JP2003086689A - 半導体の不良解析用cadツール及び半導体の不良解析方法 - Google Patents
半導体の不良解析用cadツール及び半導体の不良解析方法Info
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Abstract
報とレイアウトデータと照合して、欠陥箇所推定するた
めのCADツール及びそのCADツールを用いた不良解析方法
において、半導体の故障箇所特定処理を、短時間で精度
良く実行する。 【解決手段】半導体装置を物理解析して得られた複数の
異常な反応情報を収集し、これらの異常な反応情報の重
複箇所を抽出し、CAD上のレイアウトデータと照合す
る。このレイアウトデータ上で照合して得られた、より
故障の疑いのある配線や欠陥箇所を絞り込む。
Description
はOBIRCH(Optical Beam Induced ResistanceChange)解
析装置等の物理解析装置で検出した反応箇所から反応の
要因である不良位置を推定するCADツール等のプログラ
ム及びこれを用いた不良解析方法に関する。
の要求に伴い、半導体素子や配線の微細化や高集積化が
進んでおり、この半導体装置を欠陥なく製造することが
困難となってきている。欠陥を低減するためには、高集
積化された半導体装置の中から原因となった欠陥箇所を
特定し、この半導体装置の故障メカニズムを推定し、原
因を取り除くといった改善作業が必要である。このう
ち、欠陥箇所を特定するため、発光顕微鏡やOBIRC
H解析装置を用いて半導体装置を解析する手法が用いら
れてきている。
置に電圧を印加し、半導体素子(トランジスタ)からの
異常な発光を検知して、欠陥箇所特定の手がかりとする
ことができる。ここでは、発光顕微鏡で検出した発光点
の座標を設計データであるレイアウトパターンと重ね合
わせ、レイアウトパターンの座標として読みとって異常
箇所の座標を算出する手法が用いられるようになり、作
業が容易になり、解析時間の短縮も図ることができるよ
うになっている。
が必ずしも欠陥発生箇所ではない場合が多い。例えば、
信号配線が他の配線と短絡した場合、異常電位が正常な
トランジスタに入力されることで発光することがある。
このように必ずしも発光したトランジスタ位置に欠陥が
あるとは限らず、発光顕微鏡による解析の後に、電子ビ
ームテスターなどで逐次追跡するといった手間のかかる
作業を必要としていた。 [問題点2]発光が数カ所で同時に発生する場合があ
る。個々の発光位置からレイアウトパターン上の位置情
報を求めることは、前記したとおり可能であるが、現状
のCADツールではそれらの関連を検討することできなか
った。 [問題点3]微細な配線パターンを有する半導体装置で
は、高倍率の顕微鏡でもパターンを明確に分解すること
が困難となっている。発光顕微鏡は、対物レンズと半導
体装置との間に電圧印加用のプローブ針を配置する必要
上、作動距離の長い対物レンズを採用しており、NA(=
開口数)が小さく、像分解能も低くなり、トランジスタ
1個までを特定することは困難となってきている。ま
た、同様に、OBIRCH解析装置においても、異常現
象を起こした配線を一本に特定することが困難となって
きている。
て、短時間で精度良く欠陥の所在位置を特定することに
ある。
に、本発明は以下の特徴を有する。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合に、物理解
析装置により取得された前記パターン毎の反応情報の入
力を受けるステップと、前記各々の反応情報を前記半導
体装置のレイアウトパターン情報と照合し、前記反応情
報の示す位置の範囲内に存在するトランジスタから配線
経路を電圧印加位置方向に遡上することで各々の遡上配
線を演算処理手段により抽出するステップと、各トラン
ジスタに対応した前記遡上配線の経路が合致もしくは隣
接している配線範囲を特定して表示手段に表示させるス
テップと、を実行させることを特徴とする半導体不良解
析用のCADツールである。
ターンに基づく電圧を印加した場合に、物理解析装置に
より取得された複数個所の反応情報の入力を受けるステ
ップと、前記各々の反応情報を前記半導体装置のレイア
ウトパターン情報と照合し、前記反応情報の位置の範囲
内に存在するトランジスタから配線経路を電圧印加位置
方向に遡上することで各々の遡上配線を演算処理手段に
より特定するステップと、各トランジスタに対応した前
記遡上配線の経路が合致もしくは隣接している配線範囲
を特定して表示手段に表示させるステップと、を実行さ
せることを特徴とする半導体不良解析用のCADツールで
ある。
の範囲内に複数のトランジスタが存在する場合には、当
該範囲内における発光強度の高い範囲に位置するトラン
ジスタから配線遡上の演算処理を行うことを特徴とする
半導体不良解析用のCADツールである。
て、発光顕微鏡を用いることを特徴とする半導体不良解
析用のCADツールである。
位置方向に遡上するときに、予め欠陥による中間電位伝
搬現象をモデル化した故障辞書を参照して、故障の可能
性の高い配線を選別して遡上することを特徴とする半導
体不良解析用のCADツールである。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合の反応状態
を、発光顕微鏡を用いて前記パターン毎の反応情報とし
て取得し、前記各々の反応情報を前記半導体装置のレイ
アウトパターン情報と照合し、前記反応情報の示す位置
の範囲内に存在するトランジスタから配線経路を電圧印
加位置方向に遡上することで各々の遡上配線を演算処理
手段により抽出し、各トランジスタに対応した前記遡上
配線の経路が合致もしくは隣接している配線範囲を特定
して表示手段に表示させることを特徴とする半導体不良
解析方法である。
ターンに基づく電圧を印加した場合の反応状態を、発光
顕微鏡を用いて反応情報を取得し、前記反応情報が複数
ある場合には、各々の反応情報を前記半導体装置のレイ
アウトパターン情報と照合し、前記反応情報の位置の範
囲内に存在するトランジスタから配線経路を電圧印加位
置方向に遡上することで各々の遡上配線を演算処理手段
により特定し、各トランジスタに対応した前記遡上配線
の経路が合致もしくは隣接している配線範囲を特定して
表示手段に表示させることを特徴とする半導体不良解析
方法である。
の範囲内に複数のトランジスタが存在する場合には、当
該範囲内における発光強度の高い範囲に位置するトラン
ジスタから配線遡上の演算処理を行うことを特徴とする
半導体不良解析方法である。
位置方向に遡上するときに、予め欠陥による中間電位伝
搬現象をモデル化した故障辞書を参照して、故障の可能
性の高い配線を選別して遡上することを特徴とする半導
体不良解析方法である。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合に、物理解
析装置により取得された前記パターン毎の反応情報の入
力を受けるステップと、前記各々の反応情報に対応する
反応形状を代表するテンプレートを形成するステップ
と、前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパ
ターン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の
配線経路を演算処理手段により抽出するステップと、各
パターンに対応した前記配線経路を表示手段に表示させ
るステップと、を実行させることを特徴とする半導体不
良解析用のCADツールである。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合に、物理解
析装置により取得された前記パターン毎の反応情報の入
力を受けるステップと、前記各々の反応情報に対応する
反応形状を代表するテンプレートを形成するステップ
と、前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパ
ターン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の
配線経路を演算処理手段により抽出するステップと、各
パターンに対応した前記抽出された配線経路を重畳した
場合に、配線密度の程度に基づく密集分布を表示手段に
表示させるステップと、を実行させることを特徴とする
半導体不良解析用のCADツールである。
場合に、同電位の配線経路が密となる個所を削除して演
算処理した結果の密度分布を表示させることを特徴とす
る半導体不良解析用のCADツールである。
て、OBIRCH解析装置を用いることを特徴とする半導体不
良解析用のCADツールである。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合の反応状態
を、物理解析装置により前記パターン毎の反応情報とし
て取得し、前記各々の反応情報に対応する反応形状を代
表するテンプレートを形成し、前記テンプレートと前記
半導体装置のレイアウトパターン情報とをマッチングす
ることで、レイアウト上の配線経路を演算処理手段によ
り抽出し、各パターンに対応した前記配線経路を表示手
段に表示することを特徴とする半導体不良解析方法であ
る。
圧設定パターンに基づく電圧を印加した場合の反応状態
を、物理解析装置により前記パターン毎の反応情報とし
て取得し、前記各々の反応情報に対応する反応形状を代
表するテンプレートを形成し、前記テンプレートと前記
半導体装置のレイアウトパターン情報とをマッチングす
ることで、レイアウト上の配線経路を演算処理手段によ
り抽出し、各パターンに対応した前記抽出された配線経
路を重畳した場合に、配線密度の程度に基づく密集分布
を表示手段に表示することを特徴とする半導体不良解析
方法である。
場合に、同電位の配線経路が密となる個所を削除して演
算処理した結果の密度分布を表示させることを特徴とす
る半導体不良解析方法である。
て、図面を用いて説明する。 (第1の実施の形態)本発明における第1の実施の形態
のCAD装置とそのシステムを、図2を用いて説明す
る。CAD装置1は、データ記憶部10、データ演算部
11、プログラム記憶部12により構成する。ネットワ
ーク15を介して、設計データベース7に蓄積されたレ
イアウトデータ8、ネットリスト9、スケマティック
(図示せず)、設計付加情報(テクノロジーファイルな
ど、図示せず)等をファイル転送してデータ記憶部10
に所望の前処理を施して記憶させる。一方、発光顕微鏡
2に故障位置特定を行うべき試料3を搭載し、予めプロ
グラミングしておいたテストパターン5に基づいてテス
ター4を駆動し、試料3に所望の電圧印加を行う。この
とき得られた発光顕微鏡画像6を、ネットワーク15を
介して、データ記憶部10に記憶させる。そこで、予め
プログラム記憶部12に組み込んでおいたプログラムに
基づいて、データ演算部11にてレイアウトデータ8、
ネットリスト9などの設計情報と、発光顕微鏡画像6と
を用いて故障位置特定作業を行う(詳細な手順は後述す
る)。なお、ネットワーク15の代用として、DAT
(図示せず)などの記録媒体でデータ通信しても良い。
CAD装置1に接続された入力装置13と出力装置によ
り、ユーザとのインターフェースを可能にする。ユーザ
が入力装置13を介して、CAD装置1により、発光顕
微鏡2の駆動制御するなどの連動をさせてもよい。ま
た、データ演算部11で求めた演算結果(故障位置の座
標など)をデータベース(図示せず)に記憶させても良
い。
説明する。図1は、複数のテストパターン(複数種の電
圧設定パターン)を入力したときの故障位置特定方式を
説明する図である。図1(a)、(b)は、テストパタ
ーンA、Bをそれぞれ入力したときをレイアウトデータ
8と発光顕微鏡画像6の重ね合わせ画像を示している。
まず、図1(a)でテストパターンAを入力したとき、
レイアウトパターン20上に、発光した点の発光画像2
2が表示できる。このとき、発光画像22の領域に位置
するトランジスタ21を特定する。ここで、トランジス
タ21自体が故障している場合もあるが、トランジスタ
21は正常で、そこに至る配線経路に故障原因がある場
合がある。そこで、まず、このトランジスタ21の信号
入力側に遡って得られた遡上配線経路23を、出力装置
14に表示したレイアウトパターン上でハイライト表示
させる。この遡上には、ネットリスト9に記述された結
線情報を活用しても良いし、レイアウトデータ8の図形
形状及び配置情報を用いても良い。また、データ記憶部
10に、この遡上配線経路23の配線結線情報を記憶し
ておいてもよい。次に、図1(b)では、テストパター
ンBを用いて、図1(a)と同様の作業を行う。ここで
は、発光画像24と遡上経路配線25が得られる。ここ
で、図1(c)に示すように、テストパターンA及びB
における、発光画像と遡上配線経路を重畳させる。遡上
配線経路23及び25の重複した配線26(最も太く図
示した部分)が故障である可能性が最も高いと推定さ
れ、この重複した配線26の座標位置や、ネットリスト
に示された配線ネットの名称を特定する。もし、重複し
た配線26に欠陥があるのを確認するには、電子ビーム
テスターなどで、電位状態を確認することもできるし、
ここで欠陥が見つからなかった場合は、さらにテストパ
ターン信号入力側に遡上して故障配線を特定すればよ
い。一つのテストパターンで、複数の発光箇所が存在す
る場合も、同様に、遡上経路を重畳することで、故障箇
所の絞り込みが可能となる。また、このとき、遡上する
トランジスタの段数をユーザが設定できるようにソフト
ウェアプログラムを作成しておくことは有効である。
尚、故障確率が高いとして抽出する条件としては、上述
した重複(合致)する場合に限らず、お互いの配線が隣
接していることを条件としても実現できる。隣接してい
ればショートする可能性が高いからである。
在するトランジスタを特定する方式について説明する。
はじめに、ユーザが画面上でトランジスタの特定するの
を支援する方式について述べる。図3は、CAD装置の
画面上における不良トランジスタの抽出方式を示す図で
ある。発光画像22とレイアウトパターン20の重ね合
わせ画像をユーザが確認した上で、マウスなどの入力装
置13を用いて、カーソル30でドラッグして指定領域
枠31を指定する。この枠の座標の領域内に存在するト
ランジスタ21を自動抽出する。この結果は、出力装置
14に出力しても良いし、不良が見つかったトランジス
タの座標や名称、配線ネットをデータ記憶部に保存して
も良い。トランジスタは、レイアウトデータ8、ネット
リスト9、スケマティックを用いて特定するか、レイア
ウトデータ8のみでCAD装置に組み込んだソフトウェ
アプログラムで特定することができる。
アプログラムにより、自動で発光トランジスタを特定す
ることもできる。図4は発光画像からトランジスタを自
動特定する方式を示す図である。図4(a)に示すよう
にレイアウトパターン20上に発光画像24を重ね合わ
せた後、図4(b)のごとく、発光部の画像を任意のし
きい値で2値化し、この2値化した発光画像40を図4
(c)においてクラスタリングする。クラスタリング
は、2値化した発光画像40をひとかたまりの発光エリ
アとして認識するためのもので、図4(c)に示したよ
うに縁取ることができる。また、図4(c)’に示すよ
うに、2値化した発光画像40の最外周のピクセルを囲
う長方形を算出することも可能である。図4(c)及び
(c)’で発光領域がデータとして定義できれば、その
領域に存在するトランジスタを定義することは容易であ
る。上記クラスタリングは、2箇所異常の発光が同時に
発生するような場合に有効である。
スタの重みづけを行う方式について説明する。図5は、
発光強度分布に基づいて不良トランジスタを抽出する方
式を示す図である。発光画像22の色の濃い部分が、発
光強度の高い部分である。発光現象は、このように任意
の強度分布を持つことが一般的であり、その中心が異常
な光を発生している場所である可能性が高い。ここで
は、トランジスタ27、28の順に発光強度が高くなっ
ている。従って、不良の疑わしさの観点から、解析対象
とすべき優先順位は、トランジスタ27,28の順とな
る。例えば、発光強度分布を16階調のグレイスケール
で表現すれば、最も輝度の高い階調から順に、各々の階
調を有する領域に存在したトランジスタを特定していく
ことで、優先順位付けができる。 (第2の実施の形態)次に、本発明における第2の実施
の形態について述べる。ここでは、発光顕微鏡の代わり
にOBIRCH解析装置を用いた場合の故障箇所特定方
式について述べる。CAD装置とそのシステムについて
は、図2の発光顕微鏡をOBIRCH解析装置におきか
えればよい。
あった配線を特定する方式を示す図である。OBIRC
H画像50とレイアウトパターン20の重ね合わせ画像
をユーザが確認した上で、マウスなどの入力装置13を
用いて、カーソル30でOBIRCH画像と重なり合っ
たレイアウト配線を指定する。この結果は、出力装置1
4にハイライト表示して出力しても良いし、異常が見つ
かった配線の座標や配線ネット名称をデータ記憶部に保
存しても良い。このとき、レイアウトデータ8、ネット
リスト9を用いて配線ネットまで特定してもよいし、レ
イアウトデータ8のみで特定し座標を出力させてもよ
い。
RCH画像は、配線ピッチと比較して分解能が低く、幅
が太くなって現れるために、一本の配線に特定できない
場合がある(図7の太線部分に例示)。これを解決する
方法を次に述べる。図7から図10は、OBIRCH画
像から異常の疑いのある配線を抽出する方式を示す図で
ある。まずはじめに、レイアウトパターン20とOBI
RCH画像50を重ね合わせた状態で、図7に示すよう
に、OBIRCH画像の一部を囲うように第一指定領域
枠51を入力装置13とカーソル30により指定する。
これにより図8に示すように、この領域を通過する故障
嫌疑配線52が一つ、あるいは複数特定できる。一つの
配線ネットに特定できた場合は、OBIRCH画像50
と故障嫌疑配線52の合致を確認して終了する。ここ
で、複数の配線ネットが出力された場合は、図9に示す
ように、第二指定領域枠53を指定する。ここで、第一
指定領域枠51を通過し、かつ、第二指定領域枠53を
通過すると言う条件で、配線ネットを検索することで、
さらに故障候補を絞り込むことができる。図10では、
故障配線54を一本だけに特定できた場合を示してい
る。
障候補を絞り込む方式について述べる。図11は、OB
IRCH画像からの故障配線絞り込み方式を示す図であ
る。まずはじめに、図11(a)にて、OBIRCH画
像50を取得する。図11(b)では、画像処理によ
り、このOBIRCH画像50のノイズ成分を除去し
て、配線経路の形状を再現できるようなテンプレート5
5に成型する。図11(c)に示すようにこのテンプレ
ートに合致する配線経路を、レイアウトから抽出して、
故障配線56を特定することができる。
て、欠陥が存在している箇所を特定する方式について説
明する。図12は、複数のテストパターンを入力したと
きの故障箇所の絞り込み方式を示す図である。同図で
は、図12(a)から(d)において、4種類のテスト
パターンを入力した。それぞれのテストパターンにおい
て、図6から図11に示したようなOBIRCH故障配
線特定法を用いて、OBIRCH反応のあった配線60
から63が特定する。図12(e)では、OBIRCH
反応のあった配線60から63を重ね合わせて、交差あ
るいは密集領域64を特定することで、欠陥70の所在
を特定することが可能となる。このとき、作業者が視覚
的に密集領域を判断しても良いし、この作業を支援する
ために強調させることも有効である。図13は、この密
集度分布の表示方式を示す図である。図13(a)は、
OBIRCH反応のあった配線60から63を重ね合わ
せた図である。図13(b)に示すように、このレイア
ウトを直交格子状に分割し、各々の格子面積に対する前
記OBIRCH反応の合った配線の占有率を算出すれ
ば、密集度分布図65を簡単に表示することが可能とな
る。この後、この密集領域の座標、もしくは、密集度の
高い重心点の座標を自動的に計算させて、その後の分析
作業時間を短縮させることが可能となる。
ると、以下のような密集度分布の表現方式で、欠陥箇所
の特定精度を支援することができる。図14は、異種配
線の密集度の表現方式を示す図である。図14(a)
は、OBIRCH反応のあった配線の重ね合わせを行っ
たものである。このうち、OBIRCH反応のあった配
線66及び67は、同電位の配線が密集しているため、
たとえそれが短絡したとしても他の配線に短絡しない限
り、機能に影響を及ぼさない場合がある。従って、図1
3で述べた、単なる配線の密集度を表現する方式では、
図14(b)に示すような密集度の高いエリア(最もハ
ッチングの濃い部分)が複数出現したり、欠陥特定精度
が低下する。そこで、図14(c)に示すように、配線
を識別して異種配線の密集度のみを計算することで、真
のクリティカル領域69を特定することが可能である。
12に記憶させるソフトウェアプログラムの説明を行
う。図15は、アルゴリズムを示す図である。ここで
は、代表的なアルゴリズムについて述べ、本発明の実施
の形態に述べる手順を適宜、組み入れることは可能であ
る。まずはじめに、レイアウトデータ8、ネットリスト
9、スケマティック(図示せず)、設計付加情報(テク
ノロジーファイルなど、図示せず)等をデータ記憶部1
0に所望の前処理を施して記憶させる(ステップ1)。
次に、テストパターン5に基づいてテスター4を駆動
し、ウエハ等の半導体装置である試料3に所望の電圧印
加を行う(ステップ2)。この状態で、発光顕微鏡2を
駆動し、このとき得られた発光顕微鏡画像6を、データ
記憶部10に記憶させる(ステップ3)。ここで、発光
顕微鏡画像6とレイアウトデータ8の重ね合わせを行う
(ステップ4)。次に、発光領域に存在するトランジス
タを特定する(ステップ5)。このトランジスタの入力
側の配線経路を遡上する(ステップ6)。このとき、ト
ランジスタの遡上段数は予めプログラムに記憶しておい
ても良いし、遡上の前に予め作業者の入力を促しても良
い。複数のテストパターンを入力する場合、発光解析を
継続し(ステップ7)、ステップ2からステップ6を繰
り返す。テストパターンを入力し終わったら、重複配線
経路を特定し、記憶そして出力する(ステップ8)。 (第3の実施の形態)上記実施の形態では発光顕微鏡、
OBIRCH解析装置それぞれで不良箇所の推定を実施してい
る例を示したが、実際の解析では、両者の情報を総合し
て不良箇所を推定することも可能である。その一つの方
式は、OBIRCH解析装置で絞り込んだ不良候補(例えば、
配線やトランジスタ素子)と、発光顕微鏡で検出した発
光点から遡上して得られた不良候補とを照合して、不良
箇所の絞り込みを行う手法である。これを行うことで、
不良箇所特定の確度を向上させ、さらに不良箇所を絞り
込むための電子ビームテスタによる解析、あるいは、そ
の準備のためのFIB加工の試行錯誤回数を、極力低減さ
せることができる。 (第4の実施の形態)前記した発光顕微鏡による不良箇
所特定において、不良箇所をさらに短時間で正確に絞り
込む方式について述べる。本実施の形態を説明するた
め、はじめに、中間電位化によるMOSトランジスタの
発光現象について、図16を用いて説明を行う。この中
間電位化現象は、代表的な発光現象の原因の一つであ
る。MOS(A)103のゲートに接続されている配線
(A)101と配線(B)102とが、短絡欠陥104
により短絡した場合を考える。ある状態において、配線
(A)101と配線(B)102の本来設定されるべき
電圧が異なるとき、この短絡により、互いの電位に影響
されて、各配線の設定電位の中間的な電位となることを
中間電位化という。配線(A)101が中間電位となる
と、MOS(A)103にはゲートをON/OFFする
ための入力電位が不完全な状態となり、接点不良を起こ
す。この段階で、MOS(A)103に過渡的な異常電
流が流れることにより、発光を起こすことがある。ま
た、MOS(A)103の接点不良状態は、その出力側
にあるMOS(B)105のゲート電位の不安定な状態
を生じさせるため、MOS(B)105に過渡的な異常
電流が流れることにより、MOS(B)105において
発光が見られる。以上が、中間電位化による発光現象で
ある。
電位化による発光現象がどのように伝搬するかを考え
る。図17は、基本的な論理回路の一つであるNAND
回路をとりあげ、中間電位の伝搬現象について説明を行
う。図17では、NAND回路の入力となるX端子11
0にはLow電位、Y端子111にはHigh電位とな
る本来の状態において、これらの端子の何れかが中間電
位化した場合を示している。図17(a)は、X端子1
10が中間電位となった場合、図17(b)は、Y端子
111が中間電位となった場合を示している。まず、図
17(a)は、pMOS112に中間電位が入力される
ため、 (1)pMOS112の出力は、中間電位あるいは、H
igh/Lowにふらついた電位状態となる。 (2)pMOS113は、正常なY端子111のHig
h電位により、OFFとなるため、pMOS113の出
力は浮遊電位となる。 (3)X端子110の中間電位は、nMOS115と、
これによって引き起こされるnMOS114の動作不安
定を引き起こす(High/Lowにふらついた電位状
態)。
(1)(2)(3)の電位状態から決定されるため、結
局、出力端子116の電位状態は、ふらついた状態とな
る。
MOS112はONとなり、出力は、Highとなる。 (5)Y端子111の中間電位化によりpMOS113
の動作はON/OFFにふらつき、ONの時はHigh
出力、OFFの時は浮遊電位となる。 (6)また、Y端子111の中間電位入力によって、n
MOS114はふらつくが、X端子110のLow電位
によるnMOS115のOFF状態によって、結局は、
浮遊電位となる。
S112のHigh出力が支配的となるため、NAND
回路全体の出力はHighとなる。以上の現象により、
NAND回路の出力が中間電位で、かつ、本来の設定電
圧がX端子はLow、Y端子はHighの場合、原因と
なる不良箇所を遡上する場合、図17(a)のケースと
なり、X端子の側だけを遡上すれば良いことになる。こ
のように、基本的な論理回路の場合、中間電位伝搬特性
の故障辞書(データベース)を作成しておけば、経路遡
上(図15のステップ6に相当)の際に、故障辞書を参
照することで経路嫌疑の候補数を半減させることがで
き、不良解析時間を短縮させることができる。さらに、
基本論理解路を多段にわたって遡上する場合は、その不
良解析時間を(1/2)nに削減することが可能とな
り、この不良解析TATの短縮は、製品開発期間の短縮
や、顧客返品不良の解析にかかるリソース削減につなが
る。
上する故障解析システムの概略を示す。故障辞書120
には、各種基本論理回路などのセルやIP(Intel
lectual Property)ごとの中間電位伝
搬特性を記述したデータを記憶させておく。この故障辞
書120は、CAD装置1と接続する。この故障辞書1
20の全て、あるいは必要なデータについて、CAD装
置1の内部にあるデータ記憶部10に取り込み、データ
演算部11で絞り込みながら遡上するための演算処理を
行うことができる。図19は、故障辞書120に登録さ
れているデータの構成を説明する図である。セル名称
は、NANDやNORなどの基本論理回路名称やIPの
名称を意味する。入力番号(入力1から入力N)には、
電位の状態(HIGHもしくはLOW)を登録する。さ
らに中間電位が伝搬した出力に対応した中間電位伝搬出
力番号と、遡上すべき入力番号を表す遡上番号を対応さ
せてファイルを作成しておく。こうすることによって、
任意のセル名称の回路で、任意の入力電位状態のとき、
中間電位出力番号が与えられれば、遡上を行う際、最も
疑わしい遡上番号を抽出できるため、故障候補を絞り込
み、故障位置特定時間を短縮することができる。この辞
書は、予め故障モデルを定義し、任意の回路の、任意の
電位状態におけるシミュレーション結果を対応づけても
よいし、実際の製品の故障解析結果から得られる実績デ
ータに基づいてもよい(ある回路において、中間電位の
出力された中間電位出力番号と、原因の確認された遡上
入力番号とを対応させて記憶させる。)。
配線や欠陥箇所を絞り込むため、故障箇所の精度ならび
に故障箇所特定時間を短縮させることがかのうとなる。
これにより、半導体製品の不良箇所をいち早く分析で
き、メカニズムの推定により速やかに歩留り向上を図る
ことが可能となる。
置特定方式を説明する図
の抽出方式を示す図
を示す図
出する方式を示す図
特定する方式を示す図
抽出する方式を示す図
抽出する方式を示す図
抽出する方式を示す図
を抽出する方式を示す図
式を示す図
箇所の絞り込み方式を示す図
析システムの概略図
明する図
…発光画像、23…遡上配線経路、24…発光画像、2
5…遡上配線経路、26…重複した配線
Claims (16)
- 【請求項1】半導体装置に複数種の電圧設定パターンに
基づく電圧を印加した場合に、物理解析装置により取得
された前記パターン毎の反応情報の入力を受けるステッ
プと、 前記各々の反応情報を前記半導体装置のレイアウトパタ
ーン情報と照合し、前記反応情報の示す位置の範囲内に
存在するトランジスタから配線経路を電圧印加位置方向
に遡上することで各々の遡上配線を演算処理手段により
抽出するステップと、 各トランジスタに対応した前記遡上配線の経路が合致も
しくは隣接している配線範囲を特定して表示手段に表示
させるステップと、を実行させることを特徴とする半導
体不良解析用のCADツール。 - 【請求項2】半導体装置に電圧設定パターンに基づく電
圧を印加した場合に、物理解析装置により取得された複
数個所の反応情報の入力を受けるステップと、 前記各々の反応情報を前記半導体装置のレイアウトパタ
ーン情報と照合し、前記反応情報の位置の範囲内に存在
するトランジスタから配線経路を電圧印加位置方向に遡
上することで各々の遡上配線を演算処理手段により抽出
するステップと、 各トランジスタに対応した前記遡上配線の経路が合致も
しくは隣接している配線範囲を特定して表示手段に表示
させるステップと、を実行させることを特徴とする半導
体不良解析用のCADツール。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の半導体不良解析用
のCADツールであって、 前記反応情報の示す位置の範囲内に複数のトランジスタ
が存在する場合には、当該範囲内における発光強度の高
い範囲に位置するトランジスタから配線遡上の演算処理
を行うことを特徴とする半導体不良解析用のCADツー
ル。 - 【請求項4】請求項1又は2に記載の半導体不良解析用
のCADツールであって、 前記物理解析装置として、発光顕微鏡を用いることを特
徴とする半導体不良解析用のCADツール。 - 【請求項5】半導体装置に複数種の電圧設定パターンに
基づく電圧を印加した場合の反応状態を、発光顕微鏡を
用いて前記パターン毎の反応情報として取得し、 前記各々の反応情報を前記半導体装置のレイアウトパタ
ーン情報と照合し、前記反応情報の示す位置の範囲内に
存在するトランジスタから配線経路を電圧印加位置方向
に遡上することで各々の遡上配線を演算処理手段により
抽出し、 各トランジスタに対応した前記遡上配線の経路が合致も
しくは隣接している配線範囲を特定して表示手段に表示
させることを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項6】半導体装置に電圧設定パターンに基づく電
圧を印加した場合の反応状態を、発光顕微鏡を用いて反
応情報を取得し、 前記反応情報が複数ある場合には、各々の反応情報を前
記半導体装置のレイアウトパターン情報と照合し、前記
反応情報の位置の範囲内に存在するトランジスタから配
線経路を電圧印加位置方向に遡上することで各々の遡上
配線を演算処理手段により抽出し、 各トランジスタに対応した前記遡上配線の経路が合致も
しくは隣接している配線範囲を特定して表示手段に表示
させることを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項7】請求項5又は6に記載の半導体不良解析方
法であって、 前記反応情報の示す位置の範囲内に複数のトランジスタ
が存在する場合には、当該範囲内における発光強度の高
い範囲に位置するトランジスタから配線遡上の演算処理
を行うことを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項8】半導体装置に複数種の電圧設定パターンに
基づく電圧を印加した場合に、物理解析装置により取得
された前記パターン毎の反応情報の入力を受けるステッ
プと、 前記各々の反応情報に対応する反応形状を代表するテン
プレートを形成するステップと、 前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパター
ン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の配線
経路を演算処理手段により抽出するステップと、 各パターンに対応した前記配線経路を表示手段に表示さ
せるステップと、を実行させることを特徴とする半導体
不良解析用のCADツール。 - 【請求項9】半導体装置に複数種の電圧設定パターンに
基づく電圧を印加した場合に、物理解析装置により取得
された前記パターン毎の反応情報の入力を受けるステッ
プと、 前記各々の反応情報に対応する反応形状を代表するテン
プレートを形成するステップと、 前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパター
ン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の配線
経路を演算処理手段により抽出するステップと、 各パターンに対応した前記抽出された配線経路を重畳し
た場合に、配線密度の程度に基づく密集分布を表示手段
に表示させるステップと、を実行させることを特徴とす
る半導体不良解析用のCADツール。 - 【請求項10】請求項9に記載の半導体不良解析用のCA
Dツールであって、 前記配線経路を重畳した場合に、同電位の配線経路が密
となる個所を削除して演算処理した結果の密度分布を表
示させることを特徴とする半導体不良解析用のCADツー
ル。 - 【請求項11】請求項8又は9に記載の半導体不良解析
用のCADツールであって、 前記物理解析装置として、OBIRCH解析装置を用いること
を特徴とする半導体不良解析用のCADツール。 - 【請求項12】半導体装置に複数種の電圧設定パターン
に基づく電圧を印加した場合の反応状態を、物理解析装
置により前記パターン毎の反応情報として取得し、 前記各々の反応情報に対応する反応形状を代表するテン
プレートを形成し、 前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパター
ン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の配線
経路を演算処理手段により抽出し、 各パターンに対応した前記配線経路を表示手段に表示す
ることを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項13】半導体装置に複数種の電圧設定パターン
に基づく電圧を印加した場合の反応状態を、物理解析装
置により前記パターン毎の反応情報として取得し、 前記各々の反応情報に対応する反応形状を代表するテン
プレートを形成し、 前記テンプレートと前記半導体装置のレイアウトパター
ン情報とをマッチングすることで、レイアウト上の配線
経路を演算処理手段により抽出し、 各パターンに対応した前記抽出された配線経路を重畳し
た場合に、配線密度の程度に基づく密集分布を表示手段
に表示することを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項14】請求項13に記載の半導体不良解析方法
であって、 前記配線経路を重畳した場合に、同電位の配線経路が密
となる個所を削除して演算処理した結果の密度分布を表
示させることを特徴とする半導体不良解析方法。 - 【請求項15】請求項1から4に記載のCADツールであ
って、 前記配線経路を電圧印加位置方向に遡上するときに、予
め欠陥による中間電位伝搬現象をモデル化した故障辞書
を参照して、故障の可能性の高い配線を選別して遡上す
ることを特徴とする半導体不良解析用のCADツール。 - 【請求項16】請求項5から7に記載の半導体不良解析
方法であって、 前記配線経路を電圧印加位置方向に遡上するときに、予
め欠陥による中間電位伝搬現象をモデル化した故障辞書
を参照して、故障の可能性の高い配線を選別して遡上す
ることを特徴とする半導体不良解析方法。
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