JP2010177436A - 半導体装置の診断装置及び診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の診断の所要時間を短縮し、且つ、診断の精度を向上させるための半導体装置の診断装置及び診断方法を提供する。
【解決手段】発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光像情報、並びにレイアウトを含む設計情報に基づいて、発光像情報の発光位置情報に対応する故障セルリストを作成し、設計情報から接続関係を示すトランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する故障セルリスト作成部１４ａと、設計情報、診断パターン、及び故障辞書に基づいて、セル内のトランジスタの基板電流に関するシミュレーションを実行して、セル内のトランジスタの基板電流を含む発光箇所辞書を作成する発光箇所辞書作成部１４ｃと、発光像情報、設計情報、及び発光箇所辞書に基づいて、第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する故障回路網抽出部１４ｄと、第２故障回路網候補を出力する出力部１８と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の診断装置及び診断方法に関し、特に、発光解析を用いる半導体装置の診断装置及び診断方法に関する。

半導体装置を診断する際に故障箇所を特定するための解析方法として、発光解析が知られている。設計者は、発光解析を実行することによって、故障に起因するトランジスタの異常発光を非接触且つ非破壊で比較的容易に観測することができる（特許文献１を参照）。

ところで、発光解析によって取得された発光像情報の異常発光箇所に対応するトランジスタが故障しているとは限らず、前段のトランジスタ又は前段のトランジスタまでの配線で故障が発生している可能性もある。従って、設計者は、発光解析を用いて半導体装置を診断する場合には、発光像情報に基づいて、異常発光箇所に対応するトランジスタを基準とするトランジスタの接続関係の回路網（以下、「トランジスタ回路網」という）をバックトレースすることによって、故障箇所を特定しなければならない。

しかしながら、近年の半導体装置の製造プロセスの微細化に伴い、トランジスタサイズが縮小化する傾向にあるので、従来の発光解析装置の発光像情報における発光サイズがトランジスタサイズに対して相対的に大きくなる。その結果、発光像情報の異常発光箇所を特定することが設計者にとって困難になる。

また、発光解析では、診断パターンを半導体装置に繰り返し適用したときの発光量の積算値を取得するので、故障に起因する異常発光の発光量だけでなく、正常なトランジスタの微小発光の発光量も積算値に含まれる。その結果、故障している可能性のあるトランジスタの異常発光の発光量が正常なトランジスタの微少発光の発光量に埋もれてしまい、解析結果の精度が低下する。

また、近年のトランジスタ回路網の大規模化且つ複雑化によって、バックトレースの所要時間が長期化する。

一方、従来の発光解析技術の問題を補う技術として、エミッション顕微鏡の発光像情報を用いて、トランジスタではなく、配線又は配線に接続しているセルに対して故障の有無を診断する技術が知られている（特許文献２を参照）。

しかしながら、特許文献２においても、エミッション顕微鏡の発光像情報を用いて解析を行っているので、エミッション顕微鏡の発光像情報の分解能に限界が来れば、従来の発光解析技術と同様に、発光像情報から故障箇所を特定することは困難になる。

すなわち、従来の発光解析技術では、半導体装置の診断の所要時間が長期化し、且つ、半導体装置の診断の精度が低下し、その精度の低下に起因して様々な問題が発生する。
特開２００３−８６６８９号公報 特開２００４−４５１３２号公報

本発明の目的は、半導体装置の診断の所要時間を短縮し、且つ、診断の精度を向上させるための半導体装置の診断装置及び診断方法を提供することである。

本発明の第１態様によれば、
発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光量及び発光位置情報を含む発光像情報、並びに前記半導体装置のレイアウトを含む設計情報に基づいて、前記発光像情報の発光位置情報に対応する故障セル候補を抽出して故障セルリストを作成し、前記設計情報から前記トランジスタの接続関係を示すトランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する故障セルリスト作成部と、
前記設計情報、前記診断パターン、及び故障辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流に関するシミュレーションを実行して、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流を含む発光箇所辞書を作成する発光箇所辞書作成部と、
前記発光像情報、前記設計情報、及び前記発光箇所辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する故障回路網抽出部と、
前記第２故障回路網候補を出力する出力部と、を備えることを特徴とする半導体装置の診断装置が提供される。

本発明の第２態様によれば、
発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光量及び発光位置情報を含む発光像情報、並びに前記半導体装置のレイアウトを含む設計情報に基づいて、前記発光像情報の発光位置情報に対応する故障セルリストを作成し、前記設計情報から前記トランジスタの接続関係を示すトランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する故障セルリスト作成工程と、
前記設計情報、前記診断パターン、及び故障辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流に関するシミュレーションを実行して、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流を含む発光箇所辞書を作成する発光箇所辞書作成工程と、
前記発光像情報、前記設計情報、及び前記発光箇所辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する故障回路網候補抽出工程と、
前記第２故障回路網候補を出力する出力工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の診断方法が提供される。

本発明によれば、半導体装置の診断の所要時間を短縮することができ、且つ、診断の精度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る診断装置１０の構成を示すブロック図である。 一般的な発光解析装置を用いて行われた発光解析の解析結果である発光像の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る図１に示す発光像情報ファイル１６ｂのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る診断対象となる半導体装置のレイアウトの一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る診断処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る図１に示す故障セルリストファイル１６ｄのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の接続関係の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る図１に示す故障辞書ファイル１６ｅのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る故障をトランジスタ回路網リストに適用した一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る図１に示す発光箇所辞書ファイル１６ｆのデータ構造を示す概略図である。 実験によって求められたトランジスタの基板電流と発光量の関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る発光像の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る図１に示す第２故障回路網候補ファイル１６ｇのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係るオーバレイ画像の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係るトランジスタ回路網リストの一例を示す概略図である。 一般的な発光解析装置を用いて行われた発光解析の解析結果である発光像の一例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る診断対象となる半導体装置のレイアウトを示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る図１に示す故障セルリストファイル１６ｄのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る発光箇所辞書ファイル１６ｆのデータ構造の一例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る発光像の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較の一例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る図１に示す第２故障回路網候補ファイル１６ｇのデータ構造を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るオーバレイ画像の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本発明の第１実施形態は、セル（複数のトランジスタを含む論理回路）単位で故障箇所を絞り込む診断装置の例である。

本発明の第１実施形態に係る診断装置の構成について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る診断装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、一般的な発光解析装置を用いて行われた発光解析の解析結果である発光像の一例を示す概略図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る図１に示す発光像情報ファイル１６ｂのデータ構造を示す概略図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る診断対象となる半導体装置のレイアウトの一例を示す概略図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る診断装置１０は、入力部１２と、プロセッサ１４と、記憶部１６と、出力部１８と、を備えている。また、診断装置１０は、発光解析の解析結果を用いて半導体装置を診断するように構成されている。

図１に示すように、入力部１２は、ユーザの指示を入力するように構成されている。例えば、入力部１２は、キーボードなどの入力モジュールである。

図１に示すように、プロセッサ１４は、記憶部１６に記憶された診断プログラム１６ａを実行して、故障セルリスト作成部１４ａと、故障辞書作成部１４ｂと、発光箇所辞書作成部１４ｃと、故障回路網抽出部１４ｄと、を実現するように構成されている。

図１に示すように、記憶部１６は、プロセッサ１４の各構成を実現するための診断プログラム１６ａと、一般的な発光解析装置を用いて行われた発光解析の解析結果である発光像（図２を参照）の発光量及び発光位置情報を含む発光像情報を格納する発光像情報ファイル１６ｂ（図３を参照）と、複数のセルを含む半導体装置のレイアウト（図４を参照）を含む設計情報を格納した設計情報ファイル１６ｃと、後述する故障セルリストを格納する故障セルリストファイル１６ｄ、故障辞書を格納する故障辞書ファイル１６ｅ、発光箇所辞書を格納する発光箇所辞書ファイル１６ｆ、及び第２故障回路網候補を格納する第２故障回路網候補ファイル１６ｇと、を含む様々な情報を記憶するように構成されている。また、記憶部１６は、プロセッサ１４のワーキングメモリとしても機能するように構成されている。

図１に示すように、出力部１８は、診断処理の診断結果を出力するように構成されている。例えば、出力部１８は、ディスプレイなどの表示モジュールである。

本発明の第１実施形態に係る診断装置の動作について図面を参照して説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る診断処理の手順を示すフローチャートである。図６は、本発明の第１実施形態に係る図１に示す故障セルリストファイル１６ｄのデータ構造を示す概略図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の接続関係の一例を示す概略図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る図１に示す故障辞書ファイル１６ｅのデータ構造を示す概略図である。図９は、本発明の第１実施形態に係る故障をトランジスタ回路網リストに適用する一例を示す概略図である。図１０は、本発明の第１実施形態に係る図１に示す発光箇所辞書１６ｆのデータ構造を示す概略図である。図１１は、実験によって求められたトランジスタの基板電流と発光量の関係を示すグラフである。図１２は、本発明の第１実施形態に係る発光像の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較の一例を示す概略図である。図１３は、本発明の第１実施形態に係る図１に示す第２故障回路網候補ファイル１６ｇのデータ構造を示す概略図である。図１４は、本発明の第１実施形態に係るオーバレイ画像の一例を示す概略図である。図１５は、本発明の第１実施形態に係るトランジスタ回路網リストの一例を示す概略図である。

図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る診断装置では、はじめに、入力工程（Ｓ５０１）が行われる。入力工程（Ｓ５０１）では、入力部１２が、ユーザの指示を受け付けて、発光像情報及び設計情報を入力する。入力された発光像情報及び設計情報は、それぞれ、発光像情報ファイル１６ｂ及び設計情報ファイル１６ｃに格納される。

次に、図５に示すように、故障セルリスト作成工程（Ｓ５０２）が行われる。故障セルリスト作成工程（Ｓ５０２）では、故障セルリスト作成部１４ａが、発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光量及び発光位置情報を含む発光像情報、並びに半導体装置のレイアウトを含む設計情報に基づいて、発光像情報の発光位置情報に対応する故障セル候補を抽出して故障セルリストを作成し、設計情報からトランジスタの接続関係（図７を参照）を示すトランジスタ回路網リスト（図１５を参照）及び故障セルリストに含まれるセルの全入出力パターン（以下、「診断パターン」という）を作成する。例えば、故障セルリスト作成部１４ａは、発光像情報ファイル１６ｂの発光位置情報に対応する故障セル候補のセル名を故障セルリストファイル１６ｄ（図６を参照）に格納する。すなわち、故障セルリストは、半導体装置のレイアウト上で構造的に発生しうる故障セル候補を示す情報である。

次に、図５に示すように、故障辞書作成工程（Ｓ５０３）が行われる。故障辞書作成工程（Ｓ５０３）では、故障辞書作成部１４ｂが、設計情報及び故障セルリストに基づいて、故障セル候補の回路網の中から構造的な故障の可能性のある第１故障回路網候補を抽出して、故障辞書を作成する。例えば、故障辞書作成部１４ｂは、ユーザから指定された隣接距離内に並行に設けられた回路網がある場合には、隣接ショート故障（ＡＤＪＳＨＯＲＴ）の第１故障回路網候補を抽出する。また、故障辞書作成部１４ｂは、互いに交差（十字又は並行）している１組のレイヤがある場合には、交差ショート故障（ＣＲＳＳＯＲＴ）の第１故障回路網候補を抽出する。また、故障辞書作成部１４ｂは、トランジスタの２端子（ゲート端子−ソース端子、ゲート端子−ドレイン端子、ゲート端子−ベース端子）間がショートしている場合には、ピンショート故障（ＰＩＮＳＨＯＲＴ）の第１故障回路候補網を抽出する。また、故障辞書作成部１４ｂは、トランジスタのゲート端子、ソース端子、又はドレイン端子が接続されていない場合には、ピンオープン故障（ＰＩＮＯＰＥＮ）の第１故障回路網候補を抽出する。なお、ピンオープン故障には、回路網の値が“０”に固定される故障（０−Ｓｔｕｃｋ）、回路網の値が“１”に固定される故障（１−Ｓｔｕｃｋ）、及び回路網の値がハイインピーダンスに固定される故障（ＨＺ−Ｓｔｕｃｋ）がある。また、故障辞書作成部１４ｂは、レイヤ間の配線を接続するビアが欠落している場合には、ビアオープン故障（ＶＩＡＯＰＥＮ）の第１故障回路網候補を抽出する。図８に示すように、故障辞書ファイル１６ｅは、第１故障回路網（トランジスタ名／ビア名、回路網名／端子名）毎に、故障の種類、座標／固定値、及びトランジスタグループを含んでいる。

次に、図５に示すように、発光箇所辞書作成工程（Ｓ５０４）が行われる。発光箇所辞書作成工程（Ｓ５０４）では、発光箇所辞書作成部１４ｃが、発光像情報、設計情報、診断パターン、及び故障辞書に基づいて、第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流及びスイッチング回数に関するシミュレーションを実行して、第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流及びスイッチング回数を含む発光箇所辞書を作成する。例えば、発光箇所辞書作成部１４ｃは、故障辞書ファイル１６ｅの任意の第１故障回路網候補の回路網名を選択し、その回路網名に対応する故障の種類をトランジスタ回路網リストに適用し（図９を参照）、そのトランジスタ回路網リストに診断パターンを適用してトランジスタの基板電流及びスイッチング回数に関するシミュレーションを実行し、シミュレーション結果を発光箇所辞書ファイル１６ｆ（図１０を参照）に格納する。図１０に示すように、発光箇所辞書は、第１故障回路網候補の識別情報（回路網名）と、第１故障回路網候補について挿入した故障の種類と、第１故障回路網候補の位置情報と、シミュレーション結果（トランジスタの基板電流（Ｉ_Ｂ）及びスイッチング回数（ＳＷ））と、を含んでいる。なお、図９は、トランジスタ“Ｍ１”のゲート端子の論理値が１に固定される故障（以下、「論理値１固定故障」という）を示している。また、図１０は、回路網“／Ｇ１”の位置情報（２００，４００）について、故障の種類がピンオープン故障及び論理値１固定故障であり、故障箇所がトランジスタ“Ｍ１”のゲート端子であることを示し、回路網“／Ｇ１”の位置情報（５２０，３６０）について、故障の種類が回路網ショート故障であり、故障箇所が回路網Ａと回路網Ｂとの間であることを示している。

次に、図５に示すように、故障回路網抽出工程（Ｓ５０５）が行われる。故障回路網抽出工程（Ｓ５０５）では、故障回路網抽出部１４ｄが、発光像情報、設計情報、及び発光箇所辞書に基づいて、第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する。ここで、故障回路網抽出部１４ｄは、図１１に示すトランジスタの基板電流（Ｉｓｕｂ）と発光量（Ｐｈｏｔｏｎ）の相関関係を用いて、発光解析の解析結果とシミュレーション結果とを比較して、発光解析の解析結果の発光パターン（発光像情報ファイル１６ｂの発光量及び発光位置情報）とシミュレーション結果の発光パターンとが略一致する第１故障回路網候補を第２故障回路網候補として抽出する。例えば、故障回路網抽出部１４ｄは、トランジスタ毎に、発光解析の解析結果の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較を行い、比較結果が略一致した第１故障回路網候補を第２故障回路網候補ファイル１６ｇに格納する。図１２に示す例では、発光解析の解析結果の発光パターンと発光箇所辞書ファイル１６ｆの第１故障回路網候補に対応するシミュレーション結果の発光パターンとの比較結果が略一致しているので、故障回路網抽出部１４ｄは、第１故障回路網候補の発光箇所辞書を第２故障回路網候補ファイル１６ｇ（図１３を参照）に格納する。故障回路網抽出部１４ｄは、発光箇所辞書ファイル１６ｆの全ての第１故障回路網候補について、発光解析の解析結果の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較を行って、第２故障回路網候補を抽出する。

次に、図５に示すように、出力工程（Ｓ５０６）が行われる。出力工程（Ｓ５０６）では、出力部１８が、設計情報に対して、第２故障回路網候補の位置情報を適用して診断画像を生成し、その診断画像を出力する。例えば、出力部１８は、設計情報ファイル１６ｃの設計情報のレイアウトの画像と、第２故障回路網候補ファイル１６ｇの挿入した故障の種類毎のマーク画像及び発光箇所の位置情報を示すマーク画像と、を合成してオーバレイ画像（図１４を参照）を生成し、そのオーバレイ画像を診断画像として出力する。

図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る診断処理は、出力工程（Ｓ５０６）の後に完了する。

本発明の第１実施形態によれば、半導体装置の発光解析の解析結果の発光パターンと、シミュレーション結果の発光パターン（半導体装置の故障動作時の発光パターン及び正常動作時の発光パターン）と、が略一致している第１故障回路網候補を第２故障回路網候補として抽出する。従って、正常動作時の発光パターンと故障動作時の発光パターンが肉眼で区別しにくい場合であっても、発光箇所を容易に特定することができる。その結果、半導体装置の診断の所要時間が短縮し、且つ、精度が向上する。

また、本発明の第１実施形態によれば、サイズの小さい発光解析の解析結果の発光パターンとサイズの大きいセル単位のシミュレーション結果の発光パターンとを比較する。従って、トランジスタサイズが小さいために発光パターンのサイズが小さくなってしまう場合であっても、発光箇所を容易に特定することができる。その結果、半導体装置の診断の所要時間が短縮し、且つ、精度が向上する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、半導体装置全体から故障箇所を絞り込む診断装置の例である。

本発明の第２実施形態に係る診断装置の構成は、本発明の第１実施形態と同様である（図１を参照）。

本発明の第２実施形態に係る診断装置の動作について図面を参照して説明する。図１６は、一般的な発光解析装置を用いて行われた発光解析の解析結果である発光像の一例を示す概略図である。図１７は、本発明の第２実施形態に係る診断対象となる半導体装置のレイアウトを示す概略図である。図１８は、本発明の第２実施形態に係る図１に示す故障セルリストファイル１６ｄのデータ構造を示す概略図である。図１９は、本発明の第２実施形態に係る図１に示す発光箇所辞書ファイル１６ｆのデータ構造の一例を示す概略図である。図２０は、本発明の第２実施形態に係る発光像の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較の一例を示す概略図である。図２１は、本発明の第２実施形態に係る図１に示す第２故障回路網候補ファイル１６ｇのデータ構造を示す概略図である。図２２は、本発明の第２実施形態に係るオーバレイ画像の一例を示す概略図である。

図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る診断処理では、はじめに、入力工程（Ｓ５０１）が行われる。入力工程（Ｓ５０１）では、入力部１２が、ユーザの指示を受け付けて、半導体装置全体の発光像情報及び設計情報を入力する。従って、発光像情報ファイル１６ｂは、半導体装置全体の発光量及び発光位置情報を含む。図１６に示すように、半導体装置全体の発光像は、全面に発光箇所が存在しているので、故障動作時の異常発光と正常動作時の発光が重なりやすく、故障箇所の特定がより困難な状態である。

次に、図５に示すように、故障セルリスト作成工程（Ｓ５０２）が行われる。故障セルリスト作成工程（Ｓ５０２）では、故障セルリスト作成部１４ａが、ソフトウェアなどによって実現される一般的な故障診断ツールを実行して、設計情報に対してスコアの一番高い（すなわち、故障している可能性の最も高い）セルのセル名を故障セルリストファイル１６ｄに格納するとともに、本発明の第１実施形態と同様に、トランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する。例えば、故障セルリスト作成部１４ａは、発光像の発光箇所（図１６を参照）と設計情報ファイル１６ｃのレイアウト（図１７を参照）とを対比して、発光箇所に位置するセル「Ｇ２」及び「Ｇ３」の前段に位置するセルのセル名（セル「Ｇ１」）を故障セルリストファイル１６ｄ（図１８を参照）に格納する。

次に、図５に示すように、故障辞書作成工程（Ｓ５０３）が行われる。故障辞書作成工程（Ｓ５０３）では、故障辞書作成部１４ｂが、設計情報及び故障セルリストに基づいて、故障セル候補の回路網の中から第１故障回路網候補を抽出して、故障辞書を作成する。例えば、故障辞書作成部１４ｂは、故障している可能性の最も高いセルの回路網（第１故障回路網候補）の回路網名及び故障の種類を故障辞書ファイル１６ｅ（図８を参照）に格納する。

次に、図５に示すように、発光箇所辞書作成工程（Ｓ５０４）が行われる。発光箇所辞書作成工程（Ｓ５０４）では、発光箇所辞書作成部１４ｃが、発光像情報、設計情報、診断パターン、及び故障辞書に基づいて、第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流及びスイッチング回数に関するシミュレーションを実行して、第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流及びスイッチング回数を含む発光箇所辞書を作成する。例えば、発光箇所辞書作成部１４ｃは、故障辞書ファイル１６ｅの第１故障回路網候補の回路網名に対応する故障の種類をトランジスタ回路網リストに適用し、そのトランジスタ回路網リストに診断パターンを適用してトランジスタの基板電流及びスイッチング回数に関するシミュレーションを実行し、シミュレーション結果を発光箇所辞書ファイル１６ｆ（図１９を参照）に格納する。図１９に示すように、発光箇所辞書は、第１故障回路網候補の識別情報（回路網名）と、第１故障回路網候補について挿入した故障の種類と、第１故障回路網候補の位置情報と、シミュレーション結果（トランジスタの基板電流（Ｉ_Ｂ）及びスイッチング回数（ＳＷ））と、を含んでいる。

次に、図５に示すように、故障回路網抽出工程（Ｓ５０５）が行われる。故障回路網抽出工程（Ｓ５０５）では、故障回路網抽出部１４ｄが、発光像情報、設計情報、及び発光箇所辞書に基づいて、第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する。例えば、故障回路網抽出部１４ｄは、図１１に示すトランジスタの基板電流（Ｉｓｕｂ）と発光量（Ｐｈｏｔｏｎ）の相関関係を用いて、セル単位で、発光解析の解析結果の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較を行い、比較結果が略一致した第１故障回路網候補を第２故障回路網候補ファイル１６ｇに格納する。図２０に示す例では、発光箇所辞書ファイル１６ｆの第１故障回路網候補に対応する発光解析の解析結果の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンとの比較結果が略一致しているので、故障回路網抽出部１４ｄは、第１故障回路網候補の発光箇所辞書を第２故障回路網候補ファイル１６ｇ（図２１を参照）に格納する。

次に、図５に示すように、出力工程（Ｓ５０６）では、出力部１８が、本発明の第１実施形態と同様に、診断画像を出力する。例えば、出力部１８は、設計情報ファイル１６ｃの設計情報のレイアウトの画像と、第２故障回路網候補ファイル１６ｇの挿入した故障の種類毎のマーク画像及び発光箇所の位置情報を示すマーク画像と、を合成してオーバレイ画像（図２２を参照）を生成し、そのオーバレイ画像を診断画像として出力する。

図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る診断処理は、出力工程（Ｓ５０６）の後に完了する。

なお、本発明の第２実施形態は、セル「Ｇ１」、並びにセル「Ｇ１」の後段に位置するセル「Ｇ２」及びセル「Ｇ３」に着目して説明したが、これに限られるものではない。本発明の第２実施形態は、他のセルに対しても同様に適用可能である。

本発明の第２実施形態によれば、セル単位で、発光解析の解析結果の発光パターンとシミュレーション結果の発光パターンを比較して、第２故障回路網候補を抽出する。従って、発光解析の解析結果の発光箇所がトランジスタのサイズと同程度の大きさであっても、故障箇所を特定することができる。

本発明の実施形態に係る診断装置の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、診断装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。

また、本発明の実施形態に係る診断装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。

上述した実施形態は、いずれも一例であって限定的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 診断装置
１２ 入力部
１４ プロセッサ
１４ａ 故障セルリスト作成部
１４ｂ 故障辞書作成部
１４ｃ 発光箇所辞書作成部
１４ｄ 故障回路網抽出部
１６ 記憶部
１６ａ 診断プログラム
１６ｂ 発光像情報ファイル
１６ｃ 設計情報ファイル
１６ｄ 故障セルリストファイル
１６ｅ 故障辞書ファイル
１６ｆ 発光箇所辞書ファイル
１６ｇ 第２故障回路網候補ファイル
１８ 出力部

Claims (5)

1. 発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光量及び発光位置情報を含む発光像情報、並びに前記半導体装置のレイアウトを含む設計情報に基づいて、前記発光像情報の発光位置情報に対応する故障セル候補を抽出して故障セルリストを作成し、前記設計情報から前記トランジスタの接続関係を示すトランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する故障セルリスト作成部と、
   前記設計情報、前記診断パターン、及び故障辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流に関するシミュレーションを実行して、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流を含む発光箇所辞書を作成する発光箇所辞書作成部と、
   前記発光像情報、前記設計情報、及び前記発光箇所辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する故障回路網抽出部と、
   前記第２故障回路網候補を出力する出力部と、を備えることを特徴とする半導体装置の診断装置。
2. 発光箇所辞書作成部は、前記第１故障回路網候補の位置情報と、前記第１故障回路網候補の識別情報と、前記第１故障回路網候補について挿入した故障の種類と、基板電流と、をさらに含む発光箇所辞書を作成する請求項１に記載の半導体装置の診断装置。
3. 前記故障回路網抽出部は、前記発光像情報の発光量及び発光位置情報と、発光箇所辞書作成部によって作成された発光箇所辞書の基板電流及び位置情報と、を比較し、それらが略一致する第１故障回路網候補を第２故障回路網候補として抽出する請求項１又は２に記載の半導体装置の診断装置。
4. 前記出力部は、前記設計情報に対して、前記故障回路網抽出部によって抽出された第２故障回路網候補の位置情報を適用して診断画像を出力する請求項１乃至３の何れか１項に記載の半導体装置の診断装置。
5. 発光解析によって取得された半導体装置の各セルのトランジスタの発光量及び発光位置情報を含む発光像情報、並びに前記半導体装置のレイアウトを含む設計情報に基づいて、前記発光像情報の発光位置情報に対応する故障セルリストを作成し、前記設計情報から前記トランジスタの接続関係を示すトランジスタ回路網リスト及び診断パターンを作成する故障セルリスト作成工程と、
   前記設計情報、前記診断パターン、及び故障辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流に関するシミュレーションを実行して、前記第１故障回路網候補を挿入したセル内のトランジスタの基板電流を含む発光箇所辞書を作成する発光箇所辞書作成工程と、
   前記発光像情報、前記設計情報、及び前記発光箇所辞書に基づいて、前記第１故障回路網候補の中から第２故障回路網候補を抽出する故障回路網候補抽出工程と、
   前記第２故障回路網候補を出力する出力工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の診断方法。

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