原因，同时在与
造成短路缺陷的原因有关的版图设计和制造的条件上做出改变。其后，能
够从头开始制造步骤。因此，能够使在制作中的修正比在形成焊接区之后
执行缺陷分析的传统技术更快，。
如果没有短路的芯片设置在晶片上，在进行到下一步之前，必需从半
导体器件芯片40中除去热电动势产生器21和它的金属线20。
此外，能够在不用的区域(或空的区域)，像门阵列这样的在芯片上不
用作特定功能的区域，形成虚设金属线和热电动势产生器。所以，通过监
测在芯片中存在的短路缺陷，能够作出一决定，即，是否进行到制造的下
一步。在这种情况下，能够进行到制造的下一步，同时维持在芯片上应有
的热电动势产生器和它的金属线。因此，能够有效地进行检查和制造。
如果芯片中提供有上述的空区域，能够采用另外的一有效的措施。即，
热电动势产生器不是以制造的标准步骤之外的另一额外步骤形成的。代之
的是，热电动势产生器是以作为制造的标准步骤的一部分在空区域形成的，
然后，金属线被延伸并被连接到将检测其短路缺陷的布线层(例如，图12
所示的第一层布线34a、34b)。按照这样一种措施，热电动势产生器的形成
可以由常规的制造步骤实现。所以，能够在不需要用于热电动势产生器
的形成的额外的花费的情况下执行检查。顺便说一下，上述措施的详细内
容将被描述。
在TEG(在此“TEG”是“试验元件组”的缩写)结构的半导体器件芯片
的情况下，能够任意的采用上述的措施。
按照惯例，为了对TEG结构的半导体芯片进行电的测试，半导体芯片
配备有用于探测的探测盘或用于从中利用连接线引出电流的焊接区。
根据本例子，热电动势产生器被形成在半导体芯片中，以致使磁场检
测器5检测由激光束的辐照产生的热电动势电流。因此，本例子能够对TEG
结构进行电的测试，而不必使用探测盘或焊接区。换句话说，能够在没有
形成焊接区的半导体芯片上进行测试。另外，本例子不需要用于探测的人
工操作。所以，能够减少在测试中的步骤数。因此，能够减少半导体装置
的制造成本。此外，能够显著地减少制造半导体装置的时间。
此外，能够独立地提供包括热电动势产生器21的单个半导体器件芯片，
或者能够在晶片上形成这样一种半导体器件芯片。在任何情况下，能够使
用热电动势产生器检测短路缺陷42。因此，本例子不是必然地限制于这样
一种状态，即独立地提供或形成在晶片上。
接着，将给出关于在半导体器件晶片44上形成非破坏性检查的描述，
其是按照实施例B的例子2设计的。
非破坏性的检查是由非破坏性检查装置104执行的，该装置类似于图2
所示的非破坏性检测装置302，其中半导体器件芯片4被半导体器件晶片
44代替。特定是，图13A是半导体器件晶片44的被检查区的放大的局部透
视图，当图13B是示出半导体器件晶片44的局部放大部分的透视图。
现在，将参照图13A和13B给出关于检查主题的半导体器件晶片44的
结构的描述。半导体器件晶片44与前面所述的图12中的半导体器件晶片
44的相似，其中相同的部分被分配以相同的标号，因此相关的描述将被省
略。因此，半导体器件晶片44的构造将主要地涉及晶片44与晶片40之间
的差别给出描述。
本例子使用波长是1.3微米(或1300纳米)的激光束53。这个激光束
53入射在半导体器件晶片44的背面(4f)。
如显示在图13A和13B中的那样，热电动势产生器21在适当的位置从
金属线的中心20a移动，为了使热电动势产生器21在垂直方向上不与第一
层金属线34b重叠，在该方向上辐射在半导体晶片44的背面的激光束53
能够到达热电动势产生器21。
另外，用于热电动势产生器21的构成的金属线20a在宽度方向上与第
一层金属线34b相比被变宽。原因将在后面描述。
将给出关于波长是1300nm的激光器的应用的附加的解释。
决定空间分辨率的激光束的直径通过适当的选择物镜能够从很宽的范
围内选定。然而，由于衍射极限，最小直径被限制为该波长。
通过设置具有普通调焦功能的光学系统或通过使用NA(即，数值孔径)
大的物镜，能够为扫描激光器显微照片改善空间分辨率。例如，对于633nm
的激光器，能够容易的实现大约400nm的分辨率，而对于1300nm的激光器，
则能够容易的实现大约800nm的分辨率。
如果1300nm的激光器不能为扫描激光器显微照片提供充分空间的分辨
率，其中该扫描激光器显微照片是通过辐照激光束在半导体器件晶片的背
面产生的，那么能够的使用另一个短波长的激光器，同时减小晶片的厚度
以抑制激光束的衰减。
例如，波长是633nm的激光束能够传送通过厚度减少到15微米并具有
60％透射因数的晶片。因此，通过辐照激光束在该晶片的背面，能够产生具
有高空间分辨率的扫描激光器显微照片。
然而，即使晶片在厚度上被减少，必需应用长波长的激光器用于生产
扫描磁场图像。即，如果晶片(或检查主题)被配置为以致使OB1C电流引起
噪声，换句话说，如果电流路径未被配置为仅用金属线而是被配置成包含
一部分硅，那么磁场应是通过波长长的激光束的照射引发的以避免OBIC电
流的出现，以至于通过检测这样的一个磁场获得扫描磁场图像。
接着，将参照图13B给出关于有被激光束53辐照的半导体器件晶片44
背面的操作的描述。
例子2的半导体器件晶片44被设计为以便使金属线20a宽度方向上被
变宽，如图13B所示。原因将被描述在下面。
与上述的图12的例子1相似，当激光束53被辐照在热电动势产生器
21上时，产生一热电动势电流，其沿着如下的在闭环电路中的电流路径流
动：
热电动势产生器21-金属线20a-通孔35a-短路缺陷42-第一层金
属线34b-通孔35b-金属线20a-热电动势产生器21。
在图13A和13B中，电流路径被分成二个路径，即，涉及第一层金属
线34b的电流路径611和涉及金属线20a的电流路径612。
电流路径6l1在宽度上是是相对小的，所以由电流感生的磁场局限于
沿着金属线34b。
相对地，电流路径612是在相对宽的范围内分布的，所以由电流感生
的磁场是分布在宽的区域范围内。
在闭环电路的外面，由电流路径611感生的磁场的方向与由电流路径
612感生的磁场的方向是相反的，所以那些磁场互相抵消。然而，那些磁场
在分布区域上是互相不同的，所以他们互相之间不会抵消掉很多。由于此
原因，能够检测磁场。
顺便说一下，如果在其中应被检测短路缺陷42的金属线的宽度没有变
窄而是加宽，那么较好的是减少金属线20a的宽度，这是与例子2相反的。
接着，将给出热电动势产生器21的具体的例子有关的描述。
根据发明人从前进行的实验的结果，较好的是应用TiSi金属线作为金
属线20a，金属线20a是在宽度方向上局部地减少的以提供热电动势产生器
21。
因为，TiSi材料有很大的热电功率。另外，它能够形成一薄的部分，
该部分是通过局部地在宽度方向上减小TiSi金属线构成的，而且在其中导
热性被变差。通过在TiSi金属线的这样一种薄的部分辐照激光束53，能够
不费力地实现很大的温度梯度和该薄部分的左和右边之间的温度陡度的不
平衡。因此，能够产生引起热电动势电流的瞬变的很大的热电动势。
发明人进行了如下实验：
直径是0.4微米的激光束以3毫瓦的辐射功率被辐照在以TiSi金属线
构成的热电动势产生器21上。实验的结果显示由于热电动势而产生大约10
毫伏的电压。
上述电压值能够产生一充分的电流，该电流可以感生出可以被高温度
SQUID检测到的磁场。
在上述例子中，热电动势产生器21被形成为图像金属线20a的一完整
部分。可替代的是，能够用不同材料分别地形成热电动势产生器21和为连
接热电动势产生器21到检查对象的金属线。
接着，将参照图14A和14B给出按照实施例B的例子3的关于半导体
器件晶片46的描述。具体地说，图14A是显示半导体器件晶片46的结构
的局部放大的透视图，其中包含受到非破坏性检查的半导体器件芯片。另
外，图14B是半导体器件晶片46的选定部分的放大的局部透视图。
此外，在半导体器件晶片46上的非破坏性的检查是通过上述的非破坏
性检查装置104进行的。
例子3的半导体器件晶片46的特点在于，第一层金属线34c是基本上
与第一层金属线34b平行的排列的，第一层金属线34b是位于离开第一层
金属线34a。在金属线34b和34c之间设置一规定的距离间隔。
短路缺陷42位于第一层金属线34b和34c之间。为了检测这样一种短
路缺陷42，一热电动势产生器21被排列在接近金属线34b、34c端部，如
图14A和14B所示。具体地说，用于形成热电动势产生器21的二条金属线
20通过隔离层32分别形成在第一层金属线34b和34c的端部。然后，热电
动势产生器21被形成于将在那里被间接在一起的二条金属线20之间。通
孔35b、35c分别被设置在第一层金属线34b、34c的端部的上表面上。通
孔35b、35c的上端部分别连接到金属线20的下表面。
半导体器件晶片46显示短路缺陷42存在于第一层金属线34b、34c的
另一端，它们是与热电动势产生器21相对的。在这种情况下，当激光束53
是辐照在热电动势产生器21上时，导致一电流沿着由箭头61所示的电流
路径流动。
磁场检测器检测这样一种电流以执行图像处理，以致能够产生关于短
路缺陷42的扫描磁场图像。所以，例子3能够有效检测在二条金属线的宽
度方向上被延长的短路缺陷42，该二条金属线是以某一距离间隔以并排的
方式排列的。因此，例子3能够获得上述的例子1的相似的作用。
另外，例子3的特点是，电流流入闭环电路，该闭环电路是形成在与
晶片的表面平行的一平面上。因此，感应一磁场以在竖直方向上展开。这
样一种磁场能被外部设备容易地检测。不同于前面的例子2，例子3不需要
考虑金属线的宽度的结构的变化。
此外，例子3的特点是如图14B所显示的，热电动势产生器21被排列
位于金属线34b、34c的一间隙处。由于此原因，能够在半导体器件晶片48
的背面辐照激光束53，如图14A所示。
接着，将参照图15A和15B给出按照实施例B的例子4的半导体器件
晶片48的描述。具体地说，图15A是半导体器件晶片48的结构的局部放
大的透视图，晶片48中包含受非破坏性检查的半导体器件芯片。另外，图
15B是半导体器件晶片48的选择的部分的局部放大的透视图。
顺便说一下，半导体器件晶片48的非破坏性检查是由前面的非破坏性
检查装置104进行的。
不同于上述的例子2，例子4的半导体器件晶片48的特点是，第一层
金属线34b被提供以连接在衬底31中的不同的扩散层，所以没有设置任何
通孔用于建立第一层金属线34b和它的上部金属线的连接。为了建立扩散
层之间的连接，连接到扩散层的接触部分33被形成在第一层金属线34b的
端部以下。
在其中没有提供通孔用于第一层金属线34b和它的端部之间的连接的
例子4中，一个检查通孔305被设置第一层金属线34b的一端的上表面上。
通过在例子4中形成这样的一个检查通孔305，能够形成基本上等同于上述
的例子2的半导体器件晶片44的结构。因此，通过进行与例子2相似的检
查，例子4能够提供与例子2相似的作用。
此外，需要在不影响上部金属线的位置形成检测通孔305。因此，即使
上部金属线是在检查被完成以及热电动势产生器21和金属线20被从半导
体器件晶片48上除去以后被检测，也没有检测通孔305与上部金属线连接
的可能性。即，在选择的位置检查通孔305的形成不会(不好的)影响半导
体器件的原功能。
接着，将参照图16A和16B给出按照实施例B的例子5的半导体器件
晶片50的描述。
图16A是半导体器件晶片50的放大的局部的透视图，晶片中包括将要
接收非损坏检测的半导体器件。另外，图16B是示出半导体器件晶片50的
被选择部分的放大的局部透视图。
此外，在半导体器件晶片50上的非破坏性检查是用上述的非破坏性检
查装置104进行的。
在例子5的半导体器件晶片50中，按照它的制造工艺，热电动势产生
器21和它的金属线20被形成在第一层金属线34的相同层中。作为用于金
属线20和热电动势产生器21的构成材料，较好的是使用前面所述的TiSi
材料。
对应于检查主题的金属线是一第二层金属线。具体地说，二个第二层
金属线36a、36b通过绝缘层32被形成在第一层金属线34上方。在此，第
二层金属线36、36b被放置在相同水平面和基本上是互相平行的延长的。
顺便说一下，在图16A、16B中，第二层金属线36a、36b在左前方的方向
被进一步地延长。为完成原始的功能，那二层金属线36a、36b相互间电绝
缘。
如图16B所示，热电动势产生器21被排列在第二层金属线36a、36b
之间。金属线20被延长于金属线38a、38b之间以将热电动势产生器21夹
在它们之间。
检查通孔305a、305b分别被设置在金属线20上。在检查通孔305a、
305b上，按照与第二层金属线36a、36b相同的制造工艺形成检查金属线
36c、36d。检查金属线36c、36d互相之间以一个距离间隔互相隔开，同时
他们分别向第二层金属线36a、36b延长。检查金属线36c、36d的下表面
分别与通孔305a、305b在接近它们的端部处的上表面连接，它们位于热电
动势产生器21的上方。
在构成第二层金属线之后，绝缘层32被形成。另外，四个检查通孔被
形成以分别穿透在第二层金属线36a、36b和检查金属线36c、36d上的绝
缘层32。具体地说，检查通孔305d、305e被分别形成在第二层金属线38a、
36b的端部上，而检查通孔305c、305f被分别形成在检查金属线36c、36d
的端部上，接近金属线36a、36b。
在绝缘层32的表面上，检查金属线37a、37b基本上互相平行的形成。
即，检查金属线37b被形成以建立检查通孔305d、305c之间的电连接，而
检查金属线37a被形成以建立检查通孔305e、305f之间的电连接。
半导体器件晶片50有一短路缺陷42，其位于第二层金属线36a、36b
之间。在这种情况下，当激光束53从半导体器件晶片50的背面被辐照向
热电动势产生器21时，导致一电流沿着由箭头61显示的电流路径在闭环
电路中流动，以致于感生一磁场。所以，通过检测这样一种磁场，能够产
生与短路缺陷42相对应的扫描磁场图像。因此，例子5能够提供与上述的
例子1相同的作用。
另外，例子5的特点是，金属线20和热电动势产生器21可以按照与
第一层金属线相同的制造过程形成，而检查金属线36c、36d可以按照与第
二层金属线相同的制造过程形成。因此，能够使用于检测的组件(例如，金
属线)的构成的额外制造步骤数最小化。
然而，例子5需要用于检查金属线37a、37b的形成的额外制造步骤。
那些金属线37a、37b能够具有简单结构的铝金属线构成。因此，与在其中
TiSi金属线新形成的金属线20的构造相比，能够从整体上最小化制造步骤
的数量。
另外，在检测之后非常容易的除去了上述的检查金属线37a、37b。因
此，那些金属线的构成和除去基本上不影响半导体器件的原始的功能。
接着，将参照图17A和17B给出按照实施例B的例子6的半导体器件
晶片52的描述。
图17A是显示半导体器件晶片52的结构的放大的局部透视图，该晶片
包含受到非破坏性检查的半导体器件芯片。图17B是半导体器件晶片52的
选定部分的放大的局部平面图。
此外，可以用上述的非破坏性检查装置104进行半导体器件晶片52的
非破坏性的检查。
不同于上述的例子5的半导体器件晶片50，例子6的半导体器件晶片
52的特点是，检查金属线仅形成在受到检查的第二层金属线的同一层内。
在半导体器件晶片52中，按照它的制造工艺，热电动势产生器21和
它的金属线20被形成第一层金属线34的相同层中。然后，如上述的半导
体器件晶片50那样，第二层金属线36a、36b通过绝缘层32被形成。与半
导体器件晶片50相比，半导体器件晶片52的第二层金属线36a、36b被进
一步的延长以形成延伸的部分，其用作检查金属线36c、36d。
检查金属线36c、36d在金属线20的上方延伸。所以，通过检查通孔
305a、305b的方式，金属线20分别被连接到检查金属线36c、36d的端部。
对于半导体器件晶片52，操作人员执行规定的检查程序，其是与前面
的例子2相似的进行的。假设电线短路缺陷42存在于半导体器件晶片52
的第二层金属线36a、36b之间，如图19A和19B所示。在这种情况下，当
激光束53被辐照在热电动势产生器21的背面时，造成按箭头61所示经由
金属线沿一电流路径流动的一电流。因此，能够检测短路缺陷42。因此，
例子6能够提供与前面的例子1相似的作用。
在半导体器件晶片52中，边界38a、38b被分别被放置在第二层金属
线36a、36b和检查金属线36c、36d之间。在检查完成之后，通过边界38a、
38b，检查金属线36c、36d被从半导体器件晶片52上除去。因此，半导体
器件晶片52在构造上局部地改变，如图18A和18B所示，其分别对应于图
17A和17B。
如上面所描述的，例子6的特点是，检查金属线36c、36d是分别作为
从第二层金属线36a、36b延伸的延伸部分形成的。所以，与例子5相比，
例子6在制造步骤上是非常简单的。另外，例子6允许不费力地除去检查
金属线36c、36d。
此外，例子6的特点是检查使用的金属线不必形成在受到检查的第二
层金属线36a、36b上。因此，在完成第二层金属线36a、36b之后，能够
立即开始检查。
如图19A和19B所示，利用短路缺陷42形成简单闭环电路，其中建立
了由箭头61所示的简单电流路径。因此，能够方便的检测由流经该闭环电
路的电流感生的磁场。因此，能够产生好的扫描磁场图像。
接着，将参照图20A和20B给出按照实施例B的例子7的半导体器件
晶片54的描述。在此，图20A示出半导体器件晶片54的布局的原理图，
其中包括每个都具有一特定功能的多个功能块，而图20B是显示两个功能
块之间建立的电连接的示意图，它们是重复地用于非损坏性检查。
此外，非破坏性检查是用前面的非破坏性检查装置102进行的。
不同于上述的例子，例子7的半导体器件晶片54的特点是，包含热电
动势产生器21的检查工具区域120是独立于包含如被检查的金属线等被检
查的单元的被检查区100排列的。
如图20A所示，多对被检查区100和检查工具区120(其中每对包含一
个检查区100和一个检查工具区120)被排列在半导体器件晶片54上并被对
齐。图20B显示一对检查区域100和检查工具区域120，它们是从半导体器
件晶片54上摘出的。多个热电动势产生器21被形成在检查工具区域120，
同时多个检查单元101被对应的形成在检查区域100。然后，由检查金属线
37将每个热电动势产生器21对应的连接到每个检查单元101。顺便说一下，
检查单元101包含被检查对象比如二条金属线，它们相互接近的排列的。
因此，半导体器件晶片54受到检查，该程序与前面的例子1相似。所
以，当激光束被辐照在热电动势产生器21上时，如果在包含在检查单元101
中的二条金属线之间有短路缺陷，那么将导致一电流经过金属线沿着箭头
61所指的路径流入闭合电路。因此，能够检测短路缺陷42。因此，例子7
能够提供与前面的例子1相似的作用。
如前面关于例子5和6所描述的，热电动势产生器21能够被形成以与
最低的层的金属线相匹配。因此，能够在半导体器件的设计中能够获得一
定程度的自由，所述的器件如在其中空区域能被自由地设置的门排列和
TEG。即，包含热电动势产生器21的检查工具区域120预先被形成在半导
体器件晶片上，然后，根据需要设计被检查区域100，被检查区域100具有
半导体器件的原始功能的区域。
如上面所描述的，除了上述的效果之外，本例子能够提供一个作用，
在其中关于半导体器件晶片54的设计和制造的灵活性被增加。
此外，例子7具有一个性质，在其中热电动势产生器21是相对远离检
查单元101排列。因此，较好的是设置一种布局，在其中热电动势产生器
21和检查单元101之间的对应关系能被容易地抓住，所以能够不费力的从
其它被检查区中区别出其中存在短路缺陷的被检查单元101。
通过使用适当的检查装置，能够的获得约400nm的位置识别准确度。
根据这样的准确度，能够明确指定辐照激光束的位置，即，热电动势产生
器21的位置。因此，根据指定的热电动势产生器21，在其中短路缺陷事实
上存在的被检查单元101被区别出。由于此原因，较好的是提供一种布局，
在其中热电动势产生器21和被检查单元101之间的对应关系能被容易的被
掌握。
具体来说，在图20B的情况中，热电动势产生器21被简单地从右到左
的对齐，同时检查单元101相应地从左到右的对齐。因此，能够的明确它
们之间的对应关系。利用这样的对应关系，在由磁场检测指定的热电动势
产生器21的基础上，能够确定地指出在其中事实上存在短路缺陷的被检查
单元101。
在图20A所示的半导体器件晶片54中，检查工具区域(每个检查工具
区域包含热电动势产生器)被有规则地与被检查区域相关联地排列。然而，
那些区域不是必须规则排列的。换句话说，能够根据晶片的空位自由地排
列他们。
如上面所描述的，实施例B和它的例子提供各种效果，如下：
(1)能够检测短路缺陷，其是建立在热电动势基础上操作的传统的检查
不能检测的。
(2)能够以与半导体装置的衬底不接触的方式执行检查。所以，在在半
导体器件的衬底上的焊接区构成之前，能够进行检查。
(3)因此，能够在制造的初期检测半导体器件的电短路点。所以，能够
很快地采用适当的措施。因此，能够显著地提高产品的产量和可靠性。
[C]实施例C。
一种非破坏性的检查方法是用上述的图1A的非破坏性检查装置实现
的，以执行图27所示的制造中间阶段的半导体器件芯片40进行非破坏性
的检查。在此，与前面最初显示在图1A的半导体器件芯片4相比，半导体
器件芯片40是被倒置的。
在非破坏性的检查装置中，激光器1产生激光，其在辐照范围上被光
学系统2变窄以产生激光束3。激光束3被辐照在未制造完成的半导体器件
芯片40的背面40b(对应于衬底)。激光束3被聚合在接近半导体器件芯片
40的表面40f的布线部分。利用激光束3，在半导体器件芯片40上进行扫
描。
此外，通过将磁场检测器5尽可能趋进于一激光辐照的部分，即，热
电动势产生的部分，在磁场检测中能够获得好的灵敏度。由于此原因，扫
描没有通过移动激光束3进行。换句话说，在半导体器件芯片40上的扫描
是通过在激光辐照的部分和磁场检测器5之间固定一位置关系进行的。
在图27，绝缘层32被形成在硅衬底31上。第一层金属线34是通过一
接触部分33与硅衬底31连接。一电路通孔35被形成并且电连接于第一层
金属线34。
图28和29给出半导体器件芯片的其它例子，其在制造中的进度是与
图27的半导体器件芯片40相比较的。
具体地说，除上述的图27中的半导体器件芯片40的元素之外，图28
的半导体器件芯片配备有充当第二层布线的金属膜36。在此，金属膜36被
形成在半导体器件芯片40的全部表面上。在制造中图29的半导体器件芯
片被在一次处理，以致完成第二层金属线37构成。
在制造的中间阶段的图27至29的半导体器件芯片中的每一个分别包
含一热电动势生成缺陷41。当激光束3被辐照在热电动势生成的缺陷41上
时，由于辐照激光束3的加热感生热电动势电流。由于热电动势电流，在
图27至29中，瞬变电流以由箭头61所示的电流路径流经闭环电路。因此，
环绕该闭环电路产生磁场。
由热电动势电流产生的磁场被磁场检测器5检测。根据检测的磁场，
控制图像处理系统106产生光照度值，以在图像显示设备7的显示屏上响
应于每个激光器扫描位置显示图像。因此，能够获得表示磁场分布的扫描
磁场图像。
在同时或与扫描磁场图像被生产的时间相关，该装置产生扫描激光器
显微照片，其是响应于移动激光束3的扫描或是移动半导体器件芯片40的
扫描，所形成的光学反射图像。
其后，标准图像处理功能被用于在扫描激光器显微照片上重叠扫描磁
场图像，以致在显示屏上显示一合成图像。用这样一种复合图像，能够的
清楚的识别在扫描激光器显微照片上的一位置，在该位置光亮和阴影之间
的对比出现在扫描磁场图像中。因此，能够的明确指出一缺陷的位置，该
处是造成在半导体器件芯片中出现热电动势电流的原因。
然而，上述的非破坏性的检查方法有一个缺点，即，为实现该系统需
要大量的花费。因为，由激光束3的辐射加热产生的热电动势电流，仅在
闭环电路中流动。电流是在相对短的期间在闭环电路流动。在这种情况下，
必需使用高响应速率的磁场检测器，即，成本高的磁场检测器。
因此，要求减少用于半导体集成电路的非破坏性检查所需要的大量的
花费。
现在，将给出关于非破坏性的检查方法以及适于这样一种非破坏性检
查方法的半导体器件的详细描述。
上述的图1A的非破坏性检查装置被用于执行非破坏性的检查，以至于
确定是否一个缺陷被包含在处于制造过程的中间阶段的半导体器件芯片50
中，如图21所示。有1300nm的波长的激光束3是由激光器1初始地产生，
并被光学系统2在辐照范围上变窄。这样一种激光束3被辐照在制造过程
的中间阶段的半导体器件芯片50的背面50b(对应于衬底)。激光束3被聚
合在接近半导体器件芯片50的表面50f的布线部分。用激光束3进行半导
体器件芯片50的扫描。
接着，将参照图21，给出关于半导体器件芯片50的结构的描述。一绝
缘层32被形成在硅衬底31上。第一层金属线34是通过接触部分33与硅
衬底31连接。一电路通孔35和检查通孔305被形成在第一层金属线34上。
那些通孔35和305是独立地连通到第一层金属线34的端部。在通孔35和
305上方，用于第二层金属线的形成的金属膜36被形成在半导体器件芯片
50的全部表面上。金属膜36与通孔35和305电连接。
假如热电动势生成缺陷41存在于半导体器件芯片50中，如图22A和
22B所示。当激光束3被辐照在热电动势生成缺陷41上时，由于激光束3
的辐射热产生一热电动势电流。热电动势电流沿着由箭头611和612显示
的电流路径在闭环电路流动，闭环电路是由第一层金属线34、电路通孔35、
检查通孔305和金属膜36构成的。
如图22A和22B所示，电流路径611的电流流入对应于第一层金属线
34的狭窄区域，同时电流路径612的电流在对应于金属膜36的重叠区的一
宽的区域流动。另外，流过第一层金属线34的电流的方向是流过金属膜36
的电流的方向相反的。
由上述的电流感生的磁场被磁场检测器5检测。然后，控制图像处理
系统106(其相当于前面在图1A所示的控制图像处理系统6)基于检测的磁
场产生亮度值，基于该值对应于激光扫描位置，图像被显示在图像显示设
备7的显示屏上。因此，能够产生表示磁场分布的扫描磁场图像。
与扫描磁场图像被产生的时间同时或相关联，该装置产生扫描激光器
显微照片，其是响应于移动激光束3的扫描或是移动半导体器件芯片50的
扫描，所形成的光学反射图像。
其后，标准图像处理功能被用于在扫描激光器显微照片上重叠扫描磁
场图像，以致产生并在显示屏上显示一合成图像。用这样一种复合图像，
能够的清楚的识别在扫描激光器显微照片上的一位置，在该位置光亮和阴
影之间的对比出现在扫描磁场图像中。因此，能够的明确指出一缺陷的位
置，该处是造成在半导体器件芯片中出现热电动势电流的原因。
上述的非破坏性的检查方法基本过程如下：
激光束3被辐照在半导体器件芯片50，该芯片处于制造过程的中间阶
段。所以，由热电动势电流感生磁场，该热电动势电流是由于激光束3辐
照导致在半导体器件芯片50中产生的。磁场检测器检测磁场的强度，基于
该检测的磁场进行检查，以便确定在半导体器件芯片50中是否存在缺陷。
上述的非破坏性检查方法不需要将连接到半导体器件芯片50的电流变
化检测器。因此，能够的减少检查工作中的步骤数，并且能够的显著地减
少用于非破坏性检查所需的成本。
另外，在完成焊接区的构成之前，能够在制造的上游阶段执行检查。
所以，能够反馈在制造过程的早期阶段的检查结果，在其中与已有技术相
比被加入的值是相对小的。
此外，半导体器件芯片50被构造成，以便使用于第二层金属线的构成
的金属膜36是在第一层金属线34上形成电路通孔35和检查通孔305之后
被形成的。这方便了磁场的检测。原因将被描述在下面。
由于热电动势导致的电流流入闭环电路，该电路是由第一层金属线34、
电路通孔35、检查通孔305和金属膜36构成的。与在开环电路中流动的电
流相比，上述电流可以在闭环电路中流动很长时间。另外，第一层金属线
34的电流路径611的宽度是相对窄的，所以由流过这样一种狭窄电流路径
611的电流产生的磁场必须是局限于沿着第一层金属线34定位。相对地，
流过金属膜36的电流路径612的电流是在相对宽广的范围展开的，所以由
该电流产生的磁场被分布在宽范围的区域内。由流过第一层金属线34的电
流产生的磁场在方向上是与流过金属膜38的电流产生的磁场反相的，以致
那些磁场将相互抵消。然而，如上面所描述的，他们的分布范围是互不相
同的。因此，那些磁场不会抵消的很多。
本实施例是被设计为让由热电动势导致的电流流过闭环电路，据此能
够增加电流衰减的时间。另外，由分别沿着不同电流路径在闭环电路中流
动的电流，产生了不同的磁场，但是他们不会互相抵消很多。所以，能够
产生强度高的磁场。因此，能够方便磁场的检测。这将有助于半导体器件
的生产率和可靠性的提高。另外，能够增加许多情形，在其中由热电动势
电流产生的磁场能够使用响应速度较慢的磁场检测器检测，换句话说，也
就是使用成本不是很高的磁场检测器。因此，能够减少非破坏性检查所需
的总成本。
图25和26给出半导体器件芯片的其它例子，其为在制造过程中的中
间阶段。当激光束3被辐照在上述的半导体器件芯片的背面时，由热电动
势导致的电流沿着不对应于闭合电路第一层金属线34的电流路径61流动。
因此，这样一种电流只作为瞬变电流流动，其是由寄生电容以及接线的电
阻和热电动势生成缺陷41的电阻确定的。
在一些情况下，上述电流沿着电流路径61流动非常短的时段。为了检
测由这样的电流产生的磁场，必需准备响应速率非常快和成本高的磁场检
测器。
为了形成用于非破坏性检查方法的闭环电路，为制造的中间阶段的半
导体器件芯片50设有检查通孔305。在此，检查通孔305是与第一层金属
线34连接的，但是不与第二层金属线连接。因此，检查通孔305不会(有
害地)影响半导体器件芯片的原功能。
图23显示了图21的半导体器件芯片50的结构，在其中金属膜36受
到制图处理，以致形成第二层金属线37。
在仍然是制造过程的中间阶段的图23的半导体器件芯片中，电路通孔
35是与第二层金属线37连接，第二层金属线37是垂直于在正视图中的第
一层金属线34设置的。在与电路通孔35的对比中，检查通孔305不与第
二层金属线37连接。因此，检查通孔没有(有害地)影响半导体器件芯片的
原功能。
在图23的半导体器件芯片中，电路通孔35和检查通孔305是分别地
连接到第一层金属线34的不同的端部。所以，能够尽可能大的增加电流路
径的长度。因此，由沿着电流路径流动的热电动势电流产生的磁场强度。
即，能够进一步地方便磁场的检测。
本实施例的非破坏性检查的方法被设计为使非破坏性检查在制造过程
的中间阶段的半导体器件芯片50上进行，并且它的全部表面被金属膜36
覆盖。所以，能够尽可能大的变宽在金属膜36中的电流路径的区域。因此，
能够最大的加宽由流过电流路径的电流产生的磁场的分布。换句话说，能
够尽可能大的增加磁场的分布范围之间的差别，该磁场是由第一层金属线
34的电流和金属膜36的电流分别产生的。因此，能够从总体上获得更强的
磁场，所以能够更进一步的方便磁场的检测。
本实施例的非破坏性检查的方法是为使用激光束设计的。所以，能够
有效的加热半导体器件芯片的有缺陷的部分。因此，能够产生具有好的灵
敏度的热电动势。因此，能够改善在半导体装置的检查中的精确度。
本实施例设置激光束3的波长在1300nm。因此，能够避免在硅衬底31
上出现产生噪声的OBIC电流。因此，能够进一步改善半导体器件的检查的
准确度。
波长是1300nm的激光束能够透射过硅衬底31。所以，能够将激光束3
辐照在半导体器件芯片的背面(对应于衬底)，同时能够在接近半导体器件
芯片50的表面50f处排列磁场检测器5。因此，能够在其中磁场的强度高
的一位置进行磁场检测。因此，能够进一步改善对磁场的探测灵敏度。
接着，将给处关于另一个例子的非破坏性检查的方法的描述，其是在
图24所示的制造过程的中间阶段的半导体器件芯片上进行的。
在图24的半导体器件芯片24中，二个接触部分33a和33b被形成在
硅衬底31上。所以，第一层金属线34被接触部分33a、33b连接在扩散层
之间。另外，图24的半导体器件芯片24没有装备连通金属膜36的电路通
孔35。
图24的半导体器件芯片24的特点是，提供了二个检查通孔305a、305b，
它们是分别连接到第一层金属线34的端部。
此外，图24的半导体器件芯片24包含热电动势生成的缺陷41。所以，
由于激光束3的辐照在热电动势生成缺陷41上的辐照热导致产生一热电动
势电流。热电动势电流流入闭环电路，该电路是由第一层金属线54、检查
通孔305a、305b和金属膜36构成的。在此，电流在闭环电路是按箭头611、
612指示的不同方向流动的。
像上述的非破坏性的检查方法一样，本非破坏性的检查方法被设计成
用于检查半导体器件芯片的缺陷。所以，没有必要将前面的电流变化检测
器连接到半导体器件芯片。因此，能够显著地减少用于检查工作的步骤和
大量的花费。
与传统的技术比较，能够把检查结果反馈到制造的上游阶段，该反馈
所增加的值较小。
另外，本非破坏性检查方法被设计为使金属膜36是在检查通孔305a、
305b构成之后被形成在半导体器件芯片上。所以，能够方便磁场检测。
与在开环电路中流动的电流相比，热电动势电流在闭环电路中流动一
较长的时间，该闭环电路是由第一层金属线34、检查通孔305a、305b和金
属膜38构成的。另外，第一层金属线34的电流路径611在宽度方向上是
相对狭窄的，所以由沿着电流路径611流动的电流产生的磁场是局限于沿
着第一层金属线34定位的。相对地，沿着金属膜36的电流路径612流动
的电流被分布在相对宽范围的区域内，所以由该电流产生的磁场也被分布
宽范围的区域内。由流过第一层金属线34的电流产生的磁场与由流过金属
膜36产生的磁场在方向是不同的，据此那些磁场互相抵消。然而，因为那
些磁场分布在不同的范围内，所以它们不会互相抵消很多。
因为热电动势电流在闭环电路中流动，所以能够增加电流衰减的时间。
另外，由沿着不同电流路径流经闭环电路产生的磁场，不会相互抵消很多。
所以，从整体上讲能够产生强的磁场。因此，能够增加许多情形，在其中
磁场检测能被不费力地执行。这有助于改进半导体器件的在生产率和可靠
性。另外，能够用响应速率慢和花费相对低的磁场检测器执行检查。因此，
能够减少检查所需的总成本。
此外，检查通孔305a、305b被设置为分别与第一层金属线34的端部
连接。所以，能够尽可能大的增加电流路径的长度。因此，能够增加由热
电动势电流感生的磁场的强度。这进一步方便了磁场检测。
本非破坏性检查方法是在半导体器件芯片上进行的，该芯片是在制造
过程中的中间阶段，并且其配备有二个接线层，即，第一层金属线和第二
层金属线。当然，能够在其他半导体器件芯片上也能够执行非破坏性检查，
这些芯片是在制造过程中的中间阶段，并且配有两层布线以上的多层的结
构。简而言之，本实施例是没有限制布线的层数的。
本非破坏性检查方法是在配有金属材料制成的一第二层金属线的半导
体器件芯片上进行的。当然，该非破坏性检查能在第二层金属线由其他材
料做的其他的半导体器件芯片上进行，其中所述材料如硅化物和多晶硅。
简而言之，本实施例没有必要限制第二层金属线使用的材料。
本实施例使用激光束进行检查。能够使用电子束或离子束代替激光束。
为了增加在半导体器件芯片的缺陷的检测中的概率，较好的使设置具
有多个检查通孔的单个半导体器件芯片，通孔数被尽可能大的增加。即，
较好是形成许多闭环电路，其数字尽可能大的增加。
由于本发明可以在没有离开本发明的基本特征的精神的情况下，以几
种形式体现，所以本实施例和例子是说明而不是限制，由于发明的范围是
由所附的权利要求的限定的，而不是由前面的描述限定的，并且所有的落
在权利要求的边界上或是这些边界的等同表述的变化是被该权利要求所包
容的。