[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4769320B2 - 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム - Google Patents

半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP4769320B2
JP4769320B2 JP2009220385A JP2009220385A JP4769320B2 JP 4769320 B2 JP4769320 B2 JP 4769320B2 JP 2009220385 A JP2009220385 A JP 2009220385A JP 2009220385 A JP2009220385 A JP 2009220385A JP 4769320 B2 JP4769320 B2 JP 4769320B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
brightness
semiconductor device
lightness
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009220385A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011071268A (ja
Inventor
正人 二階堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2009220385A priority Critical patent/JP4769320B2/ja
Priority to EP10010218A priority patent/EP2302404A3/en
Priority to US12/923,485 priority patent/US8589108B2/en
Publication of JP2011071268A publication Critical patent/JP2011071268A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4769320B2 publication Critical patent/JP4769320B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/305Contactless testing using electron beams
    • G01R31/307Contactless testing using electron beams of integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Description

本発明は、半導体装置の不良解析方法及び装置、並びにそれらのプログラムに関する。特に、半導体装置の導電層を帯電させ、荷電粒子を照射して非接触で電位コントラスト像を取得して不良を解析する方法及び装置、並びにそれらのコンピュータプログラムに関する。
半導体装置の高集積化、高性能化が進むにつれて半導体装置の不良解析は困難になって来ている。これに対して、半導体装置の不良解析を少しでも容易にするため、様々な半導体装置の不良解析技術が開発されて来ている。その半導体装置の不良解析の方法の1つに、電子ビーム欠陥装置を用いて、電位コントラスト法により、欠陥部を識別する方法がある。
この方法は、まず、研磨等により半導体装置の観測対象となる導電層(配線あるいはビア)の表面を露出させる。次に、半導体装置の表面を所望の帯電電位に帯電させる。そして露出した導電層に電子ビームを照射し、半導体装置から放出される二次電子を走査電子顕微鏡(SEM)で観測し、電位コントラスト像を得る。ここで得られる電位コントラスト像は、観測対象の導電層の下層にオープン欠陥あるいはショート欠陥があった場合に、正常な半導体装置と比較して、異なるコントラストが得られる。そこで、不良の半導体装置の電位コントラスト像と、良品の半導体装置の電位コントラスト像とを取得し、それぞれを比較し、不一致箇所を検出する。
例えば、特許文献1では、電子線を導電性基板に照射し、発生する二次電子・反射電子・透過電子のいずれかを検出し、その信号から形成された画像を比較して欠陥を自動検出するX線マスク等の自動検査システムが記載されている。
また、別の従来技術として、特許文献2には、従来技術を改良した故障解析装置が提案されている。特許文献2によれば、観察対象の配線あるいはビアの表面を研磨により露出させ、電子ビームを照射した後、解析対象配線から半導体集積回路デバイス基板へ電流がリークしたかしなかったかをコントラスト画像で表示する「吸収電位法」を用いて解析する。「吸収電位法」によって得られた電位コントラスト画像をパターン設計データから生成した期待画像と照合する。「吸収電位法」で得られるコントラストは、解析対象配線の終点がMOSトランジスタのドレイン領域に接続されるレイヤのときは暗コントラストとなり、終点がMOSトランジスタのゲート電極に接続されるレイヤであるときは明コントラストとなる(特許文献2の段落「0015」、「0026」、「0027」)。解析対象配線の終点がMOSトランジスタのドレイン領域である場合に、配線途中にオープン欠陥が存在すると明コントラストとなるため、オープン欠陥を検出できる(特許文献2段落「0032」〜「0044」)。解析対象配線の終点がMOSトランジスタのゲート電極である場合に、配線途中にショート欠陥が存在し、なおかつ、そのショート欠陥が半導体基板との間にリーク電流経路発生しているときに、暗コントラストとなるため、ショート欠陥を検出できる(段落「0045」〜「0047」)。すなわち、特許文献2では、「吸収電位法」によって得られた電位コントラスト画像、及び設計データから生成する期待画像はいずれも、リークしたかしなかったかによって「明コントラスト」「暗コントラスト」の2値で判定しておりあり、この2値のデータに基づいて欠陥を検出している。
特開平5−258703号公報 特開2007−155449号公報
以下の分析は本発明により与えられる。電子ビーム欠陥装置を用いて、電位コントラスト法により、不良の半導体装置の電位コントラスト像と、良品の半導体装置の電位コントラスト像とを取得し、それぞれを比較し、不一致箇所を検出する方法では、良品の半導体装置の存在が前提であり、全ての半導体装置が設計どおりに製造されなかったために良品がない場合や、何らかの要因による動作不良が存在するために比較基準となる半導体装置が得られない場合は、故障箇所を特定することができないという問題がある。
一方、特許文献2のように、観察対象の配線あるいはビアの表面を研磨により露出させ、「吸収電位法」によって得られた電位コントラスト画像をパターン設計データから生成した期待画像と照合する方法では、解析対象配線の終点がMOSトランジスタのゲート電極である配線について、その配線の途中にオープン欠陥が存在すると、半導体基板との間に電流がリークしないため、良品と同じ明コントラストとなり、オープン欠陥を検出できない。また、解析対象配線の終点がMOSトランジスタのドレイン領域である配線について、その配線の途中にショート欠陥が存在した場合など、良品と同じ暗コントラストとなり、ショート欠陥を検出できないという問題がある。
本発明の1つの側面による半導体装置の不良解析方法は、半導体装置の露出した導電層を帯電させ荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得工程と、前記半導体装置の設計データから、前記観測画像の導電層の位置に対応するレイアウトパターンを取得するレイアウト取得工程と、前記レイアウトパターンに接続される配線の終点を探索する配線探索工程と、前記配線探索工程で探索された前記レイアウトパターンに対応する前記観測画像の明度を取得する明度取得工程と、3値以上に多値化して分類する観測画像の明度と、当該観測画像に対応するレイアウトパターンに接続される配線の終点と、の対応を予め作成し、明度と配線の終点とを対応させる明度対応工程と、
前記明度取得工程で取得した観測画像の明度及び前記配線探索工程で探索した配線の終点と、前記明度対応工程で対応させた明度及び配線の終点と、の一致/不一致を判定する判定工程と、前記判定工程の結果を出力する出力工程と、を備え、前記明度取得工程は、画像処理によって、前記観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する図形検出工程と、明度の閾値を設定して、前記明度の閾値を基準として、前記観測画像の各画素の明度を3値以上に多値化する多値化工程と、前記図形検出工程で検出された図形要素の各画素について、前記多値化工程で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を前記図形要素の明度とする図形明度検出工程と、前記図形検出工程で検出された図形要素のうち、前記レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、前記図形明度検出工程で検出された明度を抽出する図形明度取得工程と、を備える。
また、本発明の他の側面による半導体装置の不良解析装置は、導電層を露出させた半導体装置に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得部と、前記半導体装置の設計データから、前記観測画像の位置の前記導電層のレイアウトパターンを取得するレイアウト取得部と、前記レイアウト取得部が取得した前記導電層のレイアウトパターンに基づいて前記導電層の接続先の終点を探索する配線探索部と、前記配線探索部で探索された前記レイアウトパターンに対応する前記観測画像の明度を取得する明度取得部と、3値以上に多値化して分類された観測画像の明度と、当該観測画像に対応するレイアウトパターンに接続される配線の終点と、の対応を予め作成しておくことで、明度と配線の終点とを対応させる明度対応部と、前記明度取得部が取得した前記観測画像の明度及び前記配線探索部が探索した配線の終点と、前記明度対応部が対応させた明度及び配線の終点と、の一致/不一致を判定する判定部と、前記判定部の処理結果として、前記不一致と判定された箇所を特定する情報を出力する出力部と、前記出力部が出力する情報を表示する表示部を備え、前記明度取得部は、前記観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する図形検出部と、明度の閾値を設定して、前記明度の閾値を基準として、前記観測画像の各画素の明度を3値以上に多値化する多値化部と、前記図形検出部で検出された図形要素の各画素について、前記多値化部で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を前記図形要素の明度とする図形明度検出部と、前記図形検出部で検出された図形要素のうち、前記レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、前記図形明度検出部で検出された明度を抽出する図形明度取得部と、を備える。
本発明のさらに別な側面によるプログラムは、コンピュータに上記半導体装置の不良解析方法を実行させる。さらに、本発明の別な側面によるプログラムは、コンピュータを上記半導体装置の不良解析装置として機能させる。
本発明によれば、半導体装置の不良解析において、比較対照となる良品の半導体装置が存在しない場合に、一つの不良半導体装置の電位コントラスト像から不良箇所を絞り込むことができる。さらに、導電層の接続先の状態によって3段階以上のレベルに電位コントラストを分類するので、「吸収電位法」では検出できないオープン欠陥やショート欠陥を検出することも可能である。
本発明の一実施例による半導体装置の不良解析方法の概略フローチャートである。 本発明の一実施例による不良解析方法の詳細フローチャートである。 不良解析対象となる半導体装置の構造の一例を示す断面図である。 (a)〜(c)は、半導体装置の(a)観測面の画像の一例、(b)観測面が配線層である場合の電位コントラスト像の一例、(c)観測面がビア層である場合の電位コントラスト像の一例をそれぞれ示す図である。 半導体装置がMOS半導体装置である場合の断面図である。 PVC(Positive Voltage Contrast)条件で得られるMOS半導体装置の電位コントラスト像の一例を示す図である。 (a)観測面が配線層の場合のレイアウト図と、(b)観測面がビア層の場合のレイアウト図である。 (a)は観測面が配線層、(b)は観測面がビア層の場合に、それぞれ、観測画像から輪郭を抽出して得られる図形要素を示す図面である。 (a)は明度の閾値の一例を示す図、(b)は多値化される明度の範囲の一例を示す図、(c)は観測面が配線層の場合に明度が多値化された観測画像の一例を示す図、(d)は観測面がビア層の場合に明度が多値化された観測画像の一例を示す図である。 (a)は、あらかじめ多値化して分類した明度と配線の終点との関連を示す図である。(b)は、観測面のビア層と接続先の終点とを示す図である。(c)は、別な観測面のビア層を示すレイアウト図である。 終点がNMOSトランジスタの拡散層である配線に(a)オープン欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図面と、(b)ショート欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図面である。 終点がPMOSトランジスタの拡散層である配線に(a)オープン欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図面と、(b)ショート欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図面である。 NMOSトランジスタの(a)ゲートに接続した配線にオープン欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図と、(b)P型基板に接続した配線にオープン欠陥がある場合の電位コントラストを説明する図である。 明度と画素数の分布の一例と多値化について説明する図である。 別な実施例による半導体装置の不良解析方法のフローチャートである。 さらに別な実施例による半導体装置の不良解析方法のフローチャートである。 (a)〜(c)は不良解析結果の出力例を示す図である。(a)は不一致と判定された配線全体を色分け表示した出力例、(b)は不一致と判定された配線の部分と接続先を色分け表示した出力例、(c)は不一致と判定された配線の観測面の導電層を色分け表示した例である。 (a)〜(c)は不良解析結果の別な出力例を示す図である。(a)は一致/不一致によって配線を色分けしたレイアウトと観測画像を重ね合わせた表示例、(b)は不一致の配線のレイアウトと観測画像を重ね合わせた表示例、(c)は配線の終点によって色分けしたレイアウトと観測画像を重ね合わせた表示例である。 本発明の一実施例による半導体装置の不良解析装置の概略の構成を示すブロック図である。 一実施例による半導体装置の不良解析装置の全体構成を示すブロック図である。 他の実施例による半導体装置の不良解析装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明による半導体装置の不良解析装置についてコンピュータを用いて構成する場合のブロック図である。
最初に本発明の実施形態の概要について、説明する。なお、実施形態の概要において引用する図面及び図面の符号は実施形態の一例として示すものであり、それにより本発明による実施形態のバリエーションを制限するものではない。
本発明の一実施形態の半導体装置の不良解析方法は、図1に一例を示すように、半導体装置の露出した導電層を帯電させ荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得工程(ステップS1M)と、導電層の接続先の終点を設計データから探索する配線探索工程(ステップS3M)と、接続先の終点の状態毎にあらかじめ3段階以上のレベルに分類した電位コントラスト(例えば、図6のP拡散、N拡散、ゲートの電位コントラストの違いと、図10(a)の分類の一例参照)と、観測画像取得工程(ステップS1M)で取得した電位コントラスト像(例えば、図4の(a)、(b))と、を比較し、一致/不一致を検出する判定工程(ステップS6M)と、を備える。
半導体装置の不良解析装置の分野においては、電位コントラストは、明度で表示するのが一般的であるが、電位コントラストは、明度以外に、色彩や三次元的な高さ等によって電位コントラストを表示するものであってもよい。
また、3段階以上に多値化して電位コントラストを分類するので、導電層の接続先の終点(半導体平面に垂直な方向に設けられるビアや半導体平面に平行な配線によって接続させた導電層の末端。以下、特に判らない限り「配線」にはビアも含むものとする。)の状態(N型半導体層に接続されているか否か、P型半導体層に接続されているか否か、ゲート電極に接続されているか否か、さらに必要があれば、接続されている半導体層やゲート電極の数や面積)によって異なる電位コントラストを正しく判定することができる。導電層の接続先の状態は、配線探索工程(ステップS3M)により設計データから自動的に収集することができる。
上記構成により、特許文献2に記載されている「吸収電位法」では検出できないゲート電極へ正常に接続されているか否か、配線(ビアも含む)が途中で断線しているか否かについても識別することができる。ゲート電極へ正常に接続されている場合と、配線が途中で断線している場合では、配線形状及び寄生容量が異なるので、帯電させたときの帯電の進み方が異なるからである。
また、MOSトランジスタのドレインやソースへ接続されている配線(ビアも含む)についても、途中で他の配線(ビアも含む)とショートしているか否かについても識別することができる。配線がショートすることにより、N型半導体層に接続されているか否か、P型半導体層に接続されているか否か、さらに、接続されている半導体層の形状、電位の違い、種類、数、面積によって、帯電させたときの帯電の進み方が異なってくるからである。
また、半導体装置の設計データから観測画像の導電層の位置に対応するレイアウトパターンを取得するレイアウト取得工程(図2のステップS2)をさらに含み、配線探索工程(図2のステップS3)は、レイアウトパターンに接続される配線(ビアの含む)の終点を探索してもよい。これにより、設計データから探索した配線の接続先の情報に基づいて電位コントラストを判定できるので、不良解析のために比較する良品サンプルは必要としない。
さらに、図2に一例を示すように、配線探索工程で探索されたレイアウトパターンに対応する観測画像の明度を取得する明度取得工程(ステップS4)と、多値化して分類した明度と配線(ビアも含む)の終点との対応を予め作成し、明度と配線の終点とを対応させる明度対応工程(ステップS5)と、判定工程(ステップS6)の結果を出力する出力工程(ステップS7)と、をさらに含む。判定工程(ステップS6)は明度取得工程(ステップS4)で取得した観測画像の明度と明度対応工程(ステップS5)で求めた配線の終点に対応する明度との一致/不一致を判定する。明度取得工程(ステップS4)は、画像処理によって、観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する図形検出工程(ステップS41)と、明度の閾値を設定して明度の閾値を基準として観測画像の各画素の明度を多値化する多値化工程(ステップS42)と、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素の各画素について多値化工程(ステップS42)で多値化された明度を画素数で集計し最多数である明度を図形要素の明度とする図形明度検出工程(ステップS43)と、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素のうちレイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、図形明度検出工程(ステップS43)で検出された明度を抽出する図形明度取得工程(ステップS44)と、を含んでもよい。
電位コントラストを明度として表示する場合は、上記手順に従って電位コントラストを明度として判定を行うことができる。
さらに、上記多値化工程(ステップS42)では、明度ごとの画素数の分布を求めることで、明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出してもよい。これにより、観測条件やデバイスの特性の違いによって観測画像の明度が変化した場合であっても、簡便かつ自動的に明度を多値化することができる。
また、図形明度取得工程(ステップS44)では、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素とレイアウトパターンとについてパターンマッチングの画像処理によってレイアウトパターンの位置に対応した図形要素を抽出して図形明度検出工程(ステップS43)で検出された明度を抽出してもよい。これにより、観測画像の配線パターンとレイアウトパターンとを自動的に整合させることができるため、観測画像の配線パターンの明度が、レイアウトパターンの終点から期待される値であるかを自動的に判定できる。
明度対応工程(ステップS5)では、多値化工程で多値化された観測画像の明度と、配線の終点とを対応させる。これにより、観測条件やデバイスの特性の違いによって観測画像の明度が変化した場合であっても、簡便かつ自動的に、観測画像の明度の期待される値を取得できる。
観測画像取得工程(ステップS1)では、製造工程中の半導体ウエハを所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラストの観測画像を取得し、レイアウト取得工程(ステップS2)では、半導体ウエハに形成されている半導体装置の設計データから、観測画像の位置の導電層のレイアウトパターンを取得してもよい。これにより、製造終了を待つことなく、製造途中で不良箇所を絞り込むことができる。また、観測画像を保存しておき、製造終了後に本発明を適用すれば、半導体装置の表面を研磨することなく、不良箇所を絞り込むことができる。
また、一例を図15に示すように、少なくとも1台のプログラムされたコンピュータを用いて、設計データとテスト結果から回路動作を計算することで不良の半導体装置の不良位置を配線(ビアも含む)あるいはインスタンスとして入手する診断工程(ステップS8)と、判定工程で不一致と判定された配線及び配線の終点に接続したインスタンスと、診断工程から得られた配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較工程(ステップS9)と、をさらに備え、出力工程(ステップS7)では、比較工程(ステップS9)で得られた不良位置も出力してもよい。これにより、回路動作の異常を引き起こす欠陥位置を特定することができる。
また、別の故障解析方法を用いて、半導体装置の不良位置を特定する解析工程(ステップS10)と、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線及び配線の終点に接続したインスタンスと、解析工程(ステップS10)から得られた不良位置に関する配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較工程(ステップS6)と、をさらに備え、出力工程(ステップS7)では、比較工程(ステップS6)で得られた不良位置も出力してもよい。これにより、故障解析で得られる故障位置の信頼度を高めることができる。
また、出力工程(ステップS7)では、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線(ビアも含む)に関して、観測画像の位置の導電層から終点までの配線について、名称、座標を出力し、前記終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力し、終点の種類、明度取得部で得られる明度、明度対応部から得られる前記終点の種類に対応した明度を出力してもよい。これにより作業者は、観測画像内の配線パターンの明度を一つずつ確認しなくても、自動的に判定された故障位置を確認するだけで済むため、故障解析の時間を大幅に短縮することができる。
さらに、図17に一例を示すように、出力工程(ステップS7)では、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線に関して、(a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)終点に接続するインスタンス、の(a)乃至(d)のうち1つ以上をレイアウト上に色分けして表示してもよい。これにより、故障箇所がレイアウト上のどの位置にあるのかを、視覚的に得ることができる。
また、図18(a)に一例を示すように、出力工程(ステップS7)では、判定工程(ステップS6)で得られた一致/不一致によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示してもよい。これにより、故障箇所のレイアウト位置を視覚的に得ることができる。
また、図18(b)に一例を示すように、出力工程(ステップS7)では、判定工程(ステップS6)で不一致となった配線が表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示してもよい。これにより、故障箇所のレイアウト位置を視覚的に得ることができる。
さらに、図18(c)に一例を示すように、出力工程(ステップS7)では、配線の終点によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示してもよい。これにより、観測画像中の配線パターンの終点を視覚的に識別することができる。
また、本発明の一実施形態の半導体装置の不良解析装置100は、一例として図19に示すように、導電層を露出させた半導体装置に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得部1Mと、導電層の接続先の終点を設計データ11から探索する配線探索部3Mと、接続先の終点の状態毎にあらかじめ3段階以上のレベルに分類した電位コントラストと前記観測画像取得部が取得した電位コントラスト像とを比較し一致/不一致を検出する判定部6Mと、を備える。
上記構成によれば、3段階以上に多値化して電位コントラストを分類できるので、特許文献2に記載されている「吸収電位法」では検出できないオープン欠陥やショート欠陥を検出することができる。
また、導電層の接続先の終点を設計データ11から探索する配線探索部3Mを備えているので、設計データ11から導電層の接続先の終点の状態(N型半導体層に接続されているか否か、P型半導体層に接続されているか否か、ゲート電極に接続されているか否か、フローティングか否か、さらに必要があれば、接続されている半導体層やゲート電極の数や面積など必要な情報)を取得することができるので、良品との比較なしに、一つの不良デバイスのみの電位コントラスト像から、不良箇所を絞り込むことができる。
さらに、図20、21に一例を示すように、判定部6の処理結果として、不一致と判定された箇所を特定する情報を出力する出力部7と、出力部7が出力する情報を表示する表示部8をさらに備えてもよい。出力部7は判定部6で不一致と判定された配線に関して、観測画像の位置の導電層から終点までの配線について、名称、座標を出力し、終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力し、終点の種類、明度取得部で得られる明度、明度対応部から得られる終点の種類に対応した明度を出力するものであってもよい。また、表示部8は、出力部7で出力される処理結果、観測画像、明度が多値化された観測画像、レイアウトを表示し、露出された導電層を指定できるように表示し、明度と配線の終点との対応を作成、編集できるように表示し、図形検出部41で検出された図形を表示し、図形要素を検出するための画像処理パラメータを変更できるように表示し、画像処理パラメータが変更されるごとに、観測画像の輪郭と検出される図形要素が更新され、多値化部42で得られる明度の閾値の設定を変更できるように表示し、図形明度検出部43で得られる多値化された明度を集計した結果を表示し、閾値の設定が変更されるごとに、多値化された明度によって観測画像が更新されるようにしてもよい。
画像処理パラメータを変更できるようにすることで、観測画像の図形要素を正しく抽出できるようになる。また、閾値を変更するようにすることで、明度を正しく多値化することができる。
また、図形明度取得部44では、図形検出部41で検出された図形要素と、レイアウトパターンとについて、パターンマッチングの画像処理によって、レイアウトパターンの位置に対応した図形要素を抽出して、図形明度検出部43で検出された明度を抽出し、表示部8では、パターンマッチングのための画像処理パラメータを変更できるように表示してもよい。これにより、画像処理パラメータを変更できるようにすれば比較的容易に正しいパターンマッチングの結果を得ることができる。
以上で実施形態の概要の説明を終え、以下、より具体的な実施例について、図面を参照して詳しく説明する。
図1は、本発明の実施例1による半導体装置の不良解析方法の概略の工程を示すフローチャートである。ステップS1Mの観測画像取得工程では、半導体装置の露出した導電層を帯電させ荷電粒子を照射することにより電位コントラスト像を取得する。ステップS3Mの配線探索工程では、半導体装置の表面に露出して帯電する導電層の接続先の終点を設計データから探索する。ステップS6Mの判定工程では、接続先の終点の状態毎にあらかじめ3段階以上のレベルに分類した電位コントラストと、ステップS1Mの観測画像取得工程で取得した電位コントラスト像とを比較し、両者の電位コントラストの一致/不一致を検出する。なお、電位コントラストは、半導体装置の不良解析装置においては、明度として表示することが一般的であるが、明度以外の方法により電位コントラストを表示してもよい。例えば、色彩により電位コントラストを表示してもよい。
図2は、実施例1による半導体装置の不良解析方法のより詳細な工程を示すフローチャートである。図2の各ステップと図1の概略フローチャートとの対応において、図2のレイアウト取得工程(ステップS2)は図1の配線探索工程(ステップS3M)の工程の中に含まれ、図2の明度取得工程(ステップS4)、明度対応工程(ステップS5)、出力工程(ステップS7)は図1の判定工程(ステップS6M)に含まれると考えてもよい。
図2の詳細フローチャートにおいて、ステップS1の観測画像取得工程では、まず、半導体装置(半導体デバイス)を研磨して導電層を露出させる。
ここで、解析対象となる半導体装置の構造について説明しておく。図3は、不良解析対象となる半導体装置の構造の一例を示す断面図である。半導体装置50は、半導体基板の表面に配線層が形成されている。配線層の一部は、研磨により除去され、導電層(配線)が表面に露出している。研磨により除去されなかった配線は半導体基板の表面に形成されたインスタンス(もしくはセル、トランジスタ)と呼ばれる機能回路に接続されている。
観測面を半導体装置の表面から観察すると図4(a)に示すように、図3の配線の一部(導電層)が露出している。なお、観測面より上層にあった配線(図3において破線で示す配線)は、研磨によって除去されている。この状態で半導体装置を所望の帯電電圧に帯電させ、荷電粒子を照射する。
例えば、SEM(走査電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope)装置を用いた場合、半導体装置に一定の帯電電位を与えた状態で、電子線を半導体装置に入射し、半導体装置から放出される二次電子を検出することで、半導体装置の表面(すなわち観測面)を観察する。すると、半導体装置の表面の電位によってコントラストが異なる像を得ることができる。電位コントラスト像の一例を図4(b)に示す。また、図4(c)は、観測面がビア層、すなわち導電層がビア層の場合の電位コントラスト像の一例である。図3において、半導体装置50の表面に水平に設けられた配線が露出するように研磨すると図4(b)のような電位コントラスト像が得られ、図3において、ビア層が表面に露出するように研磨すると図4(c)のような電位コントラスト像が得られる。
また、電位コントラスト像は、観測面の導電層に繋がる終点の種類によって、異なるコントラストが得られる。MOSトランジスタデバイスを例に説明する。MOSトランジスタデバイスを第一ビア層の表面まで研磨して、第一ビア層が露出した状態の断面構造の一例を図5に示す。図5において、第一ビアは、第一配線に接続される。フローティングを除いてゲート、P拡散、N拡散に接続される配線は第一配線よりさらに下層に設けられたコンタクトを介してゲート電極となるポリシリコン、NMOSトランジスタのソースドレインとなるN+拡散層、PMOSトランジスタのソースドレインとなるP+拡散層へ接続される。なお、NMOSトランジスタは、P型シリコン基板、又は、P型のウェルに形成され、PMOSトランジスタは、N型シリコン基板、又は、N型のウェルに形成される。さらに、NMOSトランジスタが形成されるP型シリコン基板と、PMOSトランジスタが形成されるN型シリコン基板と、の間はSTI(シャロートレンチアイソレーション)により分離されている。なお、P型シリコン基板はN型シリコン基板の表面に設けられたP型ウェルであってもよく、N型シリコン基板はP型シリコン基板の表面に設けられたN型ウェルであってもよいことは言うまでもない。
半導体装置(デバイス)の帯電条件は、観測面を正に帯電させる方法(Positive Voltage Contrast:以下、PVCと略して記載)と負に帯電させる方法(Negative Voltage Contrast:以下、NVCと略して記載)がある。PVC条件で得られるMOSトランジスタデバイスの電位コントラスト像の一例を図6に示す。例えば、配線の終点がP拡散の場合、観測面を正に帯電させると、シリコン基板からの電子移動は順バイアスになるため、電子が供給されて帯電が進まず、明コントラストが得られる。高抵抗欠陥などにより非導通となれば、電子の供給が減り、帯電が進むため、暗コントラストとなる。また、配線の終点がN拡散の場合、観測面の正の帯電に対してP型シリコン基板とN拡散が逆バイアスとなるため、キャリアが移動しにくく、P拡散より帯電が進むのでより暗コントラストとなる。さらに、配線の終点がゲート電極の場合、N拡散よりさらに帯電しやすいので、N拡散よりさらに暗コントラストになる。
図2の詳細フローチャートに戻って説明を続ける。レイアウト取得工程(ステップS2)では、半導体装置の設計データから、観測画像の位置の導電層のレイアウトパターンを取得する。レイアウトの一例を図7(a)および図7(b)に示す。図7(a)は、図4(b)の電位コントラスト像の位置のレイアウトであり、図7(b)は、図4(c)の電位コントラスト像の位置のレイアウトである。このように少なくとも観測画像の領域を含むレイアウトデータについて、レイアウト像と座標を取得する。
ステップS3の配線探索工程では、ステップS2レイアウト取得工程で取得した観測画像の導電層に対応するレイアウトパターンについて、レイアウトデータを用いて、レイアウトパターンに接続される配線の終点を探索する。このとき、半導体装置は表面から観測面までが除去されている。そのため、配線の終点を探索するときには、観測面から下層に関する導電層の接続を探索する。レイアウトデータでは、観測面より上層に存在する配線層は、ここでは、ないものとして扱う。MOSトランジスタデバイスでは、配線の終点は、一般的には、P拡散、N拡散、ゲート、フローティングのいずれかである。
ステップS4の明度取得工程では、画像処理によって、配線探索工程で探索されたレイアウトパターンに対応する観測画像の明度を取得する。ステップS4の明度取得工程は、図形検出工程(ステップS41)、多値化工程(ステップS42)、図形明度検出工程(ステップS43)、図形明度取得工程(ステップS44)で構成される。
図形検出工程(ステップS41)では、観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する。図形要素の一例を図8(a)、(b)に示す。図8(a)は、図4(b)の観測画像の輪郭を抽出した例であり、図8(b)は図4(c)の観測画像の輪郭を抽出した例である。観測画像の各画素が持つ色情報から、輪郭(エッジ)を検出する。さらにその画像の輪郭から、図形要素を抽出する。
なお、図形検出工程(ステップS41)で、検出する図形の形状は、図8(a)が矩形、図8(b)が円、又は楕円であるが、検出される図形要素は、矩形、楕円に限定するものではなく、任意の形状の図形を検出するものであっても良い。
多値化工程(ステップS42)では、まず、明度の閾値を設定する。明度を4値に多値化するときの明度の閾値の例を図9(a)に示す。4値に多値化する場合は、T1からT3の3種類の閾値を設定する。すなわちn値(nは3以上の整数)に多値化しようとするときは、n−1種類の閾値を設定する。次に、明度の閾値T1〜T3を用いて、観測画像の各画素の明度を多値化する。多値化される各明度の範囲を図9(b)に示す。明度が0〜63の範囲の画素は、B1の明度となる。明度が64〜127の範囲の画素は、B2の明度となる。
図形明度検出工程(ステップS43)では、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素の各画素について、多値化工程(ステップS42)で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を図形要素の明度とする。図9(c)および図9(d)は、図4(b)および図4(c)の観測画像の各画素を多値化し、図形要素内で最多数の明度をその図形要素の明度とした例である。すなわち、明度B2となった図形要素は、その図形要素に含まれる各画素の明度が、明度0〜63、明度64〜127、明度128〜191、明度192〜255のうち、明度64〜127の範囲に含まれる画素が最も多かったので、その図形要素全体を明度B2としている。
図形明度取得工程(ステップS44)では、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素のうち、レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、図形明度検出工程(ステップS43)で検出された明度を抽出する。多値化される明度を図9(a)のように設定した場合、レイアウトパターン図4(b)の各パターンに対応した観測画像の図形要素の明度は、図9(c)に示すように、B1、B2、B4となる。図4(c)の各レイアウトパターンに対応した観測画像の図形要素の明度は、図9(d)に示すように、B1、B2、B4となる。
明度対応工程(ステップS5)では、多値化して分類された観測画像の明度とその観測画像に対応するレイアウトパターンに接続される配線の終点との対応を予め作成しておく。すなわち、導電層の観測画像の明度はその導電層の接続先に依存することがわかっているので、明度と配線の終点とを対応させる。図10(a)は明度と配線の終点の対応の一例である。配線の終点は、ゲートのみに繋がる、P拡散のみに繋がる、N拡散のみに繋がるほかに、ゲートとP拡散、ゲートとN拡散、N拡散とP拡散、ゲートとP拡散とN拡散、のそれぞれに繋がる場合もある。フローティングの場合の明度の種類も設定する。また、観測画像の背景の明度の種類を設定してもよい。
判定工程(ステップS6)では、明度取得工程(ステップS4)で取得されたレイアウトパターン(観測画像)の明度および配線探索工程(ステップS3)で取得されたレイアウトパターンに接続される配線の終点が、明度対応工程(ステップS5)から得られる明度と配線の終点との対応と一致しているか不一致であるかを判定する。図7(b)は、観測面がビア層の場合のレイアウトの一例である。図9(d)は、観測画像についての、レイアウトパターンに対応した図形要素の明度の例である。図10(b)は、配線探索工程で取得された観測画像の位置のレイアウトパターンに接続される配線の終点の一例である。図10(a)は明度と配線の終点の対応の一例である。図9(d)に示す観測画像から得られる明度と、図10(b)に示すレイアウトパターンの終点の種類について、図10(a)に示す明度と配線の終点の対応に照らし合わせると、V1〜V4およびV6では一致しているが、V5では不一致である。すなわち、図9(d)に示す観測画像から得られるビアV5の明度はB2である。一方、図10(b)に示す設計データから得られたビアV5の配線の終点はP拡散である。これを図10(a)の明度と配線の終点との関連を示す図と照らし合わせると、ビアV5の明度はB4であるはずなので、図9(d)の明度B2と一致していない。
図10(c)は、観測面がビア層の場合のレイアウトの図7(b)、図10(b)とは、別の一例であり、ビアV7の終点がP拡散であるとする。観測画像についての、レイアウトパターンに対応した図形要素の明度が図9(d)であった場合について説明する。観測画像図9(d)では、ビアV7の明度が低いために、図形検出工程(ステップS41)で、ビアV7の図形要素が検出されない。この場合、レイアウトパターンの位置に対応する観測画像の明度B1をビアV7の明度とする。判定工程(ステップS6)では、ビアV7の終点がP拡散であることから、図10(a)の明度と配線の終点との対応と照らし合わせると、不一致となる。
出力工程(ステップS7)では、判定工程(ステップS6)の結果を出力する。判定工程(ステップS6)で不一致と判定されたビアV5およびV7に関して、観測面の導電層(V5およびV7)から終点までの配線について、名称と座標を出力する。また終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力しても良い。終点の種類、明度取得工程で得られた明度、明度対応工程から得られる終点の種類に対応した明度を出力する。
次に、欠陥と電位コントラストの関係の一例について図面を参照して説明する。
図11(a)は、NMOSトランジスタの拡散層に接続する配線のオープン欠陥を説明するための図である。観測面をNVC条件で負に帯電させると、正常な配線では、シリコン基板からの電子移動は順バイアスになるため、電子が供給されて帯電が進まず、暗コントラストが得られる。非導通などの高抵抗欠陥があると帯電が進むため明コントラストが得られる。
図11(b)は、NMOSトランジスタの拡散層に接続する配線のショート欠陥を説明するための図である。例えば観測面をPVC条件で正に帯電させると、ショート欠陥により電子の供給パスがあると帯電せずに明コントラストが得られる。特に、図11(b)では、NMOS断面しか図示していないが、PMOSトランジスタのP拡散に接続されている配線とショートすると、PMOSトランジスタのP拡散とN型基板とは順バイアスになるので帯電が進まない。
図12(a)は、PMOSトランジスタの拡散層に接続する配線のオープン欠陥を説明するための図である。観測面をPVC条件で正に帯電させると、シリコン基板からの電子移動は順バイアスになるため、電子が供給されて帯電が進まず、明コントラストが得られる。高抵抗欠陥などにより非導通となれば、電子の供給が減り、帯電が進むため、暗コントラストとなる。
図12(b)は、PMOSトランジスタの拡散層に接続する配線のショート欠陥を説明するための図である。観測面をNVC条件で負に帯電させると、ショート欠陥が存在すると、正常な配線と比べて帯電が進まないため、暗コントラストが得られる。特にNMOSトランジスタの拡散層に接続する配線とショートしている場合は、NMOSトランジスタの拡散層と基板は順バイアスになるので、帯電が進まない。
図13(a)は、NMOSトランジスタのゲートに接続する配線のオープン欠陥を説明するための図である。オープン欠陥がある場合は、寄生容量値が小さくなるため、オープン欠陥がない場合と比較して速く帯電する。なお、ショート欠陥がある場合は、帯電が進まないので、3値以上に多値化して判定することにより、正常にゲートに接続していると、オープン欠陥、ショート欠陥を3通りに識別できる。図13(a)では、NVC条件で負に帯電させているが、図13(a)のように、ゲートに接続する配線のオープン欠陥を判定する場合は、PVC条件で正に帯電させても、NVC条件で負に帯電させてもどちらでも欠陥を判定することができる。
また、図13(b)は、NMOSトランジスタのプラグに接続する配線のオープン欠陥を説明するための図である。オープン欠陥が存在する配線と正常な配線とでは、帯電状況が変わるために、コントラストに差がでる。図13(b)では、NVC条件で負に帯電させているが、図13(b)のようなトランジスタのプラグに接続する配線のオープン欠陥の判定では、PVC条件で正に帯電させても判定することができる。
これらの例で示したように、配線中に欠陥が存在したとき、配線の帯電状態が変化することで、異なる電位コントラストが得られる。本発明では、本発明に記載の実施例に限られるものではなく、配線の帯電状態の違いに起因したコントラストの差を検出し、配線の終点の種類から期待される電位コントラストと比較することで、不良解析することができる。特に3値以上に多値化し、閾値を適切に設定することにより、単純な2値判定では、識別できない欠陥も判定することができる。
実施例2の半導体装置の不良解析方法について、図面を参照して説明する。実施例2では、多値化工程(ステップS42)において、明度ごとの画素数の分布を求めることで、明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出する。図14は、観測画像における明度と画素数の分布の一例である。明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出するための一つの方法として、例えば、2つの閾値T1、T2を与える。T1以下の画素数である明度とT2以上の画素数である明度とを共に有する範囲(T1以下の画素数である明度に挟まれるT2以上の画素数である明度を備えた範囲)を抽出し、T1以下の画素数となる明度の範囲で最小の画素数となる明度を明度の閾値とする。その結果、B1〜B4の4つの明度に分類される。B1〜B4に多値化された各明度の値は、B1〜B4の各範囲の中で最多数の明度の値を採用する。また、多値化された各明度の値は、各明度の範囲の中央値とするなど、B1〜B4が識別できる値であれば良い。他の工程については実施例1と同一である。すなわち、実施例2においても図10(a)に示すような明度の種類と終点との対応はあらかじめ求めておくが、図9(a)に示す明度の閾値は、後で求めることになる。
実施例3の半導体装置の不良解析方法では、図形明度取得工程(ステップS44)において、図形検出工程(ステップS41)で検出された図形要素と、レイアウトパターンとについて、パターンマッチングの画像処理によって、レイアウトパターンの位置に対応した図形要素を抽出して、図形明度検出工程で検出された明度を抽出する。例えば、レイアウトパターン(図7(a))と図形検出工程で検出された図形要素(図8(a))とをパターンマッチングによる画像処理によって、レイアウトパターンと図形要素とを対応させる。他の工程は実施例1と同一である。
実施例4では、明度対応工程(ステップS5)において、多値化工程(ステップS42)で多値化された観測画像の明度と、配線の終点とを対応させる。多値化された明度は観測画像ごとにわずかに異なるため、予め明度と配線の対応を作成しておくのではなく、多値化工程で得られた明度をもとに作成しても良い。他の工程については実施例1の工程をそのまま適用できる。
実施例5では、観測画像取得工程(ステップS1)において、製造工程中の半導体ウエハを所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラストの観測画像を取得する。レイアウト取得工程(ステップS2)では、半導体ウエハに形成されている半導体装置の設計データから、観測画像の位置の導電層のレイアウトパターンを取得する。製造途中のウエハを用いれば、半導体装置の表面から研磨して観測面を露出させる工程を経ずに、電位コントラスト像を得ることができる。他の工程については、実施例1の工程をそのまま適用できる。
実施例6では、図15のフローチャートに示すように、少なくとも1台のプログラムされたコンピュータを用いて、設計データとテスト結果から回路動作を計算することで、不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして入手する診断工程(ステップS8)を備える。さらに、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線及びその配線の終点に接続したインスタンスと、診断工程(ステップS8)から得られた配線及びインスタンスとを比較して、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較工程(ステップS9)を備える。また出力工程(ステップS7)では、比較工程で得られた不良位置も出力する。図15のフローチャートにおいて、診断工程(ステップS8)、比較工程(ステップS9)、出力工程(ステップS7)の工程が実施例1と異なるだけで、他の工程は図2に示す実施例1の詳細フローチャートと同一の工程であるので重複する説明は省略する。
実施例7では、図16のフローチャートに示すように、解析工程(ステップS10)と比較工程(ステップS9)を備える。解析工程(ステップS10)では、別の故障解析方法を用いて、不良の半導体装置の不良位置を特定する。比較工程(ステップS9)では、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線及びその配線の終点に接続したインスタンスと、解析工程(ステップS10)から得られた不良位置に関する配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする。また出力工程(ステップS7)では、比較工程で得られた不良位置も出力する。他の工程は図2に示す実施例1の詳細フローチャートと同一の工程であるので、詳細な説明は省略する。
実施例8では、出力工程(ステップS7)において、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線に関して、(a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)終点に接続するインスタンス、をレイアウト上に色分けして表示する。図17に実施例8による表示例をいくつか示す。図17(a)は不一致と判定された配線W1〜W3の配線全体をレイアウト上に色分けして表示した例である。色分けして表示することにより容易に接続先を確認できる。図17(b)は、不一致と判定された配線W2について、観測面の導電層から終点までを青色で、接続するインスタンスを赤色で、レイアウト上に色分けして表示した例である。接続先のインスタンスを色分けして表示することにより、容易に確認することができる。図17(c)は、判定工程で不一致と判定された配線V5およびV7について、観測面の導電層をレイアウト上に色分けして表示した例である。このように、判定工程(ステップS6)で不一致と判定された配線に関して、(a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)終点に接続するインスタンスの(a)〜(d)の一つ以上を色分けして表示することにより不良解析を容易にすることができる。
実施例9では、出力工程(ステップS7)において、図18にいくつか例を示すように、設計データ11から取得したレイアウト画像と観測画像とを重ね合わせて表示する。特にレイアウト画像は色を有効的に使用することにより効果的に重ね合わせて表示することができる。例えば、図18(a)は、判定工程(ステップS6)で得られた一致/不一致によって配線を色分けして表示したレイアウト画像と、観測画像とを重ね合わせて表示する例である。また、図18(b)は、判定工程(ステップS6)で不一致となった配線を表示したレイアウト画像と、観測画像とを重ね合わせて表示する例である。さらに、図18(c)は、配線の終点によって配線を色分けして表示してレイアウト画像と、観測画像とを重ね合わせて表示する例である。
次に、本発明の半導体装置の不良解析装置の実施例10について説明する。図19は、実施例10の半導体装置の不良解析装置100の概略の構成を示すブロック図である。図19において、解析装置20は、導電層を露出させた半導体装置50(図3、5参照)に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射し、電位コントラスト像を出力する。観測画像取得部1Mは、解析装置20から上記電位コントラスト像を取得する。設計データ11は、半導体装置50の設計に用いたデータである。半導体装置50の各層のレイアウトの図形データと回路の接続先等に関する情報が含まれる。配線探索部3Mは、この設計データ11を外部から入力し、解析対象とする半導体装置50において、観測画像取得部1Mが取得した観測画像における露出した導電層の接続先の終点を探索する。なお、解析装置20は不良解析装置100に含めて一体化してもよいが、ここでは、解析装置20は、不良解析装置100から独立しており、不良解析装置100は、解析装置20から観測画像を取得して解析をするものとして記載している。
判定部6Mは、接続先の終点の状態毎にあらかじめ3段階以上のレベルに分類した電位コントラストと、観測画像取得部1Mが取得した電位コントラスト像とを比較し、一致/不一致を検出する。上記構成により不良解析装置100は、実施例1の半導体装置の不良解析方法を実行することができる。図2の詳細フローチャートにおけるレイアウト取得工程(ステップS2)は配線探索部3Mが実行し、明度取得工程(ステップS4)と明度対応工程(ステップS5)と出力工程(ステップS7)は判定部6Mが実行すると考えてもよい。
図20は実施例10の半導体装置の不良解析装置について全体構成を示す詳細ブロック図である。図20では図19では省略した部分も含めて記載している。図20の半導体装置の不良解析装置100Aは、大きく分けて観測画像取得部1、レイアウト取得部2、配線探索部3、明度取得部4、明度対応部5、判定部6、出力部7、表示部8の8つのブロックで構成される。なお、解析装置20は、不良解析装置100Aに含んでも、含まなくともどちらの構成でもよいが、図20では、解析装置20は不良解析装置100Aに含まれるものとして記載している。
解析装置20は、導電層を露出させた半導体装置に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射し、その結果得られる電位コントラストの観測画像を出力する。観測画像取得部1はその観測画像を解析装置20から取得する。レイアウト取得部2は、半導体装置50(図3、図5参照)の設計データ11から、観測画像の位置の導電層のレイアウトパターンを取得する。
配線探索部3は、レイアウトパターンに接続される配線の終点を探索する。配線探索部3が探索する配線の終点は、トランジスタのゲート電極、トランジスタの拡散領域もしくはフローティングであってもよい。
明度取得部4は、図形検出部41、多値化部42、図形明度検出部43、図形明度取得部44で構成され、配線探索部3で探索されたレイアウトパターンに対応する観測画像の明度を取得する。図形検出部41では、観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する。検出する図形要素は、矩形、楕円に限られず、任意の形状の図形要素を検出するものとしても良い。多値化部42では、明度の閾値を設定して、明度の閾値を基準として、観測画像の各画素の明度を多値化する。図形明度検出部43では、図形検出部41で検出された図形要素の各画素について、多値化部42で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を図形要素の明度とする。図形明度取得部44では、図形検出部41で検出された図形要素のうち、レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、図形明度検出部43で検出された明度を抽出する。
明度対応部5では、多値化して分類された明度と配線の終点との対応を予め作成しておくことで、明度と配線の終点とを対応させる。なお、明度対応部5では、多値化部42で多値化された観測画像の明度と、配線の終点とを対応させるものであってもよい。
判定部6では、明度取得部4で取得されたレイアウトパターンの明度および配線探索部3で取得されたレイアウトパターンに接続される配線の終点が、明度対応部5から得られる明度と配線の終点との対応と一致しているか不一致であるかを判定する。出力部7では、判定部6の処理結果として、判定部6で不一致と判定された配線に関して、観測画像の位置の導電層から終点までの配線について、名称、座標を出力する。また、終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力する。さらに、終点の種類、明度取得部4で得られる明度、明度対応部5から得られる終点の種類に対応した明度を出力する。表示部8では、出力部7で出力される処理結果、観測画像、明度が多値化された観測画像、レイアウトを表示する。
また、表示部8が表示するものには、以下のような情報も含まれる。露出した導電層を指定できるように表示する。また、明度と配線の終点との対応を作成、編集できるように表示する。さらに、図形検出部41で検出された図形を表示する。また、図形要素を検出するための画像処理パラメータを変更できるように表示する。画像処理パラメータが変更されるごとに、観測画像の輪郭と検出される図形要素が更新される。ここで、図形要素を検出するための画像処理パラメータとは、例えばハフ変換など、画像の特徴抽出方法を利用する際に、設定するパラメータ(変数)である。
さらに、多値化部42で得られる明度の閾値の設定を変更できるように表示する。図形明度検出部43で得られる多値化された明度を集計した結果を表示する。閾値の設定が変更されるごとに、多値化された明度によって観測画像が更新される。以上をコンピュータに実行させるものであってもよい。
実施例11の半導体装置の不良解析装置は、多値化部42が、明度ごとの画素数の分布を求めることで、明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出する。多値化部42以外の構成は実施例10の不良解析装置100Aと同一の構成でよい。実施例11の不良解析装置によれば、実施例2の不良解析方法を実行することができる。
実施例11の半導体装置の不良解析装置は、図形明度取得部4が、図形検出部41で検出された図形要素と、レイアウトパターンとについて、パターンマッチングの画像処理によって、前記レイアウトパターンの位置に対応した図形要素を抽出して、図形明度検出部41で検出された明度を抽出する。また、表示部8は、パターンマッチングのための画像処理パラメータを変更できるように表示する。図形明度取得部4と表示部8以外の構成は実施例10の不良解析装置100Aと同一の構成である。
図21は、実施例13の半導体装置の不良解析装置100Bの詳細なブロック図である。図21の不良解析装置100Bは、図20に示す実施例10の不良解析装置100に対して、故障データ入手部13と、故障データ入手部13から入手した不良位置データ14を判定部6の判定結果と比較する比較部10とを備えている。
故障データ入手部13では、少なくとも1台のプログラムされたコンピュータを用いて、設計データとテスト結果から回路動作を計算することで、不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして取得する。比較部10では、判定部6で不一致と判定された配線及びその配線の終点に接続したインスタンスと、故障データ入手部13から得られた配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする。出力部7では、比較部10で得られた不良位置について、名称と座標を出力する。表示部8では、出力部7から出力される不良位置の名称と座標を含む出力データ12を表示する。また、故障データ入手部13では、別の故障解析装置から得られる不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして取得しても良い。上記実施例13の不良解析装置100Bを用いれば、実施例6や実施例7の半導体装置の不良解析方法を実行することができる。
さらに、上記実施例10〜13に示す不良解析装置の変形例として、表示部8では、判定部6で不一致と判定された配線に関して、(a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)前記終点に接続するインスタンス、について、上記(a)〜(d)のうち、一つ以上をレイアウト上に色分けして表示するようにしてもよい。上記変形例による半導体装置の不良解析装置を用いれば、実施例8の不良解析方法を実行できる。
さらに、上述した実施例による10〜13に示す不良解析装置の変形例として、表示部8は、レイアウト取得部2が設計データ11から取得したレイアウト画像と、解析画像取得部1が取得した観測画像と、を重ね合わせて表示するようにしてもよい。特にレイアウト画像は、判定部6で得られた一致/不一致によって配線を色分けした上、観測画像と重ね合わせて表示することができる。また、表示部8は、上記レイアウト画像を配線探索部3の探索結果に基づいて、配線の終点の種類によって配線を色分けして表示されたレイアウト画像として、観測画像と重ね合わせて表示するようにしてもよい。上記変形例による半導体装置の不良解析装置を用いれば、図18に示すような実施例9の不良解析方法を実行できる。
実施例14は、コンピュータに上記実施例1〜9の不良解析方法を実行させ、コンピュータを上記実施例10〜13(変形列を含む)の不良解析装置として機能させるプログラムの実施例である。
図22は、半導体装置の不良解析装置100Cについてコンピュータを用いて構成する場合のブロック図である。実施例14に用いるコンピュータは、EWS(エンジニアリングワークステーション)やPC(パーソナルコンピュータ)等の汎用のコンピュータを用いることもできる。図22のコンピュータは、CPU21と、プログラムを実行するための指示を入力する入力部24と、出力部25と、記憶部22と、解析装置20から得られる観測画像と観測データ、設計データおよび不良位置データを取得するための外部データ取得部26とを備えている。記憶部22は、キャッシュや半導体メモリのような主記憶装置以外に、ハードディスクやCD、DVDなどの磁気記憶媒体、光記憶媒体のような補助記憶装置を含んでもよい。
記憶部22には、図2、図15、図16等の半導体装置の不良解析方法で説明した、観測画像取得工程(ステップS1)、レイアウト取得工程(ステップS2)、配線探索工程(ステップS3)、明度取得工程(ステップS4)、明度対応工程(ステップS5)、判定工程(ステップS6)、出力工程(ステップS7)、診断工程(ステップS8)、比較工程(ステップS9)をCPU21に実行させる不良解析プログラム33が格納されている。なお、図16における解析工程(ステップS10)についても、CPU21の制御の基に行う場合は、不良解析プログラム33に、CPU21に解析工程(ステップS10)を実行させる処理が含まれていてもよい。また、外部から取得した観測画像31、観測データ34、設計データ32および不良位置データ35も、記憶部22に格納される。そして、入力部24と、CPU21と、記憶部22と、外部データ取得部26と、出力部25とは、それぞれバスラインで接続されている。
また、上記半導体装置の不良解析プログラム33がインストールされたコンピュータは、観測画像取得部1、レイアウト取得部2、配線探索部3、明度取得部4、明度対応部5、判定部6、出力部7、故障データ入手部13、比較部10を有する半導体装置の不良解析装置100Cとして機能する。このコンピュータは、ディスプレイ等の出力部、キーボード、マウス等の入力部、DVDやCD−ROM等の補助記憶装置、インターネット接続等の外部インタフェース機能を備えた一般的なエンジニアリングワークステーションやパーソナルコンピュータでもよい。また、上記半導体装置の不良解析プログラムは、半導体メモリ、磁気記憶装置、光記憶装置等の記憶媒体や、インターネットを介して上記コンピュータにインストールすることができる。
以上、実施例について説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
本発明は、半導体装置の不良解析に用いることができる。本発明は、単に半導体装置の不良解析にとどまらず、不良解析結果に基づいて、半導体装置の設計や製造工程に改良を加えることにより、半導体装置の品質向上に利用することができる。さらに、不良解析結果に基づいて、歩留まりが向上するように設計や製造工程に改良を加えることにより、半導体装置の製造コストに低減に利用することができる。
1、1M:観測画像取得部
2:レイアウト取得部
3、3M:配線探索部
4:明度取得部
5:明度対応部
6、6M:判定部
7:出力部
8:表示部
10:比較部
11:設計データ
12:出力データ
13:故障データ入手部
14:不良位置データ
100、100A、100B、100C:不良解析装置
20:解析装置
21:CPU
22:記憶部
23:バス
24:入力部
25:出力部
26:外部データ取得部
31:観測画像
32:設計データ
33:不良解析プログラム
34:観測データ
35:不良位置データ
41:図形検出部
42:多値化部
43:図形明度検出部
44:図形明度取得部
50:半導体装置
B1〜B4:明度の種類
I1:インスタンス
S1、S1M:観測画像取得工程
S2:レイアウト取得工程
S3、S3M:配線探索工程
S4:明度取得工程
S5:明度対応工程
S6、S6M:判定工程
S7:出力工程
S8:診断工程
S9:比較工程
S10:解析工程
S41:図形検出工程
S42:多値化工程
S43:図形明度検出工程
S44:図名明度取得工程
T1〜T3:閾値の種類
V1〜V7:ビア
W1〜W3:(半導体基板の表面に平行に設けられた)配線

Claims (28)

  1. 半導体装置の露出した導電層を帯電させ荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得工程と、
    前記半導体装置の設計データから、前記観測画像の導電層の位置に対応するレイアウトパターンを取得するレイアウト取得工程と、
    前記レイアウトパターンに接続される配線の終点を探索する配線探索工程と、
    前記配線探索工程で探索された前記レイアウトパターンに対応する前記観測画像の明度を取得する明度取得工程と、
    3値以上に多値化して分類する観測画像の明度と、当該観測画像に対応するレイアウトパターンに接続される配線の終点と、の対応を予め作成し、明度と配線の終点とを対応させる明度対応工程と、
    前記明度取得工程で取得した観測画像の明度及び前記配線探索工程で探索した配線の終点と、前記明度対応工程で対応させた明度及び配線の終点と、の一致/不一致を判定する判定工程と、
    前記判定工程の結果を出力する出力工程と、を備え、
    前記明度取得工程は、画像処理によって、
    前記観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する図形検出工程と、
    明度の閾値を設定して、前記明度の閾値を基準として、前記観測画像の各画素の明度を3値以上に多値化する多値化工程と、
    前記図形検出工程で検出された図形要素の各画素について、前記多値化工程で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を前記図形要素の明度とする図形明度検出工程と、
    前記図形検出工程で検出された図形要素のうち、前記レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、前記図形明度検出工程で検出された明度を抽出する図形明度取得工程と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の不良解析方法。
  2. 前記明度対応工程では、前記終点が、第1導電型の半導体領域に接続される導電層と、前記第1導電型とは逆導電型の半導体領域に接続される導電層と、トランジスタのゲート電極に接続される導電層と、でそれぞれ異なる明度に分類することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の不良解析方法。
  3. 前記多値化工程では、明度ごとの画素数の分布を求めることで、明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の不良解析方法。
  4. 前記図形明度取得工程では、前記図形検出工程で検出された図形要素と、前記レイアウトパターンとについて、パターンマッチングの画像処理によって、前記レイアウトパターンの位置に対応した前記図形要素を抽出して、前記図形明度検出工程で検出された明度を抽出することを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  5. 前記明度対応工程では、前記多値化工程で多値化された観測画像の明度と、配線の終点とを対応させることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  6. 前記観測画像取得工程では、製造工程中の半導体ウエハを所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラストの観測画像を取得し、
    前記レイアウト取得工程では、前記半導体ウエハに形成されている半導体装置の設計データから、前記観測画像の位置の前記導電層のレイアウトパターンを取得することを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  7. 少なくとも1台のプログラムされたコンピュータを用いて、設計データとテスト結果から回路動作を計算することで、不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして入手する診断工程と、
    前記判定工程で不一致と判定された配線及び前記配線の終点に接続したインスタンスと、前記診断工程から得られた配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較工程と、をさらに備え、
    前記出力工程では、前記比較工程で得られた不良位置も出力することを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  8. 別の故障解析方法を用いて、前記半導体装置の不良位置を特定する解析工程と、
    前記判定工程で不一致と判定された配線及び前記配線の終点に接続したインスタンスと、前記解析工程から得られた不良位置に関する配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較工程と、をさらに備え、前記出力工程では、前記比較工程で得られた不良位置も出力することを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  9. 前記出力工程では、前記判定工程で不一致と判定された配線に関して、観測画像の位置の導電層から終点までの配線について、名称、座標を出力し、前記終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力し、終点の種類、明度取得部で得られる明度、明度対応部から得られる前記終点の種類に対応した明度を出力することを特徴とする請求項1乃至8いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  10. 前記出力工程では、前記判定工程で不一致と判定された配線に関して、
    (a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)前記終点に接続するインスタンス、の(a)乃至(d)のうち1つ以上をレイアウト上に色分けして表示することを特徴とする請求項1乃至9いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  11. 前記出力工程では、前記判定工程で得られた一致/不一致によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  12. 前記出力工程では、前記判定工程で不一致となった配線が表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  13. 前記出力工程では、前記配線の終点によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  14. 前記半導体装置の主表面を研磨し前記導電層の表面を露出させた後、前記導電層を帯電させ荷電粒子を照射する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至13いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法。
  15. 導電層を露出させた半導体装置に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射することで得られる電位コントラスト像を取得する観測画像取得部と、
    前記半導体装置の設計データから、前記観測画像の位置の前記導電層のレイアウトパターンを取得するレイアウト取得部と、
    前記レイアウト取得部が取得した前記導電層のレイアウトパターンに基づいて前記導電層の接続先の終点を探索する配線探索部と、
    前記配線探索部で探索された前記レイアウトパターンに対応する前記観測画像の明度を取得する明度取得部と、
    3値以上に多値化して分類された観測画像の明度と、当該観測画像に対応するレイアウトパターンに接続される配線の終点と、の対応を予め作成しておくことで、明度と配線の終点とを対応させる明度対応部と、
    前記明度取得部が取得した前記観測画像の明度及び前記配線探索部が探索した配線の終点と、前記明度対応部が対応させた明度及び配線の終点と、の一致/不一致を判定する判定部と、
    前記判定部の処理結果として、前記不一致と判定された箇所を特定する情報を出力する出力部と、
    前記出力部が出力する情報を表示する表示部を備え、
    前記明度取得部は、
    前記観測画像の輪郭を抽出して得られる画像の図形要素を検出する図形検出部と、
    明度の閾値を設定して、前記明度の閾値を基準として、前記観測画像の各画素の明度を3値以上に多値化する多値化部と、
    前記図形検出部で検出された図形要素の各画素について、前記多値化部で多値化された明度を画素数で集計し、最多数である明度を前記図形要素の明度とする図形明度検出部と、
    前記図形検出部で検出された図形要素のうち、前記レイアウトパターンの位置に対応した図形要素について、前記図形明度検出部で検出された明度を抽出する図形明度取得部と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の不良解析装置。
  16. 前記出力部は、前記判定部で不一致と判定された配線に関して、観測画像の位置の導電層から終点までの配線について、名称、座標を出力し、前記終点に接続するインスタンスについて、名称、座標を出力し、終点の種類、明度取得部で得られる明度、明度対応部から得られる前記終点の種類に対応した明度を出力し、
    前記表示部は、前記出力部で出力される前記処理結果、観測画像、明度が多値化された観測画像、レイアウトを表示し、露出された導電層を指定できるように表示し、明度と配線の終点との対応を作成、編集できるように表示し、前記図形検出部で検出された図形を表示し、図形要素を検出するための画像処理パラメータを変更できるように表示し、画像処理パラメータが変更されるごとに、観測画像の輪郭と検出される図形要素が更新され、前記多値化部で得られる明度の閾値の設定を変更できるように表示し、前記図形明度検出部で得られる多値化された明度を集計した結果を表示し、閾値の設定が変更されるごとに、多値化された明度によって観測画像が更新されることを特徴とする請求項15記載の半導体装置の不良解析装置。
  17. 前記多値化部では、明度ごとの画素数の分布を求めることで、明度の閾値と、明度の分類数と、分類後の各明度の値を自動的に算出することを特徴とする請求項15又は16記載の半導体装置の不良解析装置。
  18. 前記図形明度取得部では、前記図形検出部で検出された図形要素と、前記レイアウトパターンとについて、パターンマッチングの画像処理によって、前記レイアウトパターンの位置に対応した前記図形要素を抽出して、前記図形明度検出部で検出された明度を抽出し、前記表示部では、パターンマッチングのための画像処理パラメータを変更できるように表示することを特徴とする請求項15乃至17いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  19. 前記明度対応部では、前記多値化部で多値化された観測画像の明度と、配線の終点とを対応させることを特徴とする請求項15乃至18いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  20. 少なくとも1台のプログラムされたコンピュータを用いて、設計データとテスト結果から回路動作を計算することで、不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして取得する故障データ入手部と、
    前記判定部で不一致と判定された配線及び前記配線の終点に接続したインスタンスと、前記故障データ入手部から得られた配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較部と、
    をさらに備え、前記出力部は、前記比較部で得られた不良位置について、名称と座標を出力し、表示部は、前記出力部が出力する不良位置の名称と座標を表示することを特徴とする請求項15乃至19いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  21. 別の故障解析装置から得られる不良の半導体装置の不良位置を配線あるいはインスタンスとして取得する故障データ入手部と、
    前記判定部で不一致と判定された配線及び前記配線の終点に接続したインスタンスと、前記故障データ入手部から得られた不良位置に関する配線及びインスタンスとを比較し、一致した配線及びインスタンスを半導体装置の不良位置とする比較部と、
    をさらに備え、前記出力部は前記比較部で得られた不良位置を出力し、前記表示部は前記出力部で出力される不良位置の名称と座標を表示することを特徴とする請求項15乃至20いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  22. 前記表示部は、前記判定部で不一致と判定された配線に関して、
    (a)配線全体、(b)観測画像の位置の導電層、(c)観測画像の導電層から終点までの配線、(d)前記終点に接続するインスタンス、のうち1つ以上をレイアウト上に色分けして表示することを特徴とする15乃至21いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  23. 前記表示部は、前記判定部で得られた一致/不一致によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項15乃至21いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  24. 前記表示部は、前記判定部で不一致となった配線が表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項15乃至21いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  25. 前記表示部は、前記配線の終点によって配線を色分けして表示されたレイアウトと、観測画像とを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項15乃至21いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  26. 前記導電層を露出させた半導体装置に対して、所望の帯電電圧に帯電させた状態で荷電粒子を照射し、前記電位コントラスト像を得る解析装置をさらに含む請求項15乃至25いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置。
  27. コンピュータに請求項1乃至13いずれか1項記載の半導体装置の不良解析方法を実行させるプログラム。
  28. コンピュータを請求項15乃至26いずれか1項記載の半導体装置の不良解析装置として機能させるプログラム。
JP2009220385A 2009-09-25 2009-09-25 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム Expired - Fee Related JP4769320B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220385A JP4769320B2 (ja) 2009-09-25 2009-09-25 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム
EP10010218A EP2302404A3 (en) 2009-09-25 2010-09-22 Semiconductor device failure analysis method and apparatus and program
US12/923,485 US8589108B2 (en) 2009-09-25 2010-09-23 Semiconductor device failure analysis method and apparatus and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220385A JP4769320B2 (ja) 2009-09-25 2009-09-25 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011071268A JP2011071268A (ja) 2011-04-07
JP4769320B2 true JP4769320B2 (ja) 2011-09-07

Family

ID=43432057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009220385A Expired - Fee Related JP4769320B2 (ja) 2009-09-25 2009-09-25 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8589108B2 (ja)
EP (1) EP2302404A3 (ja)
JP (1) JP4769320B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10546374B2 (en) 2017-09-11 2020-01-28 Toshiba Memory Corporation SEM inspection apparatus and pattern matching method

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5908418B2 (ja) 2013-01-31 2016-04-26 株式会社東芝 半導体装置の検査回路、検査方法及び検査装置
US9435692B2 (en) 2014-02-05 2016-09-06 Lam Research Corporation Calculating power input to an array of thermal control elements to achieve a two-dimensional temperature output
US9715724B2 (en) * 2014-07-29 2017-07-25 Applied Materials Israel Ltd. Registration of CAD data with SEM images
CN105842264B (zh) * 2015-01-15 2018-10-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 失效点的定位方法及芯片的失效分析方法
JP6932565B2 (ja) 2017-06-23 2021-09-08 Tasmit株式会社 パターン欠陥検出方法
US10922528B2 (en) 2019-03-27 2021-02-16 Rovi Guides, Inc. Systems and methods for tagging images for placement in portions of a graphical layout based on relative characteristics of depicted faces
US10853982B2 (en) * 2019-03-27 2020-12-01 Rovi Guides, Inc. Systems and methods for selecting images for placement in portions of a graphical layout
US10979774B2 (en) 2019-03-27 2021-04-13 Rovi Guides, Inc. Systems and methods for tagging images for placement in portions of a graphical layout based on image characteristics
JP7285728B2 (ja) * 2019-08-07 2023-06-02 株式会社日立ハイテク 電気特性を導出するシステム及び非一時的コンピューター可読媒体

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3148353B2 (ja) 1991-05-30 2001-03-19 ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション 電子ビーム検査方法とそのシステム
DE19526194C2 (de) * 1994-07-18 2002-11-07 Advantest Corp Verfahren zur Feststellung eines Fehlers eines ICs unter Verwendung eines Strahls geladener Teilchen
US6269565B1 (en) * 1994-11-28 2001-08-07 Smartlight Ltd. Display device
US6539106B1 (en) * 1999-01-08 2003-03-25 Applied Materials, Inc. Feature-based defect detection
JP4015352B2 (ja) * 2000-02-22 2007-11-28 株式会社日立製作所 荷電粒子ビームを用いた検査方法
JP3943022B2 (ja) * 2000-12-01 2007-07-11 株式会社荏原製作所 基板検査装置
US6951000B2 (en) * 2003-01-22 2005-09-27 Lsi Logic Corporation Simulated voltage contrasted image generator and comparator
JP4528014B2 (ja) * 2004-04-05 2010-08-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料検査方法
JP4769025B2 (ja) * 2005-06-15 2011-09-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査型電子顕微鏡用撮像レシピ作成装置及びその方法並びに半導体パターンの形状評価装置
JP2007155449A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Toshiba Microelectronics Corp 故障解析装置
US7786436B1 (en) * 2006-12-22 2010-08-31 Dcg Systems, Inc. FIB based open via analysis and repair
JP5262207B2 (ja) 2008-03-17 2013-08-14 セイコーエプソン株式会社 テープ印刷装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10546374B2 (en) 2017-09-11 2020-01-28 Toshiba Memory Corporation SEM inspection apparatus and pattern matching method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011071268A (ja) 2011-04-07
US20110077877A1 (en) 2011-03-31
US8589108B2 (en) 2013-11-19
EP2302404A2 (en) 2011-03-30
EP2302404A3 (en) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4769320B2 (ja) 半導体装置の不良解析方法及び装置並びにそれらのプログラム
US8595666B2 (en) Semiconductor defect classifying method, semiconductor defect classifying apparatus, and semiconductor defect classifying program
KR102352702B1 (ko) Ic 신뢰성 결함 검출
US20070222470A1 (en) Buried short location determination using voltage contrast inspection
US8826209B2 (en) Automated inline defect characterization
EP1955225A2 (en) Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data
JP5068591B2 (ja) 半導体欠陥分類方法、半導体欠陥分類装置、半導体欠陥分類装置のプログラム、半導体欠陥検査方法、および、半導体欠陥検査システム
US10296702B2 (en) Method of performing metrology operations and system thereof
JP2012068162A (ja) 半導体装置のコントラスト画像処理方法、処理装置、及び、処理プログラム
US10649026B2 (en) Apparatus for and method of net trace prior level subtraction
US10191112B2 (en) Early development of a database of fail signatures for systematic defects in integrated circuit (IC) chips
JP2019050316A (ja) Sem検査装置およびパターンマッチング方法
CN117274149A (zh) 用于半导体样本的检查配方优化
CN110867391B (zh) 芯片制造过程中的缺陷检测方法
US11143700B2 (en) Analysis of electro-optic waveforms
Lippmann et al. Generating Trust in Hardware through Physical Inspection
Lam et al. DFI Filler Cells–New Embedded Type of Test Structures for Non-Contact Detection of Electrical Defects on Product Wafers
Chen et al. Detection of Electrical Defects by Distinguish Methodology Using an Advanced E-Beam Inspection System
Peng et al. Using volume cell-aware diagnosis results to improve physical failure analysis efficiency
US6951000B2 (en) Simulated voltage contrasted image generator and comparator
CN113916903B (zh) 缺陷检测方法及系统
US20230019641A1 (en) Systems and methods for modeling via defect
US20240241498A1 (en) Module for predicting semiconductor physical defects and method thereof
Stegmann et al. Few-shot AI segmentation of semiconductor device FIB-SEM tomography data
Cerbu et al. Machine learning methods for voltage contrast yield analysis

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110614

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4769320

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees