CN102859675A - 半导体故障解析装置及故障解析方法 - Google Patents

半导体故障解析装置及故障解析方法 Download PDF

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Abstract

一种半导体故障解析装置(1A)，其具备对半导体器件(S)施加偏压电压的电压施加部(14)、取得图像的摄像装置(18)、及进行图像处理的图像处理部(30)而构成，摄像装置(18)取得各自包含电压施加状态下的发热像的多个解析图像、及电压未施加状态下的多个背景图像。图像处理部(30)包括：摄像位置算出部(32)，其算出解析图像及背景图像各自的摄像位置；图像分类部(33)，其根据对摄像位置所准备的区域分割单位而将解析图像及背景图像分类为N个图像群；及差分图像生成部(34)，其针对N个图像群个别地生成解析图像与背景图像的差分图像。由此，实现一种能抑制半导体器件的发热解析图像中的摄像位置偏移的影响的半导体故障解析装置及方法。

Description

半导体故障解析装置及故障解析方法
技术领域
本发明涉及一种使用半导体器件的发热像进行故障解析的半导体故障解析装置、及半导体故障解析方法。
背景技术
先前，作为进行半导体器件的故障解析的装置，使用一种检测由半导体器件所产生的热而确定其故障部位的故障解析装置。在此种故障解析装置中，例如对半导体器件所包含的电子电路施加偏压电压。然后，使用一种在红外光的波长区域具有感光度的摄像装置对半导体器件进行摄像以取得发热像，解析该发热像，由此确定半导体器件中的发热部位(例如，参照专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2758562号公报
专利文献2：日本专利特开平9-266238号公报
专利文献3：日本专利特开平11-337511号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在上述半导体故障解析装置中，通过红外摄像装置所取得的半导体器件的图像包含：由半导体器件产生的热的发热像、及半导体器件中的电路图案的图案像。该情形时，作为自上述图像中去除图案像并提取发热像的方法，考虑有差分法。即，与对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像+图案像的解析图像不同地，另外取得未施加偏压电压的状态下的仅图案像的背景图像。然后，通过取得解析图像与背景图像的差分，由此可仅提取发热像。
此处，在上述方法中，解析图像及背景图像是通常分别按时间序列以多个为单位而取得并被用于故障解析。另一方面，在此种故障解析装置中，因温度变化的影响而会产生摄像装置相对于半导体器件的摄像位置发生变动的温度漂移。即，在解析图像及背景图像按时间序列的取得过程中如果发生温度变化，则构成故障解析装置的各零件会根据其材质或尺寸的不同等而在不同条件下伸缩从而发生位置变动，由此导致摄像位置偏移。
对于此种由温度导致的摄像位置偏移而言，装置本身为热的产生源，另外也具有伴随样品出入的外部空气的出入等，因此无法完全排除。而且，如果针对产生摄像位置偏移的状态下所取得的解析图像及背景图像而生成与发热像对应的差分图像，则半导体器件中的电路图案的边缘部分会作为噪声而呈现于差分图像中（边缘噪声成分）。此种边缘噪声成分在使用发热像进行半导体器件的故障解析方面成为问题。
本发明是为了解决以上的问题而完成的，其目的在于提供一种能抑制半导体器件的发热解析图像中的摄像位置偏移的影响的半导体故障解析装置、故障解析方法、及故障解析程序。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明的半导体故障解析装置，其特征在于，所述半导体故障解析装置是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析装置，且具备：(1)电压施加单元，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；(2)摄像单元，其取得半导体器件的图像；及(3)图像处理单元，其对通过摄像单元所取得的图像进行半导体器件的故障解析所必要的图像处理；(4)摄像单元取得各自包含对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加偏压电压的状态下的多个背景图像，并且(5)图像处理单元包含：摄像位置算出单元，其针对多个解析图像及多个背景图像的各个而算出其摄像位置；图像分类单元，其对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备参照摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据摄像位置属于按区域分割单位所分割的N个区域(N为2以上的整数)的哪个区域，而将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群；及差分图像生成单元，其对经分类的N个图像群个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。
又，本发明的半导体故障解析方法，其特征在于，所述半导体故障解析方法是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析方法，且包括：(1)电压施加步骤，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；(2)摄像步骤，其取得半导体器件的图像；及(3)图像处理步骤，其对通过摄像步骤所取得的图像进行半导体器件的故障解析所必要的图像处理；(4)摄像步骤取得各自包含对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加偏压电压的状态下的多个背景图像，并且(5)图像处理步骤包括：摄像位置算出步骤，其针对多个解析图像及多个背景图像的各个而算出其摄像位置；图像分类步骤，其对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备参照摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据摄像位置属于按区域分割单位所分割的N个区域(N为2以上的整数)的哪个区域，将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群；及差分图像生成步骤，其对经分类的N个图像群个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。
又，本发明的半导体故障解析程序，其特征在于，所述半导体故障解析程序是适用于半导体故障解析装置、且(c)使计算机对通过摄像单元所取得的图像执行半导体器件的故障解析所必要的图像处理的程序，其中，上述半导体故障解析装置具备(a)对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压的电压施加单元，及取得半导体器件的图像的摄像单元，而使用半导体器件的发热像进行故障解析，并且(b)摄像单元取得各自包含对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加偏压电压的状态下的多个背景图像；该程序使计算机执行如下处理：(d)摄像位置算出处理，其针对多个解析图像及多个背景图像的各个而算出其摄像位置；(e)图像分类处理，其对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备参照摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据摄像位置属于按区域分割单位所分割的N个区域(N为2以上的整数)的哪个区域，而将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群；及(f)差分图像生成处理，其对经分类的N个图像群个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。
在上述的半导体故障解析装置、方法、及程序中，分别按时间序列以多个为单位取得以下图像：对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像+图案像的解析图像；及未施加偏压电压的状态下的仅图案像的背景图像。然后，针对这些解析图像及背景图像的各个而算出摄像位置，并且对于摄像位置的变动而准备区域分割单位，使用按区域分割单位所分割的N个区域而将解析图像及背景图像分类为N个图像群，从而生成提取出发热像的差分图像。
在上述构成中，根据摄像位置偏移的位置偏移量，将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群，并针对分类后的每一个图像群而生成差分图像。根据此种构成，通过适当设定区域分割单位，可降低摄像位置偏移的影响，从而能抑制半导体器件的故障解析所使用的差分图像中因摄像位置偏移而导致的边缘噪声成分等的噪声的产生。
再者，关于针对N个图像群的每一个图像群所进行的解析图像与背景图像的差分图像的生成，也可以构成为：根据半导体器件的故障解析的具体方法等，针对N个图像群的各个而生成差分图像，从而取得N个差分图像。或者也可以构成为：针对N个图像群的至少1个而生成差分图像。
发明效果
根据本发明的半导体故障解析装置、方法、及程序，对于解析对象的半导体器件，以多个为单位而取得施加有偏压电压的状态下的解析图像、及未施加偏压电压的状态下的背景图像，针对解析图像及背景图像的各个而算出摄像位置，并且对于摄像位置的变动而准备区域分割单位，使用按区域分割单位所分割的N个区域而将解析图像及背景图像分类为N个图像群，生成与发热像对应的差分图像，由此能抑制半导体器件的发热解析图像中的摄像位置偏移的影响。
附图说明
图1是表示半导体故障解析装置的一个实施方式的构成的方块图；
图2是模式性表示图1所示的半导体故障解析装置中执行的故障解析方法的图；
图3是模式性表示图1所示的半导体故障解析装置中执行的故障解析方法的图；
图4是表示解析图像与背景图像的差分图像的生成方法的图；
图5是表示摄像位置的位置频度分布及区域分割单位的图；
图6是表示由摄像位置的变动所得的位置频度分布的导出方法的图；
图7是表示参照位置频度分布的区域分割单位的设定方法的图；
图8是表示显示装置所显示的操作画面的一个例子的图；
图9是表示半导体器件的通常的图案图像的图；
图10是表示解析图像与背景图像的差分图像的例子的图；
图11是表示解析图像与背景图像的差分图像的例子的图；及
图12是表示解析图像与背景图像的差分图像的例子的图。
【符号说明】
Figure BDA00002312280000051
具体实施方式
以下，连同附图对本发明的半导体故障解析装置、故障解析方法、及故障解析程序的优选实施方式进行详细说明。再者，在附图的说明中，对于相同要素标注有相同符号，省略重复的说明。又，附图的尺寸比率未必与所说明的尺寸比率相一致。
图1是概略表示本发明的半导体故障解析装置的一个实施方式的构成的方块图。该装置1A是使用半导体器件S的发热像而进行故障解析的故障解析装置。图1所示的半导体故障解析装置1A具备试样平台10、电压施加部14、摄像装置18、控制部20、及图像处理部30而构成。
成为解析对象的半导体器件S被载置于使用了在X轴方向、Y轴方向(水平方向)、及Z轴方向(垂直方向)上分别可驱动的XYZ平台的试样平台10上。该平台10通过平台驱动部12而在X、Y、Z方向上可驱动地构成，由此，进行对于半导体器件S的摄像的焦点对准、摄像位置的位置对准等。在平台10的上方，设置有取得半导体器件S的2维图像的摄像单元，即摄像装置18。作为摄像装置18，为了取得半导体器件S的发热像的图像，优选使用一种在规定的波长区域内具有感光度的摄像装置，例如在红外光的波长区域内具有感光度的红外摄像装置。
在平台10与摄像装置18之间的光轴上，设置有将半导体器件10的像引导至摄像装置18的导光光学系统16。又，对于平台10上的半导体器件S而设置有电压施加部14。电压施加部14是在进行发热像的故障解析时对半导体器件S的电子电路施加必要的偏压电压的电压施加单元，其包含电压施加用的电源而构成。再者，对于导光光学系统16，若有必要也设置XYZ平台等的驱动单元。
在此种构成中，摄像装置18分别以多个为单位而按时间序列取得通过电压施加部14对半导体器件S施加有偏压电压的状态下的解析图像、及未施加偏压电压的状态下的背景图像。电压施加状态下所取得的解析图像是包含半导体器件S的发热像、及半导体器件S中的电路图案的图案像的图像。另一方面，电压未施加状态下所取得的背景图像是包含半导体器件S的仅图案像的图像。
在图1所示的故障解析装置1A中，对于该等平台10、平台驱动部12、电压施加部14、导光光学系统16、及摄像装置18，设置有控制这些动作的控制部20。本实施方式的控制部20含有摄像控制部21、平台控制部22、及同步控制部23而构成。
摄像控制部21是通过控制电压施加部14的偏压电压的施加动作、及摄像装置18的图像取得动作而控制半导体器件S的解析图像及背景图像的取得。又，平台控制部22控制XYZ平台10及平台驱动部12的动作(平台10上的半导体器件S的移动动作)。又，同步控制部23进行用以取得摄像控制部21及平台控制部22、与对摄像装置18所设置的图像处理部30之间必要的同步的控制。
图像处理部30是对通过摄像装置18所取得的图像进行半导体器件S的故障解析所必要的图像处理的图像处理单元。本实施方式的图像处理部30含有图像记忆部31、摄像位置算出部32、图像分类部33、及差分图像生成部34而构成。由摄像装置18所取得的半导体器件S的图像被输入至图像处理部30，并视需要而记忆、储存于图像记忆部31。
摄像位置算出部32针对由摄像装置18所取得的半导体器件S的多个解析图像及多个背景图像的各个，算出其水平面内(XY面内)的摄像位置。此处，在故障解析装置1A的图像取得中，因温度变化的影响而导致相对于半导体器件S的摄像位置发生变动(温度漂移)。又，因装置1A的振动等也会导致摄像位置发生变动。摄像位置算出部32针对每一个图像而求出上述变动的摄像位置，并评价该位置偏移量。此处，此种摄像位置的变动水平通常是比摄像装置18的像素尺寸小的水平。
图像分类部33对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备由参照其位置频度分布而设定的区域分割单位。然后，将摄像位置的分布按区域分割单位而分割成N个区域(N为2以上的整数)，根据摄像位置属于已分割的N个区域中的哪个区域，将解析图像及背景图像分类为N个图像群。此处，如上所述在摄像位置的变动小于像素尺寸的情形时，将图像分类所使用的区域分割单位设定为小于像素尺寸，图像的分群以小于像素尺寸的位置精度进行。
差分图像生成部34针对由图像分类部33所分类的N个图像群而个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。此处，解析图像是如上所述包含发热像与图案像的图像，背景图像是仅包含图案像的图像。因此，取得这些的差分的差分图像成为仅提取故障解析所必要的发热像的图像。然后，通过特定该差分图像中的发热部位而进行半导体器件的故障解析。
上述图像处理部30例如使用计算机而构成。又，针对该图像处理部30连接有输入装置36及显示装置37。输入装置36例如由键盘或鼠标等构成，其用于本装置1A的图像取得动作、故障解析动作的执行所必要的信息、指示的输入等。又，显示装置37例如由CRT(Cathode RayTube，阴极射线管)显示器或液晶显示器等构成，其用于本装置1A的图像取得及故障解析所相关的必要的信息的显示等。
再者，针对于该图像处理部30，也可以作为与控制部20一起通过单一的控制装置(例如单一的计算机)而实现的构成。又，对于连接于图像处理部30的输入装置36及显示装置37，也同样地可以为如下构成：作为不仅对图像处理部30而且对控制部20的输入、显示装置而发挥功能。
参照图2及图3，针对图像处理部30中所执行的将解析图像及背景图像分类为N个图像群、及生成差分图像进行概略说明。此处，图2、图3是模式性表示图1所示的半导体故障解析装置1A中所执行的故障解析方法的图。此处，为简单起见，在按时间序列取得多个解析图像(发热像+图案像)及多个背景图像(仅图案像)时(电压施加步骤、摄像步骤)，考虑因温度漂移或装置的振动等的影响而导致摄像装置18的对半导体器件S的摄像位置按时间序列而变动为P1、P2的2个位置的情形，对该情形时所执行的图像处理进行说明(图像处理步骤)。
求出各图像的摄像位置的结果(摄像位置算出步骤)，对于关于摄像位置的变动所得的位置频度分布，如图2(a)所示，图像分类部33设定成为分类后的各图像群中的摄像位置的变动的容许范围的区域分割单位ΔP。然后，按该区域分割单位ΔP，将摄像位置的分布区域分割成多个区域，在本例子中分割成第1区域R1及第2区域R2的2个区域。此时，在图2(a)的例子中摄像位置P1属于区域R1，摄像位置P2属于区域R2。
由此，如图2(b)、(c)所示，将属于区域R1的位置P1为摄像位置的图像分类为图像群1，又，将属于区域R2的位置P2为摄像位置的图像分类为图像群2(图像分类步骤)。在图2所示的例子中，按时间序列所取得的解析图像A1～A6、背景图像B1～B6中，将解析图像A1、A2、A4及背景图像B1、B3、B5分类为图像群1。又，将解析图像A3、A5、A6及背景图像B2、B4、B6分类为图像群2。
如果将解析图像及背景图像分类为图像群，如图3所示，差分图像生成部34针对每一个图像群而生成差分图像(差分图像生成步骤)。首先，如图3(a)、(b)所示，通过分类为图像群1的解析图像A1、A2、A4的平均而生成平均解析图像A7，又，通过背景图像B1、B3、B5的平均而生成平均背景图像B7。同样地，通过分类为图像群2的解析图像A3、A5、A6的平均而生成平均解析图像A8，又，通过背景图像B2、B4、B6的平均而生成平均背景图像B8。
然后，如图3(c)所示，针对图像群1，取解析图像A7与背景图像B7的差分而生成第1差分图像C7(=A7-B7)。同样地，针对图像群2，取解析图像A8与背景图像B8的差分而生成第2差分图像C8(=A8-B8)。这些图像群每个的差分图像C7、C8，或者对差分图像C7、C8进行加法运算、平均、选择等处理所得的差分图像，实质上仅包含发热像而成为用于故障解析的发热解析图像。
与图1所示的故障解析装置1A的图像处理部30中所执行的故障解析方法相对应的处理，可通过用以使计算机执行对通过摄像装置18所取得的图像进行半导体器件S的故障解析所必要的图像处理的半导体故障解析程序而实现。例如，图像处理部30可通过使图像处理所必要的各软件程序动作的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、记忆有上述软件程序等的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、及在程序执行过程中暂时记忆数据的RAM(RandomAccess Memory，随机存取内存)而构成。在此种构成中，由CPU执行特定的故障解析程序，由此可实现上述的图像处理部30及故障解析装置1A。
又，用以通过CPU使故障解析的图像处理执行的上述程序是可记录于计算机可读取记录媒质中来发布。此种记录媒质中，包含例如硬盘及软盘等的磁媒质、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory，紧密光盘-只读存储器)及DVD-ROM(Digital Video Disc-Read OnlyMemory，数字多功能光盘-只读存储器)等的光学媒质、软磁光盘(floptical disk)等的磁光学媒质、或者以执行或储存程序指令的方式特别配置的例如RAM、ROM、及半导体非挥发性内存等的硬件器件等。
对本实施方式的半导体故障解析装置1A、半导体故障解析方法、及半导体故障解析程序的效果进行说明。
在图1～图3所示的半导体故障解析装置1A、故障解析方法、及故障解析程序中，分别按时间序列以多个为单位，取得对半导体器件S通过电压施加部14而施加有偏压电压的状态下的包含发热像+图案像的解析图像、及未施加偏压电压的状态下的仅包含图案像的背景图像。然后，针对这些解析图像及背景图像的各个，在摄像位置算出部32中算出摄像位置，并且在图像分类部33中，针对摄像位置的变动准备区域分割单位，使用按区域分割单位所分割的N个区域将解析图像及背景图像分类为N个图像群，生成提取发热像的差分图像。
在上述构成中，如图2及图3所示，根据摄像位置偏移的位置偏移量，将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群，并针对分类后的每一个图像群而生成差分图像。根据此种构成，通过在图像分类部33中适当设定区域分割单位而可降低因温度漂移或装置的振动等所导致的摄像位置偏移的影响，从而能抑制半导体器件S的故障解析所使用的差分图像中的因摄像位置偏移而导致的边缘噪声成分等的噪声的产生。
参照图4，对解析图像与背景图像的差分图像中所产生的边缘噪声成分、及其抑制进行说明。图4(a)表示现有的故障解析方法的差分图像的生成方法。又，图4(b)表示上述实施方式的故障解析方法的差分图像的生成方法。又，在图4中，标注符号D的矩形图案是表示由摄像装置18取得的2维图像中的1像素(像素尺寸)，又，标注符号E的直线是表示半导体器件S中的电路图案的边缘部分。
在图4(a)所示的例子中，取得作为偏压电压施加时的解析图像的图像A1、A2，又，取得作为偏压电压未施加时的背景图像的图像B 1、B2。在这些图像中，取得图案边缘E的像作为根据像素D的像素尺寸而决定的分辨率下的浓淡图案。又，在解析图像A1与A2、背景图像B1与B2中，因摄像位置偏移而导致相对于像素结构的图案边缘E的位置发生变动，其结果为，各图像中获得的像素的浓淡图案变得不同。
对上述图像数据求出作为图像A1、A2的平均的解析图像A0，并求出作为图像B1、B2的平均的背景图像B0，针对这些进行减法运算处理A0-B0以生成差分图像C0。此时，解析图像A0中虽不包含发热部位，但由于解析图像A0与背景图像B0之间的摄像位置偏移的影响而导致图案边缘E的噪声图像的生成。根据图4(a)可理解，此种边缘噪声成分即便摄像位置偏移小于像素尺寸，也会通过像素的对比度图案偏移而产生噪声。
相对于此，在图4(b)所示的例子中，针对解析图像A1、A2及背景图像B1、B2，根据摄像位置而分类为图像群之后，生成差分图像。例如，在图4(b)中，解析图像A2与背景图像B1的摄像位置为大致相同，在图像的分群中被分类为相同的图像群。因此，使这些图像A2、B1在其图像群中的解析图像为A0=A2，背景图像为B0=B1，针对这些进行减法运算处理A0-B0，由此可获得去除图案边缘E的噪声后的差分图像C0。又，针对解析图像A1、背景图像B2，也可在其它图像群中进行相同的图像处理。
此处，在图2及图3所示的例子中，如上所述假定摄像位置在P1、P2的2个位置发生离散变动，但实际上，摄像位置以连续的位置频度分布而变动。具体而言，如果可获得充分张数的图像，则因装置的振动而导致的摄像位置偏移会产生为正态分布状。又，因该振动而导致的摄像位置偏移的标准偏差σ通常例如为摄像装置18的像素尺寸的1/10以下的水平。
又，关于因温度漂移而导致的摄像位置偏移，一般而言，在电压施加部14的电源接通(ON)时较大，在电源断开(OFF)时变小。因此，电压施加状态下取得的解析图像、与电压未施加状态下取得的背景图像中，位置偏移量不一致，正态分布状的位置频度分布的中心位置在两者中成为不同的状态。
图5是表示摄像位置的位置频度分布及区域分割单位的图。在该图5中，图5(a)、(b)、(c)表示将区域分割单位设定为大的分割单位ΔP1的情形时的将解析图像及背景图像分类为图像群的例子。又，图5(d)、(e)、(f)表示将区域分割单位设定为小的分割单位ΔP2的情形时的将解析图像及背景图像分类为图像群的例子。又，在这些图中，图5(a)、(d)表示分类前的解析图像的摄像位置的位置频度分布(图像数分布)50、及背景图像的摄像位置的位置频度分布55。这些位置频度分布50、55成为中心偏移的正态分布状的频度分布。
相对于此，图5(b)表示按分割单位ΔP1进行分类后的解析图像的位置频度分布(每一个图像群的图像数分布)51，图5(c)表示相同分类后的背景图像的位置频度分布56。又，图5(e)表示按分割单位ΔP2进行分类后的解析图像的位置频度分布52，图5(f)表示相同分类后的背景图像的位置频度分布57。在区域分割单位ΔP的设定中，如下所述，优选为考虑与各图像群中的图像数对应的统计的平均效果、及区域分割中的位置再现性等而适当设定。
再者，关于针对已分类的N个图像群的每一个图像群所进行的解析图像与背景图像的差分图像的生成，也可以为如下构成：根据故障解析的具体方法等，针对N个图像群的各个而个别生成差分图像，从而全体地取得N个差分图像。或者也可以为如下构成：针对N个图像群中的进行故障解析所必要的至少1个图像群而生成差分图像。
又，关于最终的用于半导体器件S的故障解析的差分图像的生成，可使用如下构成：例如，对针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像而进行基于属于各个图像群的图像数的加权，以此生成用于故障解析的差分图像。又，作为该情形时的具体的加权方法，例如可使用对各差分图像加权并进行加法运算的方法、对各差分图像加权并取得加法运算平均的方法等。
或者，关于差分图像的生成，可使用如下构成：对于针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像，根据属于各个图像群的图像数，选择用于故障解析的差分图像。作为该情形时的具体的选择方法，例如可使用选择N个图像群中的图像数最多的图像群的差分图像的方法。或者也可使用选择图像数多的2个以上的图像群的差分图像，由这些差分图像进行加法运算、平均等来算出最终的差分图像的方法。根据对这些差分图像进行加权、图像的选择等而构成，可适当导出最终的用于半导体器件S的故障解析的差分图像。
又，在差分图像生成部34中进行的差分图像的生成中，也可以使用能够切换2个以上的解析模式的构成。作为此种构成，可举出例如能够切换第1解析模式与第2解析模式的构成，上述第1解析模式是对针对N个图像群各自的N个差分图像而进行基于属于各个图像群的图像数的加权，以此生成用于故障解析的差分图像，上述第2解析模式是对针对N个图像群各自的N个差分图像而根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。
如此，根据差分图像生成部34中的能够切换解析模式的构成，通过自动或操作者手动地选择解析模式也可以适当导出实际上用于半导体器件S的故障解析的提取发热像的差分图像。该情形时，具体而言，优选为如下构成：在显示装置37中显示解析模式选择画面，操作者参照其显示内容并经由输入装置36而选择解析模式。或者也可以为如下构成：差分图像生成部34参照实际的图像的位置频度分布等而自动地设定或切换解析模式。
在图1所示的故障解析装置1A中，作为取得半导体器件S的图像的摄像装置18，具体而言，可使用例如在红外光的波长区域(例如波长3.7μm～5.2μm)具有感光度的像素数为320×240、摄像尺寸为9.6mm×7.2mm、图框率为140Hz的红外InSb(锑化铟)相机。又，在使用有此种红外相机的构成中，在光学系统16中使用0.8倍物镜的情形时，全体视场尺寸概算为X=11923μm，Y=8931μm，每1像素的尺寸为37μm。又，在使用4倍物镜的情形时，视场尺寸为X=2379μm，Y=1788μm，像素尺寸为7.4μm。又，在使用15倍物镜的情形时，视场尺寸为X=629μm，Y=474μm，像素尺寸为2μm。
又，关于电压施加状态下的解析图像(接通(ON)图像)、及电压未施加状态下的背景图像(断开(OFF)图像)的取得图像数，可视需要而设定，但通常进行1秒以上的图像取得，因此例如在使用有上述图框率为140Hz的摄像装置的情形时，各自的图像数成为140以上。
关于该图像数，如果图像数较多则位置频度分布接近于正态分布，因此需要某种程度的图像数。考虑此点后认为，优选例如将解析图像及背景图像各自的图像取得时间设定为4秒～8秒(图像数为560～1120)左右。另一方面，如果图像数变多且图像取得时间变长，则有可能使因温度漂移而导致的摄像位置偏移变大。考虑此点后认为，优选将解析图像及背景图像各自的图像取得时间设定为10秒以下。
该情形时，作为图像取得时间的设定的一个例子，考虑在半导体器件S中的发热较弱的情形时设定为上述的8秒左右，在发热较强的情形时设定为4秒左右，在发热特强且有溢出的可能性的情形时设定为1秒左右。又，关于解析图像及背景图像的取得动作的重复次数(接通(ON)/断开(OFF)次数)，通常执行1次图像取得动作，即，在电压施加状态下以规定时间取得多个解析图像，继而在电压未施加状态下以规定时间取得多个背景图像，但考虑发热的强度或取得图像数等，如果有必要也可以为重复2次以上而执行图像取得动作的构成。
又，在此种构成的故障解析装置1A中，成为摄像位置的变动的原因的温度漂移是通过例如金属的膨胀、收缩的应变、装置中的非对称单元、重心平衡的不均匀等而产生。又，装置的振动是通过例如红外相机的斯特林循环冷却器(Stirling Cycle Cooler)等的冷却单元、外来的振动引起的共振、显微镜光学系统、光学系统平台、试样平台等而产生。
对故障解析装置1A的图像处理部30中所执行的图像处理进行更具体地说明。最初，对于通过摄像位置算出部32对各图像进行的摄像位置的算出进行说明。图6是表示由摄像装置18所取得的半导体器件S的图像中的由摄像位置的变动所得的位置频度分布的导出方法的图。解析图像及背景图像的各图像的摄像位置的算出可利用通常的图像识别技术进行。作为具体的算出方法，例如有使用由光流(optical flow)识别的图像的平均值的方法、相位相关法、模板匹配的方法等。
对使用光流的摄像位置的算出方法的一个例子进行说明。光流本身也有各种方式，可使用例如Lucas-Kanade算法的方式。首先，如图6(a)的图像65中模式性所示，针对第1张图像通过Harris算子而识别其特征点(角点)66。关于特征点66的点数，例如对由摄像装置18所取得的解像度为320×240的图像提取200点的特征点。又，使所提取的特征点得以亚像素化。
其次，针对第2张图像同样地通过Harris算子而识别其特征点67，并使所提取的特征点得以亚像素化。然后，如图6(a)中箭头所示，在第1张与第2张的图像间，测量特征点66、67间的距离(图像间的位置偏移量)。此处，求出200点的特征点各自的特征点间的距离，但在存在着无法取得对应的点的情形时，所获得的距离数据会变得少于200点。
然后，求出这些特征点间的距离数据的平均值，由此算出以第1张图像的摄像位置作为基准位置0时的第2张图像的摄像位置。对多个解析图像及背景图像的各个进行上述处理，由此如图6(b)的图所示，求出各图像的摄像位置、及各摄像位置的位置频度分布60。再者，关于成为特征点的角点检测的算法，具体而言，除上述的Harris以外，也可以使用例如Moravec、SUSAN等其它方法。
图6(b)所示的位置频度分布60与图5同样地成为相对于中心位置61的正态分布状的频度分布。关于相对于此种位置频度分布的区域分割单位的设定、及取决于该设定的图像的分群，优选为在图像分类部33中，求出解析图像及背景图像各自的摄像位置的位置频度分布，并且根据解析图像的位置频度分布下的平均位置μ1及分布宽度w1、及背景图像的位置频度分布下的平均位置μ2及分布宽度w2来设定区域分割单位ΔP。根据此种构成，可根据摄像位置偏移的实际发生状况而适当设定区域分割单位，以将解析图像及背景图像适当分类为N个图像群。再者，关于位置频度分布的分布宽度w，可使用标准偏差σ、半频宽等的值。
对用以进行图像分类的区域分割单位ΔP的设定进行具体说明。在区域分割单位的设定中，(1)为了提高平均效果的S/N比，优选为各图像群的图像数较多，因此需使分割单位ΔP变宽。另一方面，(2)考虑提高边缘噪声成分的去除效果，优选为区域分割中的位置再现性较高，因此需使分割单位ΔP变窄。因此，关于区域分割单位ΔP，优选为考虑条件(1)、(2)的平衡而进行设定。
又，例如于进行基于各图像群中的图像数的加权而求出最终的用于故障解析的差分图像的情形时，在图6(b)所示的正态分布状的位置频度分布60中，包含中心的平均位置61的图像群对最终的差分图像最有影响。考虑此点后，认为适当设定用于包含该平均位置61的图像群的分割范围最为重要。
自正态分布的特性而言，如果将标准偏差σ提供作为位置频度分布60的分布宽度w，则在从平均位置μ(图6(b)中的位置61)起的位置偏移为±1σ以内的范围内包含有摄像位置的概率为68.3%，在±1.5σ以内的范围内包含摄像位置的概率为86.6%，在±2σ以内的范围内包含摄像位置的概率为95.4%。实际上，所取得的图像数有限，而且因噪声而会产生摄像位置的识别偏差、识别精度不足等。因此，如果将区域分割单位ΔP的位置范围广泛设定于±2σ左右，则在从平均位置μ起离开±2σ的位置处获得图像的频度减少，且也有可能成为噪声成分。具体而言，如果将平均位置μ处的频度设为100%，则位置μ±2σ处的频度为13.5%。
考虑这些正态分布的特性等，此处，采用位置范围μ±1.5σ作为标准的区域分割单位ΔP。在图6(b)中，左右的摄像位置62表示自平均位置61起离开±1.5σ的位置。该情形时，如果将平均位置61(=μ)处的频度同样地设为100%，则位置62(=μ±1.5σ)处的频度为32.5%。又，在图6(b)中，自平均位置μ起的位置偏移为±1.5σ以内的范围63内所包含的图像数相对于全体图像数而为86.6%。
图7是表示参照解析图像及背景图像各自的位置频度分布而设定区域分割单位的情形的设定方法的图。此处，如结合图5的以上所述，在解析图像与背景图像中，通常其位置频度分布成为中心相互偏移的正态分布状的频度分布。该情形时，在区域分割单位ΔP的设定中，优选为一起考虑这些的2个位置频度分布。作为此种设定方法，具体而言可使用如下方法：求出解析图像的区域单位及背景图像的区域单位，并将这些区域单位的共通范围(区域单位重复的范围、区域单位的积集合)设定为区域分割单位ΔP。
在图7(a)所示的例子中，在解析图像的位置频度分布70及背景图像的位置频度分布75中，与其分布宽度w1、w2对应的标准偏差σ1、σ2成为相同的值σ。又，其平均位置μ1、μ2在位置偏移量=σ处成为不同的位置。
又，在图7(a)的图表中，解析图像的区域单位71表示自位置频度分布70的平均位置μ1起±1.5σ的范围。同样地，背景图像的区域单位76表示自位置频度分布75的平均位置μ2起±1.5σ的范围。对这些区域单位71、76，区域分割单位ΔP通过其共通范围72而设定。又，此时，按区域分割单位ΔP所分割的区域的成为中心区域的范围73内所包含的图像数相对于全体图像数而为52.4%。
在图7(b)所示的例子中，在解析图像的位置频度分布80及背景图像的位置频度分布85中，与其分布宽度w1、w2对应的标准偏差σ1、σ2不同，成为σ2=1.2×σ1。又，其平均位置μ1、μ2在位置偏移量=σ1处成为不同的位置。
又，在图7(b)的图表中，解析图像的区域单位81表示自位置频度分布80的平均位置μ1起±1.5σ1的范围。同样地，背景图像的区域单位86表示自位置频度分布85的平均位置μ2起±1.5σ2的范围。对这些区域单位81、86，区域分割单位ΔP通过其共通范围82而设定。又，此时，按区域分割单位ΔP所分割的区域的成为中心区域的范围83内所包含的图像数相对于全体图像数而为56.9%。
又，在上述的区域分割单位的设定例中，将位置范围μ±1.5σ作为标准的区域分割单位ΔP而设定，但针对相对该标准偏差σ(一般而言为分布宽度w)决定分割单位的系数1.5，也可以作为自动或由操作者手动而可变更的调整系数α。该情形时，具体而言，可使用如下构成：在图像分类部33中，设定用以调整区域分割单位ΔP的调整系数α，并且求出解析图像的区域单位μ1±α×w1、及背景图像的区域单位μ2±α×w2，将这些区域单位的共通范围作为区域分割单位ΔP而设定。又，关于区域分割单位ΔP的设定方法，并不限于此种构成，也可以使用各种构成。
进而，关于调整系数α的具体的数值设定，优选为根据标准偏差σ1、σ2而求出解析图像的位置频度分布下的分布宽度w1、以及背景图像的位置频度分布下的分布宽度w2，并且将调整系数α的上述α=1.5作为中心值，在满足条件1≤α≤2的范围内可变地设定。将相对于标准偏差σ1、σ2的调整系数α的数值范围按如上所述而设定，由此可相对于由摄像位置的变动所得的位置频度分布而适当设定区域分割单位ΔP。又，在调整系数α的设定、变更中，优选为考虑上述的提高S/N比的条件(1)、及提高边缘噪声成分的去除效果的条件(2)的平衡。
又，在区域分割单位ΔP的设定中使用调整系数α的构成中，可使用根据具体的故障解析条件等而在图像分类部33中自动设定调整系数α的构成。或者，也可以使用根据由操作者经由输入装置36所输入的系数值而手动设定调整系数α的构成。于此种手动设定的构成中，可根据摄像位置偏移的实际发生状况、及考虑半导体器件的具体解析条件等的操作者的判断而适当设定区域分割单位ΔP。
图8是表示关于调整系数α的设定而显示在显示装置37所显示的操作画面的一个例子的图。该操作画面40中，在其上方部分，设置有图像显示区域41、α值设定区域42、及重迭率设定区域43。图像显示区域41是在显示对半导体器件S所取得的解析图像、背景图像、及差分图像等的图像时使用。又，也可以构成为：在图像显示区域41中，如果有必要，除显示本装置1A中所取得的发热解析图像外，也显示半导体器件S的通常的图案图像、或者包含半导体器件S的设计信息在内的布局图像等。
α值设定区域42是在设定区域分割单位ΔP时所使用的调整系数α的手动的设定、变更时使用。图8所示的例子中，在设定区域42内，设置有将1.5作为标准值而在1.0≤α≤2.0的范围内用以设定调整系数α的值的设定钮。又，重迭率设定区域43是在图像显示区域41中对发热解析图像重迭显示通常的图案图像及布局图像时所使用的重迭率的设定、变更时使用。图8所示的例子中，在设定区域43内，设置有用以设定图案图像、布局图像的重迭率的2个设定钮。又，在这些设定区域42、43中，也可以成为分别进行设定数值的手动输入的构成。
又，在操作画面40的下方部分，进而设置有偏压设定区域44、图像取得数设定区域45、及接通/断开(ON/OFF)次数设定区域46。偏压设定区域44是在设定自电压施加部14的电源向半导体器件S进行供给的偏压电压、偏压电流的值时使用。又，图像取得数设定区域45是在设定在电压施加状态(电源接通(ON))下所取得的解析图像的图像数、及电压未施加状态(电源断开(OFF))下所取得的背景图像的图像数时使用。又，接通/断开(ON/OFF)次数设定区域46是在设定执行几次电源接通状态下的多个解析图像的取得、及电源断开状态下的多个背景图像的取得的图像取得动作时使用。
对使用上述实施方式的半导体故障解析装置1A及故障解析方法所取得的发热解析图像与其具体例一同进行说明。图9是表示成为解析对象的半导体器件S的通常的图案图像的图。此种图案图像例如是使用摄像装置18或与摄像装置18不同的另外设置的摄像系统而取得。此处，针对上述电路图案的半导体器件S，通过电压施加部14而以电压100mV、电流20mA施加偏压，取得其发热像。
图10～图12是分别表示解析图像与背景图像的差分图像(发热解析图像)的例子的图。再者，以下的图10～图12所示的图像均表示进行过平滑处理的图像。
图10(a)表示未根据摄像位置进行解析图像及背景图像的分类的现有方法中所生成的差分图像。比较该差分图像与图9所示的图案图像后可知，现有方法的差分图像中，通过解析图像与背景图像之间的摄像位置偏移的影响而会产生半导体器件S的图案边缘的边缘噪声成分。
又，分别求出X轴方向、Y轴方向上此时的解析图像中的平均位置μ1、标准偏差σ1、及背景图像中的平均位置μ2、标准偏差σ2如下：
平均位置：μ1X=0.025，μ1Y=0.010；
标准偏差：σ1X=0.040，σ1Y=0.029；
平均位置：μ2X=0.026，μ2Y=0.021；
标准偏差：σ2X=0.025，σ2Y=0.018。
再者，上述的平均位置及标准偏差的各数值是使用4倍物镜作为导光光学系统16的物镜而取得图像时的像素偏移量。例如，解析图像与背景图像之间的Y轴方向的像素偏移量为μ2Y-μ1Y=0.011像素，但如果将其作为位置偏移量，则相当于约0.08μm。
图10(b)表示通过将解析图像及背景图像根据摄像位置进行分类的上述实施方式的方法所生成的差分图像。该差分图像是在上述具体的方法中在以下条件下而求得：将调整系数设为α=1，根据1σ而设定区域分割单位ΔP，并且将区域分割数设为N=9。如此可知，在使用将解析图像及背景图像分类为图像群的方法而获得的差分图像中，摄像位置偏移的影响得以降低，现有方法的差分图像中所产生的边缘噪声成分被去除，从而可明确地确认半导体器件S的故障解析所使用的发热像。
又，此种边缘噪声成分的去除效果通过改变区域分割单位ΔP而变化。图11(a)表示将调整系数设为α=1.5，并且将区域分割数设为N=5的条件下所求得的差分图像。又，图11(b)表示将调整系数设为α=2，并且将区域分割数设为N=5的条件下所求得的差分图像。在这些差分图像中，越是加大调整系数α的值以扩大区域分割单位ΔP，则边缘噪声成分的去除效果越会减少。但是，如上所述，相反如果使区域分割单位ΔP变窄，则S/N比会变差，因此在区域分割单位ΔP的设定中，需考虑这些条件的平衡。
又，关于将解析图像及背景图像分类后的图像群的操作，有如下构成：将N个图像群全部用于差分图像生成的构成；及选择N个图像群中图像数较多的一部分(1个或多个)图像群而用于差分图像生成的构成。一般而言，为了提高平均效果的S/N比，使用全部图像群的方法为有利。另一方面，为了提高边缘噪声成分的去除效果，选择一部分图像群而使用的方法为有利。因此，使用这些方法中的任意方法均需考虑这些条件的平衡。
在将多个解析图像、背景图像分类为N个图像群的情形时，针对图像群所含的图像数而言，含有平均位置μ的图像群所含的图像数最多，随着自平均位置μ的离开，图像数减少(参照图5～图7)。该情形时，自平均位置离开的位置的图像群中，因图像数较少而容易产生位置偏离，并且取得差分时容易产生边缘噪声成分。因此，有时根据所取得的图像数、S/N比、具体的摄像条件等选择一部分而非全部图像群进行使用的构成可取得良好的结果。
图12(a)表示将调整系数设定为α=1.5，区域分割数设定为N=5，并且使用所有5个图像群而求得的差分图像。又，图12(b)表示同样将调整系数设定为α=1.5，区域分割数设定为N=5，并且仅使用包含平均位置的1个图像群而求得的差分图像。这些差分图像中，仅使用包含平均位置的图像群的差分图像更可提高边缘噪声成分的去除效果。
本发明的半导体故障解析装置、故障解析方法、及故障解析程序并非限于上述的实施方式及构成例，可进行各种变形。例如，关于用于半导体器件S的图像取得的平台10、电压施加部14、导光光学系统16、及摄像装置18等的构成，除上述构成以外，具体而言也可以使用各种构成。
上述实施方式的半导体故障解析装置是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析装置，其使用具备如下部分的构成，即，(1)电压施加单元，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；(2)摄像单元，其取得半导体器件的图像；及(3)图像处理单元，其对通过摄像单元所取得的图像进行半导体器件的故障解析所必要的图像处理；(4)摄像单元取得各自包含对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加偏压电压的状态下的多个背景图像，并且(5)图像处理单元包含：摄像位置算出单元，其针对多个解析图像及多个背景图像的各个而算出其摄像位置；图像分类单元，其对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备由参照摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据摄像位置属于按区域分割单位所分割的N个区域(N为2以上的整数)的哪个区域，将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群；及差分图像生成单元，其对已分类的N个图像群个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。
又，上述实施方式的半导体故障解析方法是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析方法，其使用有包括如下步骤的构成，即，(1)电压施加步骤，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；(2)摄像步骤，其取得半导体器件的图像；及(3)图像处理步骤，其对通过摄像步骤所取得的图像进行半导体器件的故障解析所必要的图像处理；(4)摄像步骤取得各自包含对半导体器件施加有偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加偏压电压的状态下的多个背景图像，并且(5)图像处理步骤包括：摄像位置算出步骤，其针对多个解析图像及多个背景图像的各个而算出其摄像位置；图像分类步骤，其对于多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置，准备由参照摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据摄像位置属于按区域分割单位所分割的N个区域(N为2以上的整数)的哪个区域，将多个解析图像及多个背景图像分类为N个图像群；及差分图像生成步骤，其对已分类的N个图像群个别生成用于故障解析的解析图像与背景图像的差分图像。
此处，对于将解析图像及背景图像分类为N个图像群，优选为求出多个解析图像及多个背景图像各自的摄像位置的位置频度分布，并且根据多个解析图像的位置频度分布下的平均位置μ1及分布宽度w1、以及多个背景图像的位置频度分布下的平均位置μ2及分布宽度w2而设定用于分类的区域分割单位。根据此种构成，可根据半导体器件的图像取得中的摄像位置偏移的实际发生状况而适当设定区域分割单位，并将多个解析图像及多个背景图像适当分类为N个图像群。
关于上述构成中的区域分割单位的设定，具体而言可使用如下构成：设定用以调整区域分割单位的调整系数α，并且求出针对多个解析图像的区域单位μ1±α×w1、以及针对多个背景图像的区域单位μ2±α×w2，将这些区域单位的共通范围作为区域分割单位而设定。又，关于区域分割单位的设定方法，并不限于此种构成，可使用各种构成。
又，如上所述在区域分割单位的设定中使用调整系数α的构成中，可使用根据具体的故障解析条件等而自动设定调整系数α的构成。或者，也可以使用根据由操作者所输入的系数值而手动设定调整系数α的构成。在此种手动设定的构成中，可根据摄像位置偏移的实际发生状况、及考虑半导体器件的具体解析条件等的操作者的判断而适当设定区域分割单位。
进而，关于上述调整系数α的具体的设定，优选为分别根据标准偏差σ1、σ2而求出多个解析图像的位置频度分布下的分布宽度w1、以及多个背景图像的位置频度分布下的分布宽度w2，并且将调整系数α在满足条件1≤α≤2的范围内设定。如上所述设定相对于标准偏差σ1、σ2的调整系数α的数值范围，由此可相对于由摄像位置的变动所得的位置频度分布而适当设定区域分割单位。
关于解析图像与背景图像的差分图像的生成，可使用如下构成：对针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像进行基于属于各个图像群的图像数的加权，以此生成用于故障解析的差分图像。或者可使用如下构成：对针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像，根据属于各个图像群的图像数，选择用于故障解析的差分图像。根据这些构成，可适当导出最终的用于半导体器件的故障解析的差分图像。
又，关于差分图像的生成，也可以为能够切换第1解析模式与第2解析模式而构成，上述第1解析模式是对针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像而进行基于属于各个图像群的图像数的加权，以此生成用于故障解析的差分图像，上述第2解析模式是针对N个图像群的各个所求得的N个差分图像而根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。根据此种构成，通过自动或操作者手动地选择解析模式而可适当导出最终的用于半导体器件的故障解析的差分图像。
产业上的可利用性
本发明可以用作能抑制用于半导体器件的故障解析的发热解析图像中的摄像位置偏移的影响的半导体故障解析装置、故障解析方法、及故障解析程序。

Claims (16)

1.一种半导体故障解析装置，其特征在于，
所述半导体故障解析装置是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析装置，且包括：
电压施加单元，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；
摄像单元，其取得上述半导体器件的图像；及
图像处理单元，其对通过上述摄像单元所取得的图像进行上述半导体器件的故障解析所必要的图像处理；
上述摄像单元取得分别包含在对上述半导体器件施加有上述偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及在未施加上述偏压电压的状态下的多个背景图像，并且
上述图像处理单元包括：
摄像位置算出单元，其针对上述多个解析图像及上述多个背景图像的各个而算出其摄像位置；
图像分类单元，其对于上述多个解析图像及上述多个背景图像各自中的上述摄像位置，准备参照上述摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据上述摄像位置属于按上述区域分割单位所分割的N个区域的哪个区域，而将上述多个解析图像及上述多个背景图像分类为N个图像群，其中，N为2以上的整数；及
差分图像生成单元，其对经分类的上述N个图像群个别生成用于故障解析的上述解析图像与上述背景图像的差分图像。
2.如权利要求1所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述图像分类单元求出上述多个解析图像及上述多个背景图像各自中的上述摄像位置的上述位置频度分布，并且根据上述多个解析图像的上述位置频度分布下的平均位置μ1及分布宽度w1、以及上述多个背景图像的上述位置频度分布下的平均位置μ2及分布宽度w2，从而设定上述区域分割单位。
3.如权利要求2所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述图像分类单元是设定用以调整上述区域分割单位的调整系数α，并且求出针对上述多个解析图像的区域单位μ1±α×w1、以及针对上述多个背景图像的区域单位μ2±α×w2，而将这些区域单位的共通范围作为上述区域分割单位而设定。
4.如权利要求3所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述图像分类单元根据由操作者输入的系数值而设定上述调整系数α。
5.如权利要求3或4所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述图像分类单元分别根据标准偏差σ而求出上述多个解析图像的上述位置频度分布下的上述分布宽度w1、以及上述多个背景图像的上述位置频度分布下的上述分布宽度w2，并且在满足条件1≤α≤2的范围内设定上述调整系数α。
6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述差分图像生成单元是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，进行基于属于各个图像群的图像数的加权，由此生成用于故障解析的差分图像。
7.如权利要求1～6中任一项所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述差分图像生成单元是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。
8.如权利要求1～5中任一项所述的半导体故障解析装置，其特征在于，
上述差分图像生成单元构成为能够切换第1解析模式与第2解析模式，上述第1解析模式是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，进行基于属于各个图像群的图像数的加权，由此生成用于故障解析的差分图像；上述第2解析模式是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。
9.一种半导体故障解析方法，其特征在于，
所述半导体故障解析方法是使用半导体器件的发热像而进行故障解析的半导体故障解析方法，且包含：
电压施加步骤，其对成为解析对象的半导体器件施加偏压电压；
摄像步骤，其取得上述半导体器件的图像；及
图像处理步骤，其对通过上述摄像步骤所取得的图像进行上述半导体器件的故障解析所必要的图像处理；
上述摄像步骤取得各自包含对上述半导体器件施加有上述偏压电压的状态下的发热像的多个解析图像、及未施加上述偏压电压的状态下的多个背景图像，并且
上述图像处理步骤包含：
摄像位置算出步骤，其针对上述多个解析图像及上述多个背景图像的各个而算出其摄像位置；
图像分类步骤，其对于上述多个解析图像及上述多个背景图像各自中的上述摄像位置，准备参照上述摄像位置的位置频度分布而设定的区域分割单位，根据上述摄像位置属于按上述区域分割单位所分割的N个区域的哪个区域，将上述多个解析图像及上述多个背景图像分类为N个图像群，其中，N为2以上的整数；及
差分图像生成步骤，其对经分类的上述N个图像群个别地生成用于故障解析的上述解析图像与上述背景图像的差分图像。
10.如权利要求9所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述图像分类步骤是求出上述多个解析图像及上述多个背景图像各自中的上述摄像位置的上述位置频度分布，并且根据上述多个解析图像的上述位置频度分布下的平均位置μ1及分布宽度w1、以及上述多个背景图像的上述位置频度分布下的平均位置μ2及分布宽度w2，从而设定上述区域分割单位。
11.如权利要求10所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述图像分类步骤设定用以调整上述区域分割单位的调整系数α，并且求出针对上述多个解析图像的区域单位μ1±α×w1、以及针对上述多个背景图像的区域单位μ2±α×w2，而将这些区域单位的共通范围作为上述区域分割单位而设定。
12.如权利要求11所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述图像分类步骤根据由操作者输入的系数值而设定上述调整系数α。
13.如权利要求11或12所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述图像分类步骤分别根据标准偏差σ而求出上述多个解析图像的上述位置频度分布下的上述分布宽度w1、以及上述多个背景图像的上述位置频度分布下的上述分布宽度w2，并且在满足条件1≤α≤2的范围内设定上述调整系数α。
14.如权利要求9～13中任一项所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述差分图像生成步骤是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，进行基于属于各个图像群的图像数的加权，由此生成用于故障解析的差分图像。
15.如权利要求9～14中任一项所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述差分图像生成步骤是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。
16.如权利要求9～13中任一项所述的半导体故障解析方法，其特征在于，
上述差分图像生成步骤构成为能够切换第1解析模式与第2解析模式，上述第1解析模式是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，进行基于属于各个图像群的图像数的加权，由此生成用于故障解析的差分图像；上述第2解析模式是对于针对上述N个图像群的各个而求出的N个上述差分图像，根据属于各个图像群的图像数而选择用于故障解析的差分图像。
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