JP2014135314A - Failure analysis method for semiconductor devices - Google Patents

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Akira Shimase
朗 嶋瀬
Akihito Uchikado
哲人 内角
Toshiyuki Mashima
敏幸 真島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an analysis success rate and to shorten an analysis time, in a failure analysis technology for semiconductor devices.SOLUTION: A luminous phenomenon generated immediately under a gate electrode of a transistor is acquired to estimate a suspected short-circuited wiring pair. A position and time of the luminous phenomenon based on the luminous phenomenon from the transistor is acquired, and the gate of the transistor included in the abnormal place is extracted. Specific wiring connected to the gate is extracted, and wiring adjacent to the wiring is extracted as adjacent wiring, and the adjacent wiring and the specific wiring are extracted as the wiring pair. Logical simulation of the specific wiring and the adjacent wiring is executed, and voltage waveforms of the wiring pair obtained from the execution result are compared with each other, and a different potential time zone where a voltage of the specific wiring configuring the wiring pair and a voltage of the adjacent wiring are different from each other is calculated. On the basis of the number of light emission belonging to the different potential time zone and the number of light emission belonging to a zone other than the potential time zone, index data that is an index of possibility of short circuit with the specific wiring is calculated.

Description

本発明は、半導体装置の不良解析技術および不良解析プログラムに関する。また、ショート不良に関係すると特定された特定配線と短絡している配線を推定する半導体装置の不良解析技術および不良解析プログラムに適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device failure analysis technique and a failure analysis program. The present invention also relates to a semiconductor device failure analysis technique and a technique effective when applied to a failure analysis program for estimating a wiring short-circuited with a specified wiring related to a short circuit failure.

特開2000−275306号公報(特許文献1)には、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路の動作静止状態で電源電流(IDDQ)の異常を示す箇所が存在する半導体チップの故障箇所特定方法が記載されている。具体的に、この技術では、半導体チップの動作テストパターンに対する異常IDDQの変化モードを定義し、さらに、定義した異常IDDQの変化モードと、物理的異常との対応を示す第1の情報テーブルを予め作成するとしている。そして、発光解析により、動作テストパターン内の異常IDDQパターンに対する発光の変化と、モデル化した物理的異常との関係を示す第2の情報テーブルを予め作成する。これにより、故障解析の際に、両方のテーブルと、実際の半導体チップから得られる異常IDDQおよび発光の変化を比較することで、物理的異常が存在する箇所を特定することができるとしている。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-275306 (Patent Document 1) describes a method of identifying a faulty part of a semiconductor chip in which a part showing an abnormality of a power supply current (IDDQ) exists in a stationary state of a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) circuit. Has been. Specifically, in this technique, a change mode of the abnormality IDDQ with respect to the operation test pattern of the semiconductor chip is defined, and a first information table indicating the correspondence between the change mode of the defined abnormality IDDQ and the physical abnormality is previously stored. You are going to create. Then, a second information table indicating the relationship between the light emission change with respect to the abnormal IDDQ pattern in the operation test pattern and the modeled physical abnormality is created in advance by the light emission analysis. Thereby, at the time of failure analysis, it is said that a location where a physical abnormality exists can be specified by comparing both tables, an abnormality IDDQ obtained from an actual semiconductor chip, and a change in light emission.

特開2000−275306号公報JP 2000-275306 A

開発したLSI(Large Scale Integration)が完成して機能を評価する段階、LSIの量産が始まって歩留まり向上を推進している段階、LSIにストレスをかけて不具合が生じないか評価している段階、出荷したLSIを顧客が受け入れ入テストする段階、顧客がセットに組み込んでテストする段階、顧客セットを市場に出して稼動させている段階に代表される様々な段階でLSIの故障が発生する。   The stage where the developed LSI (Large Scale Integration) is completed and the function is evaluated, the stage where mass production of LSI begins and the improvement in yield is promoted, the stage where stress is applied to the LSI and the occurrence of defects is evaluated, LSI failures occur at various stages, such as a stage in which a customer accepts and tests the shipped LSI, a stage in which the customer incorporates and tests the LSI, and a stage in which the customer set is put on the market and operated.

このようなLSIの故障が発生した場合、その原因を確実に速く突き止め、設計・プロセス・テスト・顧客にフィードバックすることが、製品そのもの、さらには、半導体メーカとしての信頼性向上を獲得するために必要不可欠である。   When such an LSI failure occurs, the cause of the failure can be ascertained quickly and fed back to the design, process, test, and customer in order to gain improved reliability as the product itself and as a semiconductor manufacturer. Indispensable.

しかし、近年のLSIは、大規模化・高機能化・高速化が進み、配線の多層化・微細化、新材料の採用、実装方式の変化などの数々の要因によって、LSIの不良解析の難度が上がっており、解析成功率の低下や解析時間の長期化が問題となっている。   However, in recent years, LSIs have become larger, more functional, and faster, and due to a number of factors such as multilayer and miniaturization of wiring, the adoption of new materials, and changes in mounting methods, the difficulty of LSI failure analysis As a result, lowering of analysis success rate and longer analysis time have become problems.

本発明の目的は、半導体装置の不良解析技術において、解析成功率の向上や解析時間の短縮を図ることができる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the analysis success rate and shortening the analysis time in the semiconductor device failure analysis technique.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面か
ら明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

一実施の形態による半導体装置の不良解析方法は、異常現象に基づく異常現象を取得することにより、ショートしていると疑われる配線ペアを推定する技術に関する。この半導体装置の不良解析方法は、具体的には以下のステップを有する。   A semiconductor device failure analysis method according to an embodiment relates to a technique for estimating a wiring pair that is suspected of being short-circuited by acquiring an abnormal phenomenon based on an abnormal phenomenon. Specifically, the semiconductor device failure analysis method includes the following steps.

半導体素子からの異常現象に基づく異常現象の位置、および時間を取得するステップである。前記異常現象の位置に含まれるトランジスタのゲートを抽出する。抽出した前記ゲートに接続されている配線を特定配線として抽出する。   This is a step of acquiring the position and time of the abnormal phenomenon based on the abnormal phenomenon from the semiconductor element. The gate of the transistor included in the position of the abnormal phenomenon is extracted. A wiring connected to the extracted gate is extracted as a specific wiring.

そして、前記特定配線と隣接する配線を隣接配線として抽出し、抽出した前記隣接配線と前記特定配線とを配線ペアとして抽出する。続いて、前記特定配線、および前記隣接配線の論理シミュレーションを実行し、前記論理シミュレーションの結果から得られる電圧波形を取得する。   Then, the wiring adjacent to the specific wiring is extracted as an adjacent wiring, and the extracted adjacent wiring and the specific wiring are extracted as a wiring pair. Subsequently, a logic simulation of the specific wiring and the adjacent wiring is executed, and a voltage waveform obtained from the result of the logic simulation is acquired.

そして、前記配線ペアにおける電圧波形を比較して、前記配線ペアを構成する前記特定配線の電圧と前記隣接配線の電圧とが異なっている異電位時間帯を算出する。続いて、前記異電位時間帯に属する発光回数、および前記異電位時間帯以外の時間帯に属する発光回数に基づいて、前記特定配線と短絡している可能性の指標となる指標データを算出する。   And the voltage waveform in the said wiring pair is compared, and the different electric potential time slot | zone in which the voltage of the said specific wiring and the voltage of the said adjacent wiring which comprise the said wiring pair differ is calculated. Subsequently, based on the number of times of light emission belonging to the different potential time zone and the number of times of light emission belonging to a time zone other than the different potential time zone, index data serving as an index of the possibility of short-circuiting with the specific wiring is calculated. .

半導体装置の不良解析技術において、解析成功率の向上や解析時間の短縮を図ることができる。   In the failure analysis technology for semiconductor devices, it is possible to improve the analysis success rate and shorten the analysis time.

電子ビームテスティングの説明図である。It is explanatory drawing of electron beam testing. 多層配線構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a multilayer wiring structure. 発光検出技術の説明図である。It is explanatory drawing of the light emission detection technique. チャネル領域を流れる電子によって発光現象が生じるメカニズムの説明図である。It is explanatory drawing of the mechanism by which the light emission phenomenon arises with the electron which flows through a channel area | region. ゲート電極に印加するゲート電圧と、発光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gate voltage applied to a gate electrode, and emitted light intensity. 集積回路の一部を構成するセル間の信号伝達経路の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the signal transmission path | route between the cells which comprise a part of integrated circuit. セル間を接続する配線を伝達する電圧波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the voltage waveform which transmits the wiring which connects between cells. 集積回路の一部を構成するセル間の信号伝達経路の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the signal transmission path | route between the cells which comprise a part of integrated circuit. セル間を接続する配線を伝達する電圧波形の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the voltage waveform which transmits the wiring which connects between cells. 本実施の形態における不良解析システムのハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the defect analysis system in this Embodiment. 図10の解析支援装置に設けられた解析支援制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the analysis assistance control part provided in the analysis assistance apparatus of FIG. 図10の不良解析システムによる不良解析処理における処理概要の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process outline | summary in the defect analysis process by the defect analysis system of FIG. 図12の不良解析処理を実行する不良解析システムの機能分担の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the function sharing of the failure analysis system which performs the failure analysis process of FIG. 図11の不良解析システムによる発光検出から発光ボックスの設定までの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example from the light emission detection by the failure analysis system of FIG. 11 to the setting of the light emission box. 発光ボックス内のゲートからの配線抽出の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the wiring extraction from the gate in a light emission box. 図15にて抽出した配線、および隣接配線の表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of the wiring extracted in FIG. 15, and an adjacent wiring. 配線ペア抽出部がリストアップした配線ペアの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the wiring pair which the wiring pair extraction part listed. 図11の解析支援制御部に設けられた波形取得部が取得した各配線の論理波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the logic waveform of each wiring which the waveform acquisition part provided in the analysis assistance control part of FIG. 11 acquired. 異電位時間帯算出部が算出した異電位時間帯の抽出例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of extraction of the different electric potential time slot | zone calculated by the different electric potential time slot | zone calculation part. 異電位時間帯とフォトンとのカウンティングの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the counting of a different electric potential time slot | zone and a photon. 図20のスコア算出において、検出フォトン数を増加させた場合の一例を示す説明図である。In the score calculation of FIG. 20, it is explanatory drawing which shows an example at the time of increasing the number of detected photons. EBAC解析技術のメカニズムの説明図である。It is explanatory drawing of the mechanism of EBAC analysis technique. 本発明者が検討した不良解析の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the defect analysis which this inventor examined.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

〈背景〉
集積回路の半導体チップ内における信号伝達の状況を示す内部動作波形(動作タイミング波形)を観測する手法として、電子ビームテスティングと呼ばれる技術が使用されている。
<background>
A technique called electron beam testing is used as a technique for observing an internal operation waveform (operation timing waveform) indicating the state of signal transmission in a semiconductor chip of an integrated circuit.

この電子ビームテスティングは、集積回路を構成する配線に電子ビームを照射し、照射した際に発生する2次電子の検出収量が配線に印加されている電位によって変化することを応用した解析手法であり、130nmプロセス世代までは、現在も一般的な動作タイミング解析手法として活用されている。   This electron beam testing is an analysis technique that applies the fact that the detection yield of secondary electrons generated by irradiating an electron beam to the wiring that constitutes the integrated circuit changes depending on the potential applied to the wiring. Yes, up to the 130 nm process generation, it is still used as a general operation timing analysis method.

この電子ビームテスティングによれば、配線を伝達する内部動作波形を観測することができるので、内部動作波形の異常波形から配線のショート不良やオープン不良を推測することができる。   According to this electron beam testing, the internal operation waveform transmitted through the wiring can be observed, so that a short circuit failure or an open failure of the wiring can be estimated from the abnormal waveform of the internal operation waveform.

具体的に、この電子ビームテスティングについて説明する。   Specifically, this electron beam testing will be described.

図1は、電子ビームテスティングの説明図である。図1に示すように、例えば、半導体基板1Sには、集積回路の一部を構成する電界効果トランジスタが形成されている。この電界効果トランジスタは、半導体基板1S内に半導体領域であるソース領域SRとドレイン領域DRを有し、このソース領域SRとドレイン領域DRの間の領域がチャネル領域となる。   FIG. 1 is an explanatory diagram of electron beam testing. As shown in FIG. 1, for example, a field effect transistor constituting a part of an integrated circuit is formed on a semiconductor substrate 1S. This field effect transistor has a source region SR and a drain region DR which are semiconductor regions in a semiconductor substrate 1S, and a region between the source region SR and the drain region DR becomes a channel region.

そして、チャネル領域上には、ゲート絶縁膜GOXを介してゲート電極Gが形成されている。このように構成されている電界効果トランジスタには、配線が電気的に接続されている。例えば、ソース領域SRには、ソース配線SLが電気的に接続され、ドレイン領域DRには、ドレイン配線DLが電気的に接続されている。また、ゲート電極Gには、ゲート配線GLが電気的に接続されている。これらのゲート配線GL、ドレイン配線DL、および、ソース配線SLは、複数の配線層で構成され、配線層は層間絶縁膜ILに形成される。   A gate electrode G is formed on the channel region via a gate insulating film GOX. A wiring is electrically connected to the field effect transistor configured as described above. For example, the source line SR is electrically connected to the source region SR, and the drain line DL is electrically connected to the drain region DR. In addition, a gate wiring GL is electrically connected to the gate electrode G. The gate wiring GL, the drain wiring DL, and the source wiring SL are composed of a plurality of wiring layers, and the wiring layers are formed in the interlayer insulating film IL.

なお、電界効果トランジスタがn型MISFET(Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistor)の場合、半導体基板1Sはp型のシリコン基板またはp型のウェル領域となり、ソース領域SRおよびドレイン領域DRはn型の半導体領域となる。   When the field effect transistor is an n-type MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistor), the semiconductor substrate 1S is a p-type silicon substrate or a p-type well region, and the source region SR and the drain region DR are n-type. It becomes a semiconductor region.

ここで、例えば、ゲート電極Gに接続されているゲート配線GLに印加される動作波形を観測することを考える。この場合、まず、図1に示すように、FIB(Focused Ion Beam)加工によって、ゲート配線GLに達する接続孔を形成し、その後、FIBCVD法(Focused Ion Beam Chemical Vapor Deposition)により、接続孔に金属膜を埋め込む。そして、金属膜を埋め込んだ接続孔上にパッドFPDを形成する。これにより、ゲート配線GLと電気的に接続されたパッドFPDを層間絶縁膜の表面に形成することができる。   Here, for example, consider observing an operation waveform applied to the gate wiring GL connected to the gate electrode G. In this case, first, as shown in FIG. 1, a connection hole reaching the gate wiring GL is formed by FIB (Focused Ion Beam) processing, and then metal is formed in the connection hole by FIBCVD (Focused Ion Beam Chemical Vapor Deposition). Embed the membrane. Then, a pad FPD is formed on the connection hole in which the metal film is embedded. Thereby, the pad FPD electrically connected to the gate wiring GL can be formed on the surface of the interlayer insulating film.

この状態で、電子ビーム照射・走査部EBUから電子ビームをパッドFPDに照射する。このとき、集積回路を動作状態にしており、ゲート配線GLには様々な動作電圧が印加されていることになる。つまり、ゲート配線GLには、動作波形が伝達していることになる。   In this state, the electron beam irradiation / scanning unit EBU irradiates the pad FPD with the electron beam. At this time, the integrated circuit is in an operating state, and various operating voltages are applied to the gate wiring GL. That is, the operation waveform is transmitted to the gate line GL.

ここで、電子ビームをパッドFPDに照射する場合、パッドFPDから2次電子が放出されるが、ゲート配線GLに印加されている電圧によって周囲の電位が変化するため、2次電子の2次電子検出器SEDでの補足数が変化する。   Here, when the pad FPD is irradiated with an electron beam, secondary electrons are emitted from the pad FPD. However, since the surrounding potential changes depending on the voltage applied to the gate wiring GL, the secondary electrons of the secondary electrons. The number of supplements at the detector SED changes.

したがって、2次電子検出器SEDでの2次電子の補足数を解析することにより、解析対象となっているゲート配線GLの電位が時間に対してどのように変化しているかを解析することができるのである。つまり、2次電子検出器SEDにおける2次電子の補足数を計測することにより、間接的に、ゲート配線GLの動作波形を解析することができる。   Therefore, it is possible to analyze how the potential of the gate wiring GL to be analyzed changes with time by analyzing the number of secondary electrons captured by the secondary electron detector SED. It can be done. That is, the operation waveform of the gate wiring GL can be indirectly analyzed by measuring the number of secondary electrons captured in the secondary electron detector SED.

この結果、電子ビームテスティングによれば、解析対象となっているゲート配線GLの動作波形に異常があるかを判断することができ、例えば、内部動作波形の異常波形が存在する場合には、この異常波形を解析することにより、ゲート配線GLのショート不良やオープン不良を推測することができる。   As a result, according to the electron beam testing, it can be determined whether there is an abnormality in the operation waveform of the gate wiring GL to be analyzed. For example, when an abnormal waveform of the internal operation waveform exists, By analyzing this abnormal waveform, it is possible to estimate a short circuit failure or an open failure of the gate wiring GL.

ところが、130nmプロセス世代から、配線層の多層化が進み、さらに、多層配線層の上層部に電源配線やグランド配線の幅広い配線を敷設する設計が採用されている。このことから、これまで実施してきた集束イオンビームによる加工で、解析対象配線から多層配線層の表面に引き上げる接続パッドの形成が困難な状況となっている。   However, from the 130 nm process generation, multilayer wiring layers have been developed, and a design in which a wide range of power wiring and ground wiring is laid on the upper layer of the multilayer wiring layer has been adopted. For this reason, it is difficult to form a connection pad that is pulled up from the analysis target wiring to the surface of the multilayer wiring layer by the focused ion beam processing that has been performed so far.

つまり、電子ビームテスティングでは、解析対象配線と接続する接続パッドを多層配線層の表面に形成する必要があるが、配線の微細化および高密度化によって、解析対象配線と電気的に接続される接続パッドの形成が困難となってきている。   In other words, in electron beam testing, it is necessary to form a connection pad connected to the analysis target wiring on the surface of the multilayer wiring layer, but it is electrically connected to the analysis target wiring by miniaturization and densification of the wiring. Formation of connection pads has become difficult.

よって、配線の微細化および高密度化が進んでいる130nmプロセス世代以降では、半導体チップの表面側から解析対象配線の動作波形を観測する電子ビームテスティングの使用が困難な状況になりつつある。   Therefore, after the 130 nm process generation in which miniaturization and high density of wiring are progressing, it is becoming difficult to use electron beam testing for observing the operation waveform of the wiring to be analyzed from the surface side of the semiconductor chip.

具体的に、図2は、多層配線構造の一例を示す断面図である。   Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer wiring structure.

図2に示すように、半導体基板1S上に多層配線層MLが形成されている。この場合、多層配線層MLのうち下層に形成されている配線を解析対象配線とする場合、この下層に形成されている解析対象配線と接続する接続パッドを、他の配線と接続しないように多層配線層MLの表面に引き出すことが困難であることがわかる。   As shown in FIG. 2, a multilayer wiring layer ML is formed on the semiconductor substrate 1S. In this case, when the wiring formed in the lower layer of the multilayer wiring layer ML is used as the analysis target wiring, the connection pad connected to the analysis target wiring formed in the lower layer is multilayered so as not to connect to other wiring. It can be seen that it is difficult to draw out to the surface of the wiring layer ML.

すなわち、図2に示すように、多層配線層MLの層数の増加や配線の高密度化が進んでいることから、例えば、解析対象配線が比較的下層に形成されている場合には、この解析対象配線と電気的に接続する接続パッドの形成が困難になるのである。なお、図2は、層間絶縁膜ILに形成された配線溝、およびプラグ部に、例えば、金属膜を含む導電膜を埋め込むことにより、配線Lを形成する例を示している。   That is, as shown in FIG. 2, since the number of layers of the multilayer wiring layer ML is increased and the wiring density is increasing, for example, when the analysis target wiring is formed in a relatively lower layer, this This makes it difficult to form connection pads that are electrically connected to the analysis target wiring. FIG. 2 shows an example in which the wiring L is formed by embedding a conductive film including a metal film in the wiring groove and the plug portion formed in the interlayer insulating film IL.

以上のことから、集積回路の微細化や高密度化に伴って、半導体チップの表面側から解析対象配線の動作波形を観測する電子ビームテスティングに代わるテスティング技術が必要とされている。   From the above, with the miniaturization and high density of integrated circuits, a testing technique that replaces electron beam testing for observing the operation waveform of the wiring to be analyzed from the surface side of the semiconductor chip is required.

そこで、近年では、半導体チップの裏面、つまり、シリコン基板側から、集積回路の内部動作波形を観測する手法である裏面タイミング解析技術の提案がいくつかなされている。例えば、裏面タイミング解析技術の最初の提案としてPICA(Pico-second Imaging for Circuit Analysis)が挙げられる。   Therefore, in recent years, several proposals have been made on the back surface timing analysis technique, which is a technique for observing the internal operation waveform of the integrated circuit from the back surface of the semiconductor chip, that is, from the silicon substrate side. For example, PICA (Pico-second Imaging for Circuit Analysis) is given as the first proposal of the back surface timing analysis technology.

PICAは、動作させている集積回路を構成するトランジスタでの電位遷移時に電圧に依存した一定の確率で発生する発光を捉え、この発光を積算して動作タイミングを観察する手法である。つまり、PICAは、電位遷移時のタイミングでトランジスタから生じる発光を検出し、この発光から電位遷移時のタイミングを特定して内部動作波形を解析する手法である。   PICA is a method of observing operation timing by capturing light emission generated at a certain probability depending on voltage at the time of potential transition in a transistor constituting an integrated circuit to be operated, and integrating the light emission. That is, PICA is a technique for detecting light emission generated from a transistor at the timing of potential transition, and analyzing the internal operation waveform by specifying the timing at the time of potential transition from this light emission.

そして、このPICAの変形手法として、特定のトランジスタからの発光箇所をシャッタで選択して取り込むTREM(Time Resolved Emission Microscopy)と呼ばれる技術も提案されており、両者とも発光検出技術を適用した不良解析装置として実用化されている。   A technique called TREM (Time Resolved Emission Microscopy) has been proposed as a modification method of this PICA, and a light emission location from a specific transistor is selected and taken in by a shutter. Has been put to practical use.

また、トランジスタの活性領域と基板領域との境界に形成されるpn接合にレーザ光を照射した際、このpn接合で反射される反射レーザ光の強度や位相がpn接合に印加されている電位によって変化する現象(Franz-Keldysh効果/自由キャリア吸収)を利用したLVP(Laser Voltage Probing)と呼ばれる解析手法がある。また、その変形技術として、周波数解析を利用したLVI(Laser Voltage Imaging)と呼ばれる解析手法も提案されており、両者とも不良解析装置として実用化されている。   Further, when a pn junction formed at the boundary between the active region of the transistor and the substrate region is irradiated with laser light, the intensity and phase of the reflected laser light reflected by the pn junction depends on the potential applied to the pn junction. There is an analysis method called LVP (Laser Voltage Probing) using a changing phenomenon (Franz-Keldysh effect / free carrier absorption). As a modification technique, an analysis method called LVI (Laser Voltage Imaging) using frequency analysis has been proposed, and both are put into practical use as defect analysis apparatuses.

今後、さらに困難となることが予想される不良解析のために、それぞれの解析手法の特徴を評価して、解析の守備範囲を拡大することが可能な手法を導入し、導入した手法を解析ツールとして活用展開する必要がある。   For failure analysis that is expected to become even more difficult in the future, we will introduce methods that can evaluate the characteristics of each analysis method and expand the scope of analysis, and use the introduced method as an analysis tool. It is necessary to expand the use as.

本実施の形態では、特に、上述したPICA技術の応用範囲を検討するために実験を進めた結果、PICA技術の応用展開として、今後の不良解析において実用化されると有効な手法となる技術的思想を見出した。   In this embodiment, in particular, as a result of conducting an experiment to examine the application range of the above-described PICA technology, as an application development of the PICA technology, a technical technique that becomes an effective technique when put into practical use in future failure analysis I found an idea.

具体的に、PICA技術は、発光検出技術を使用することにより、半導体チップの裏面から集積回路の内部動作波形を観測する手法であり、観測した内部動作波形(動作タイミング)の異常からショート不良やオープン不良を推測する不良解析技術である。   Specifically, the PICA technology is a method of observing the internal operation waveform of the integrated circuit from the back surface of the semiconductor chip by using the light emission detection technology. This is a failure analysis technology that estimates open failures.

この点に関し、本発明者は、PICA技術で使用されている発光検出技術を、ショート不良に関係していると特定された特定配線と短絡している相手側の配線を推定する解析手法に応用することができることを見出したのである。   In this regard, the present inventor applied the light emission detection technology used in the PICA technology to an analysis method for estimating a wiring on the other side that is short-circuited with a specific wiring specified to be related to a short circuit defect. I found out that I can do it.

つまり、本実施の形態は、PICA技術で使用されている発光検出技術の応用範囲を広げる技術的思想である。以下、本実施の形態における技術的思想を説明する前に、まず、その前提となる発光検出技術について説明する。   That is, this embodiment is a technical idea that expands the application range of the light emission detection technology used in the PICA technology. Hereinafter, before explaining the technical idea in the present embodiment, first, a light emission detection technique as a premise thereof will be described.

〈発光検出技術〉
図3は、発光検出技術の説明図である。図3に示すように、例えば、半導体基板1Sには、集積回路の一部を構成する電界効果トランジスタが形成されている。この電界効果トランジスタは、半導体基板1S内に半導体領域であるソース領域SRとドレイン領域DRを有し、このソース領域SRとドレイン領域DRの間の領域がチャネル領域となる。そして、チャネル領域上には、ゲート絶縁膜GOXを介してゲート電極Gが形成されている。
<Luminescence detection technology>
FIG. 3 is an explanatory diagram of the light emission detection technique. As shown in FIG. 3, for example, a field effect transistor constituting a part of the integrated circuit is formed on the semiconductor substrate 1S. This field effect transistor has a source region SR and a drain region DR which are semiconductor regions in a semiconductor substrate 1S, and a region between the source region SR and the drain region DR becomes a channel region. A gate electrode G is formed on the channel region via a gate insulating film GOX.

このように構成されている電界効果トランジスタには、配線が電気的に接続されている。例えば、ソース領域SRには、ソース配線SLが電気的に接続され、ドレイン領域DRには、ドレイン配線DLが電気的に接続されている。また、ゲート電極Gには、ゲート配線GLが電気的に接続されている。これらのゲート配線GL、ドレイン配線DL、および、ソース配線SLは、複数の配線層で構成され、配線層は層間絶縁膜ILに形成される。   A wiring is electrically connected to the field effect transistor configured as described above. For example, the source line SR is electrically connected to the source region SR, and the drain line DL is electrically connected to the drain region DR. In addition, a gate wiring GL is electrically connected to the gate electrode G. The gate wiring GL, the drain wiring DL, and the source wiring SL are composed of a plurality of wiring layers, and the wiring layers are formed in the interlayer insulating film IL.

ここで、電界効果トランジスタを動作させる場合、ソース領域SRからドレイン領域DRにむかって電子が流れる。この電子がチャネル領域を流れることによって、発光現象が生じる。そして、この発光現象を光検出部LDUで検出する技術が発光検出技術である。   Here, when the field effect transistor is operated, electrons flow from the source region SR toward the drain region DR. A light emission phenomenon occurs when the electrons flow through the channel region. A technique for detecting this light emission phenomenon by the light detection unit LDU is a light emission detection technique.

以下に、電子がチャネル領域を流れることによって発光現象が生じるメカニズムについて説明する。   Hereinafter, a mechanism in which a light emission phenomenon occurs when electrons flow in the channel region will be described.

図4は、チャネル領域を流れる電子によって発光現象が生じるメカニズムの説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a mechanism in which a light emission phenomenon occurs due to electrons flowing in the channel region.

この図4において、ゲート電極Gには、ゲート電圧VGが印加されるように構成されている。また、ソース領域SRは接地電位に固定され、かつ、ドレイン領域DRには、ドレイン電圧VDが印加されるように構成されている。   In FIG. 4, a gate voltage VG is applied to the gate electrode G. The source region SR is fixed to the ground potential, and the drain voltage DR is applied to the drain region DR.

例えば、ドレイン領域DRに正電圧のドレイン電圧VDを印加した状態で、ゲート電極Gに印加するゲート電圧VGを大きくしていくと、ゲート電極G直下の半導体基板1Sの表面を電子が流れ始める。   For example, when the gate voltage VG applied to the gate electrode G is increased in a state where the positive drain voltage VD is applied to the drain region DR, electrons begin to flow on the surface of the semiconductor substrate 1S immediately below the gate electrode G.

すなわち、ゲート電極Gに印加するゲート電圧VGを徐々に上昇させていくと、ソース領域SRからゲート電極Gの直下領域を通ってドレイン領域DRに電子が流れる。つまり、電子は、ソース領域SRとドレイン領域DRの間に印加されている電位差によって加速されながらゲート電極Gの直下領域を通ってドレイン領域DRへ流れることになる。   That is, when the gate voltage VG applied to the gate electrode G is gradually increased, electrons flow from the source region SR to the drain region DR through the region immediately below the gate electrode G. That is, electrons flow through the region immediately below the gate electrode G to the drain region DR while being accelerated by the potential difference applied between the source region SR and the drain region DR.

このとき、加速された電子の一部は、ゲート電極Gの直下領域に存在するシリコン結晶に衝突するが、加速されている電子のエネルギーが高くなっている場合(ホットエレクトロン)には、電子がシリコン結晶に衝突することにより、インパクトイオン化が生じる。つまり、加速された電子がシリコン結晶に衝突することにより、シリコン結晶に存在する電子が弾き飛ばされて正孔・電子対が発生する。そして、発生した正孔・電子が再結合することにより発光現象が生じるのである。   At this time, some of the accelerated electrons collide with the silicon crystal existing in the region directly under the gate electrode G. However, when the energy of the accelerated electrons is high (hot electrons), Impact ionization occurs by colliding with the silicon crystal. That is, when the accelerated electrons collide with the silicon crystal, the electrons existing in the silicon crystal are blown off to generate hole / electron pairs. Then, the generated holes and electrons are recombined to cause a light emission phenomenon.

実際には、発生した正孔と電子は、互いに逆方向に進行するため、同時に発生した正孔と電子が再結合する確率は低いが、図4では、簡略化して、同時に発生した正孔と電子が再結合するように図示している。   Actually, since the generated holes and electrons travel in opposite directions, the probability that the simultaneously generated holes and electrons recombine is low. However, in FIG. Illustrated as electrons recombine.

実際には、ある箇所でのインパクトイオン化によって発生した電子と、別の箇所でのインパクトイオン化によって発生した正孔が衝突することにより再結合が起こり、これによって発光現象が生じる。   In practice, recombination occurs when electrons generated by impact ionization at one location collide with holes generated by impact ionization at another location, thereby causing a light emission phenomenon.

ここで、重要な点は、上述した発光現象の発光強度が、ゲート電極Gに印加するゲート電圧VGの大きさに依存している点である。この点について説明する。   Here, the important point is that the light emission intensity of the above-described light emission phenomenon depends on the magnitude of the gate voltage VG applied to the gate electrode G. This point will be described.

図5は、ゲート電極Gに印加するゲート電圧VGと、発光強度との関係を示すグラフである。図5において、横軸はゲート電圧VG(V)を示しており、縦軸は発光強度(任意単位)を示している。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the gate voltage VG applied to the gate electrode G and the light emission intensity. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the gate voltage VG (V), and the vertical axis indicates the emission intensity (arbitrary unit).

図5に示すように、ゲート電圧VGが0V近傍の場合、発光強度はほとんどゼロに等しく、その後、ゲート電圧VGが大きくなるにしたがって、発光強度が増加する。そして、ゲート電圧VGがドレイン電圧VDの半分程度になったとき、発光強度が最も大きくなり、その後、ゲート電圧VGが増加するにしたがって、発光強度が減少していることがわかる。   As shown in FIG. 5, when the gate voltage VG is in the vicinity of 0 V, the emission intensity is almost equal to zero, and thereafter, the emission intensity increases as the gate voltage VG increases. When the gate voltage VG becomes about half of the drain voltage VD, it can be seen that the emission intensity becomes the highest, and thereafter, the emission intensity decreases as the gate voltage VG increases.

このような現象が生じる理由は、以下のように考えることができる。つまり、ゲート電極Gに印加されるゲート電圧VGが0V近傍の場合、電界効果トランジスタはオフしている。このため、ゲート電極Gの直下領域にはチャネル領域が形成されず、ソース領域SRとドレイン領域DRの間に電位差があっても電流は流れない。   The reason why such a phenomenon occurs can be considered as follows. That is, when the gate voltage VG applied to the gate electrode G is in the vicinity of 0 V, the field effect transistor is off. For this reason, a channel region is not formed immediately below the gate electrode G, and no current flows even if there is a potential difference between the source region SR and the drain region DR.

このようにゲート電圧VGが0V近傍の場合には、そもそも、ゲート電極Gの直下領域を電子がほとんど通過しないため、電子がシリコン結晶に衝突することで正孔・電子対が発生することもほとんどない。この結果、ゲート電圧VGが0V近傍の場合には、発光現象が生じないと考えられる。   When the gate voltage VG is in the vicinity of 0 V as described above, since electrons hardly pass through the region immediately below the gate electrode G, hole / electron pairs are almost generated when the electrons collide with the silicon crystal. Absent. As a result, it is considered that the light emission phenomenon does not occur when the gate voltage VG is in the vicinity of 0V.

続いて、ゲート電圧VGがドレイン電圧VDの半分程度に上昇した場合を考える。このときのゲート電圧VGは中間電圧と呼ばれる。ゲート電圧VGが中間電圧近傍になっている場合、ゲート電極Gの直下領域には、完全な反転層からなるチャネル領域は形成されていないが、チャネル領域が形成される初期段階(不完全なチャネル領域が形成されている段階)にある。   Next, consider a case where the gate voltage VG rises to about half of the drain voltage VD. The gate voltage VG at this time is called an intermediate voltage. When the gate voltage VG is in the vicinity of the intermediate voltage, a channel region composed of a complete inversion layer is not formed immediately below the gate electrode G, but an initial stage (an incomplete channel is formed). The region is being formed).

このため、ソース領域SRとドレイン領域DRの間を徐々に電流が流れ始めることになる。すなわち、ゲート電圧VGが中間電圧の場合、ゲート電極Gの直下領域を電子が通過し始める。   For this reason, current gradually starts to flow between the source region SR and the drain region DR. That is, when the gate voltage VG is an intermediate voltage, electrons begin to pass through the region immediately below the gate electrode G.

この結果、ゲート電極Gの直下領域を流れる電子は、ソース領域SRとドレイン領域DRの間に電位差によって加速されることになる。ここで、ゲート電圧VGが中間電圧の場合、チャネル領域が形成される初期段階にあるため、完全な反転層が形成される場合と比較して抵抗が高くなっている状態にあると考えられる。   As a result, electrons flowing in the region immediately below the gate electrode G are accelerated by a potential difference between the source region SR and the drain region DR. Here, when the gate voltage VG is an intermediate voltage, it is considered that the resistance is higher than that when a complete inversion layer is formed because the channel region is in an initial stage.

抵抗が高いということは、電子がシリコン結晶に衝突する頻度が大きくなることを意味しており、これによって、加速された電子がシリコン結晶に衝突してインパクトイオン化が生じる可能性が高まるのである。   High resistance means that the frequency with which the electrons collide with the silicon crystal increases, and this increases the possibility that the accelerated electrons collide with the silicon crystal and impact ionization occurs.

この結果、ゲート電圧VGが中間電圧の場合、インパクトイオン化による正孔・電子対が大量に発生し、これによって、正孔と電子の再結合の確率が上昇する。このことから、正孔と電子の再結合に起因した発光が増加するため、発光強度が増加するものと考えられる。   As a result, when the gate voltage VG is an intermediate voltage, a large number of hole-electron pairs are generated by impact ionization, thereby increasing the probability of recombination of holes and electrons. From this, it is considered that light emission intensity increases because light emission due to recombination of holes and electrons increases.

次に、ゲート電圧VGがドレイン電圧VD程度に上昇した場合を考える。この場合、ゲート電極Gの直下領域には、完全な反転層からなるチャネル領域が形成される。このため、ソース領域SRとドレイン領域DRの間を電流が流れることになる。この結果、ゲート電極Gの直下領域を流れる電子は、ソース領域SRとドレイン領域DRの間に電位差によって加速されることになる。   Next, consider a case where the gate voltage VG rises to about the drain voltage VD. In this case, a channel region made of a complete inversion layer is formed immediately below the gate electrode G. For this reason, a current flows between the source region SR and the drain region DR. As a result, electrons flowing in the region immediately below the gate electrode G are accelerated by a potential difference between the source region SR and the drain region DR.

ところが、ゲート電圧VGがドレイン電圧VD程度に上昇した場合、ゲート電極Gの直下領域には、完全な反転層からなるチャネル領域が形成されており、この完全な反転層からなるチャネル領域の抵抗は低くなっている。   However, when the gate voltage VG rises to about the drain voltage VD, a channel region composed of a complete inversion layer is formed immediately below the gate electrode G, and the resistance of the channel region composed of this complete inversion layer is It is low.

つまり、抵抗が低くなるということは、電子がシリコン結晶に衝突する頻度が小さくなることを意味しており、これによって、加速された電子がシリコン結晶に衝突してインパクトイオン化が生じる可能性が小さくなるのである。   In other words, the lower resistance means that the frequency with which the electrons collide with the silicon crystal decreases, and this reduces the possibility that the accelerated electrons will collide with the silicon crystal and cause impact ionization. It becomes.

この結果、ゲート電圧VGがドレイン電圧VD程度に上昇した場合、インパクトイオン化による正孔・電子対の発生が減少し、これによって、正孔と電子の再結合の確率が低下する。このことから、正孔と電子の再結合に起因した発光が減少するため、発光強度が小さくなるものと考えられる。   As a result, when the gate voltage VG rises to about the drain voltage VD, the generation of hole / electron pairs due to impact ionization is reduced, thereby reducing the probability of recombination of holes and electrons. From this, it is considered that the light emission intensity decreases because light emission due to recombination of holes and electrons decreases.

以上のことから、ゲート電極Gの直下領域で発生する発光現象は、ゲート電極Gに印加されているゲート電圧VGが中間電圧になっている場合に生じやすくなる傾向があることがわかる。   From the above, it can be seen that the light emission phenomenon that occurs in the region immediately below the gate electrode G tends to occur when the gate voltage VG applied to the gate electrode G is an intermediate voltage.

続いて、上述した発光現象が集積回路の不良解析にどのように利用されているかについて説明する。   Next, how the above-described light emission phenomenon is used for failure analysis of an integrated circuit will be described.

図6は、集積回路の一部を構成するセル間の信号伝達経路の一例を示す説明図である。図6において、セルCL1とセルCL2が配線で接続されており、セルCL2とセルCL3が配線で接続されている。ここで、セルとは、複数のトランジスタを含む一定の機能を有する回路として定義される。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a signal transmission path between cells constituting a part of the integrated circuit. In FIG. 6, a cell CL1 and a cell CL2 are connected by wiring, and a cell CL2 and a cell CL3 are connected by wiring. Here, the cell is defined as a circuit having a certain function including a plurality of transistors.

また、ここでは、セルCL1〜セルCL3を構成する回路は、例えば、ロジック回路(デジタル回路)から構成されていることを前提としている。このロジック回路では、セル間を接続する配線は、トランジスタのゲート電極と電気的に接続されるように構成されている。   Here, it is assumed that the circuits constituting the cells CL1 to CL3 are constituted by, for example, logic circuits (digital circuits). In this logic circuit, the wiring connecting the cells is configured to be electrically connected to the gate electrode of the transistor.

まず、図6に示すように、セルCL1とセルCL2との間の配線を信号が伝達する場合に着目する。具体的には、セルCL1からHigh信号(高電圧VH)とLow信号(低電圧VL)が交互に変化する信号が出力されるとする。この場合、High信号(高電圧VH)とLow信号(低電圧VL)が交互に変化する信号が、セルCL1とセルCL2の間の配線を伝達して、セルCL2に入力される。   First, as shown in FIG. 6, attention is paid to a case where a signal is transmitted through the wiring between the cell CL1 and the cell CL2. Specifically, it is assumed that a signal in which a High signal (high voltage VH) and a Low signal (low voltage VL) are alternately changed is output from the cell CL1. In this case, a signal in which a High signal (high voltage VH) and a Low signal (low voltage VL) alternately change is transmitted through the wiring between the cell CL1 and the cell CL2 and input to the cell CL2.

この場合、セルCL1とセルCL2の間の配線では、図7に示すような電圧波形が観測される。図7は、セルCL1とセルCL2の間を接続する配線を伝達する電圧波形の一例を示す説明図である。   In this case, a voltage waveform as shown in FIG. 7 is observed in the wiring between the cell CL1 and the cell CL2. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a voltage waveform transmitted through a wiring connecting the cell CL1 and the cell CL2.

図7に示すように、セルCL1とセルCL2の間を接続する配線には、Low信号(低電圧VL)とHigh信号(高電圧VH)が交互に変化する信号が印加される。このとき、例えば、Low信号(低電圧VL)からHigh信号(高電圧VH)に遷移する現象や、High信号(高電圧VH)からLow信号(低電圧VL)に遷移する現象が生じることになる。この遷移現象の過程においては、必ず、高電圧VHと低電圧VLの間の中間電圧VMを通過する時間が存在することになる。   As shown in FIG. 7, a signal that alternately changes the Low signal (low voltage VL) and the High signal (high voltage VH) is applied to the wiring connecting the cells CL1 and CL2. At this time, for example, a phenomenon of transition from a low signal (low voltage VL) to a high signal (high voltage VH) or a phenomenon of transition from a high signal (high voltage VH) to a low signal (low voltage VL) occurs. . In the process of this transition phenomenon, there is always a time for passing the intermediate voltage VM between the high voltage VH and the low voltage VL.

この結果、セルCL1とセルCL2とを接続する配線に中間電圧VMが印加されることになり、この中間電圧VMが印加されている状態では、セルCL1とセルCL2とを接続する配線に接続されているトランジスタのゲート電極直下で発光現象が生じる可能性がある。   As a result, the intermediate voltage VM is applied to the wiring that connects the cell CL1 and the cell CL2, and when the intermediate voltage VM is applied, the wiring is connected to the wiring that connects the cell CL1 and the cell CL2. There is a possibility that a light emission phenomenon may occur immediately below the gate electrode of the transistor.

実際に電源電圧に依存して、10万回から100万回に1回程度、発光現象が生じる。発光現象の発生確率が低いため、実際には、テスタでパターンをループさせて、一定時間の情報を加算することが行われている。このようにして、電圧の遷移現象の過程で発光現象が生じるため、この発光現象を観測することにより、間接的に電圧の遷移タイミングを特定することができる。   Actually, depending on the power supply voltage, the light emission phenomenon occurs about once every 100,000 to 1 million times. Since the occurrence probability of the light emission phenomenon is low, in practice, a pattern is looped by a tester and information for a certain time is added. In this way, the light emission phenomenon occurs in the process of the voltage transition phenomenon, and therefore, the voltage transition timing can be indirectly specified by observing this light emission phenomenon.

すなわち、発光現象が生じた場合、そのタイミングで電圧の遷移が生じているということがわかるため、発光現象を検出して解析することにより、配線を伝達する信号の動作波形を獲得することができる。   That is, when a light emission phenomenon occurs, it can be seen that a voltage transition occurs at that timing, and therefore, by detecting and analyzing the light emission phenomenon, an operation waveform of a signal transmitted through the wiring can be obtained. .

そして、この獲得した動作波形(動作タイミング)を解析することにより、動作波形の異常を検出することができる。このような技術がPICAやTREMとして知られている。   Then, by analyzing the acquired operation waveform (operation timing), an abnormality in the operation waveform can be detected. Such a technique is known as PICA or TREM.

上述したように、トランジスタのゲート電極直下で発生する発光現象を利用して、配線を伝達する信号の動作波形を解析する不良解析技術は知られているが、さらに、本発明者は、発光現象を動作タイミングとは別の不良解析技術に利用する知見を見出している。以下に、この知見について説明する。   As described above, there is known a failure analysis technique for analyzing an operation waveform of a signal transmitted through a wiring by using a light emission phenomenon that occurs immediately below a gate electrode of a transistor. Has been found to be used for failure analysis technology different from operation timing. Hereinafter, this knowledge will be described.

図8は、集積回路の一部を構成するセル間の信号伝達経路の一例を示す説明図である。図8において、セルCL1とセルCL3が配線で接続されており、セルCL2とセルCL4が配線で接続されている。図8では、説明を簡単にするため、注目している時間帯において、セルCL1からは、固定されたHigh信号(高電圧VH)が出力され、セルCL2からは、固定されたLow信号(低電圧VL)が出力されるものとする。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a signal transmission path between cells constituting a part of the integrated circuit. In FIG. 8, a cell CL1 and a cell CL3 are connected by a wiring, and a cell CL2 and a cell CL4 are connected by a wiring. In FIG. 8, in order to simplify the description, a fixed high signal (high voltage VH) is output from the cell CL1 and a fixed low signal (low voltage) is output from the cell CL2 in the time period of interest. Assume that voltage VL) is output.

この状態で、セルCL1とセルCL3とを接続する配線と、セルCL2とセルCL4とを接続する配線との間にショート箇所STが存在すると仮定する。この場合、High信号(高電圧VH)とLow信号(低電圧VL)が接触しているため、セルCL1とセルCL3とを接続する配線と、セルCL2とセルCL4とを接続する配線には、中間電圧VMが印加されることになる。つまり、セルCL3およびセルCL4には、中間電圧VMが入力されることになる。   In this state, it is assumed that a short-circuit portion ST exists between the wiring connecting cell CL1 and cell CL3 and the wiring connecting cell CL2 and cell CL4. In this case, since the High signal (high voltage VH) and the Low signal (low voltage VL) are in contact, the wiring connecting the cell CL1 and the cell CL3 and the wiring connecting the cell CL2 and the cell CL4 are as follows: The intermediate voltage VM is applied. That is, the intermediate voltage VM is input to the cells CL3 and CL4.

この場合、例えば、セルCL1とセルCL3を接続する配線では、図9に示すような電圧波形が観測される。図9は、セルCL1とセルCL3の間を接続する配線を伝達する電圧波形の一例を示す説明図である。   In this case, for example, a voltage waveform as shown in FIG. 9 is observed in the wiring connecting the cell CL1 and the cell CL3. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a voltage waveform transmitted through the wiring connecting the cells CL1 and CL3.

図9に示すように、セルCL1とセルCL3の間を接続する配線には、中間電圧VMが印加されることになる。この結果、セルCL1とセルCL3とを接続する配線に接続されているトランジスタのゲート電極直下で発光現象が生じる可能性がある。   As shown in FIG. 9, the intermediate voltage VM is applied to the wiring connecting the cells CL1 and CL3. As a result, a light emission phenomenon may occur immediately below the gate electrode of the transistor connected to the wiring that connects the cell CL1 and the cell CL3.

特に、注目している時間帯において、セルCL1からは、固定されたHigh信号(高電圧VH)が出力され、セルCL2からは、固定されたLow信号(低電圧VL)が出力されている。このため、この時間帯においては、セルCL1とセルCL3の間を接続する配線には、常に、中間電圧VMが印加されることになり、発光現象の発生確率が高まることになる。   In particular, in the time zone of interest, a fixed High signal (high voltage VH) is output from the cell CL1, and a fixed Low signal (low voltage VL) is output from the cell CL2. For this reason, in this time zone, the intermediate voltage VM is always applied to the wiring connecting the cells CL1 and CL3, and the probability of occurrence of the light emission phenomenon is increased.

つまり、図8に示すようなショート箇所STが存在する場合の発光現象では、図6に示すような電圧の遷移現象の過程で発生する発光現象と比較して強度の高い発光現象を検出することが可能となる。このように、例えば、配線間にショート箇所STが存在する場合、ショート不良となっている配線間に異電圧が印加されている状態では、ショート不良によって、それぞれの配線に中間電圧VMが印加されることになり、これによって、発光現象が生じるのである。   That is, in the light emission phenomenon in the case where the short portion ST as shown in FIG. 8 exists, the light emission phenomenon having a higher intensity than the light emission phenomenon that occurs in the process of the voltage transition phenomenon as shown in FIG. 6 is detected. Is possible. Thus, for example, when there is a short-circuited portion ST between the wirings, in a state where a different voltage is applied between the wirings that are short-circuited, the intermediate voltage VM is applied to each wiring due to the short-circuiting. As a result, a light emission phenomenon occurs.

これにより、本発明者は、例えば、ショート不良に関係すると特定された特定配線が存在し、この特定配線と短絡している可能性のある複数の配線が抽出されている場合、これらの複数の配線のうちのどの配線が特定配線と短絡している可能性が高いかを推測する不良解析技術に発光現象とそのタイミングとを利用できるのではないかという知見を見出し、この知見に基づいて、本実施の形態1における技術的思想を想到している。以下に、本実施の形態1における技術的思想について説明する。   Thus, the present inventor, for example, when there is a specific wiring identified as related to a short circuit failure, and when a plurality of wirings that may be short-circuited with the specific wiring are extracted, Based on this finding, we found the knowledge that the light emission phenomenon and its timing can be used for failure analysis technology that estimates which of the wirings is likely to be short-circuited with a specific wiring. The technical idea in the first embodiment is conceived. The technical idea in the first embodiment will be described below.

〈不良解析装置のハードウェア構成例〉
以下では、上述した本実施の形態1における技術的思想を具現化した不良解析装置の構成について説明する。まず、始めに、本実施の形態1における不良解析装置のハードウェア構成について説明する。
<Hardware configuration example of defect analysis device>
Below, the structure of the failure analysis apparatus which actualized the technical idea in this Embodiment 1 mentioned above is demonstrated. First, the hardware configuration of the failure analysis apparatus according to the first embodiment will be described.

図10は、本実施の形態における不良解析システムのハードウェア構成の一例を示す図である。なお、図10に示す構成は、あくまでも不良解析システムのハードウェア構成の一例を示すものであり、不良解析システムのハードウェア構成は、図10に記載されている構成に限らず、他の構成であってもよい。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the failure analysis system according to the present embodiment. The configuration illustrated in FIG. 10 is merely an example of the hardware configuration of the failure analysis system, and the hardware configuration of the failure analysis system is not limited to the configuration illustrated in FIG. There may be.

図10において、本実施の形態1における不良解析システムは、論理シミュレータSML、発光検出装置ELA、および解析支援装置BASを有している。   In FIG. 10, the failure analysis system according to the first embodiment includes a logic simulator SML, a light emission detection device ELA, and an analysis support device BAS.

論理シミュレータSMLは、設計した論理回路の論理機能やタイミングを検証するためのツールである。対象回路の設計データを入力し、これに検証用のパターンであるシミュレーションパターンを加えて、その応答を観測する。論理シミュレータSMLによって観測された電圧波形である論理波形は、解析支援装置BASへ出力する。また、論理シミュレータSMLには、ソフトウェアとして、例えば、入力信号や応答信号をグラフィカルに見るための波形ビューワ(waveform viewer)を有している。   The logic simulator SML is a tool for verifying the logic function and timing of the designed logic circuit. The design data of the target circuit is input, a simulation pattern, which is a verification pattern, is added to this, and the response is observed. A logic waveform which is a voltage waveform observed by the logic simulator SML is output to the analysis support apparatus BAS. Further, the logic simulator SML has, as software, for example, a waveform viewer (waveform viewer) for graphically viewing an input signal and a response signal.

発光検出装置ELAは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体デバイスから発生する微弱な光を検出することができ、例えば、微弱な光を高感度で検出することができるエミッション顕微鏡からなる発光検出部を含んでいる。   The light emission detection device ELA can detect weak light generated from a semiconductor device such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and includes, for example, an emission microscope that can detect weak light with high sensitivity. A light emission detector is included.

さらに、発光検出装置ELAは、発光検出部で検出した微弱な光から電気信号である発光データを生成する光電変換部を有している。この発光検出装置ELAでは、例えば、半導体デバイスの内部で発生した微弱な光を発光検出部で検出し、発光検出部で検出した微弱な光を光電変換部で電気信号からなる発光データに変換する。   Furthermore, the light emission detection device ELA includes a photoelectric conversion unit that generates light emission data that is an electrical signal from weak light detected by the light emission detection unit. In the light emission detection device ELA, for example, the weak light generated inside the semiconductor device is detected by the light emission detection unit, and the weak light detected by the light emission detection unit is converted into light emission data including an electrical signal by the photoelectric conversion unit. .

そして、発光検出装置ELAは、変換した発光データを解析支援装置BASへ出力する。なお、発光検出装置ELAは、時分割しない状態での発光データの取得や、時分割した状態での発光データの取得のいずれも可能なように構成されている。   Then, the light emission detection device ELA outputs the converted light emission data to the analysis support device BAS. Note that the light emission detection device ELA is configured to be able to acquire light emission data in a state where time division is not performed and light emission data in a state where time division is performed.

解析支援装置BASは、制御部CPU、不揮発性記憶部ROM、揮発性記憶部RAM、ディスプレイDSP、キーボードKEY、マウスMUS、通信ボードCBD、リムーバルディスク装置RMD、CD/DVD−ROM装置CVD、ハードディスク装置HDD、プリンタPRT、スキャナSCN、および解析支援制御部FASを有している。   The analysis support apparatus BAS includes a control unit CPU, a nonvolatile storage unit ROM, a volatile storage unit RAM, a display DSP, a keyboard KEY, a mouse MUS, a communication board CBD, a removable disk device RMD, a CD / DVD-ROM device CVD, and a hard disk device. An HDD, a printer PRT, a scanner SCN, and an analysis support control unit FAS are included.

制御部CPUは、例えば、CPU(Central Processing Unit)などからなり、プログラムを実行する。この制御部CPUは、バスBUSを介して、例えば、不揮発性記憶部ROM、揮発性記憶部RAM、ハードディスク装置HDD、および解析支援制御部FASと接続されており、これらのハードウェアデバイスを制御する。   The control unit CPU includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and executes a program. This control unit CPU is connected to, for example, a non-volatile storage unit ROM, a volatile storage unit RAM, a hard disk device HDD, and an analysis support control unit FAS via the bus BUS, and controls these hardware devices. .

また、制御部CPUは、バスBUSを介して入力装置や出力装置とも接続されている。入力装置の一例としては、キーボードKEY、マウスMUS、通信ボードCBD、および、スキャナSCNなどを挙げることができる。一方、出力装置の一例としては、ディスプレイDSP、通信ボードCBD、およびプリンタPRTなどを挙げることができる。さらに、制御部CPUは、例えば、リムーバルディスク装置RMDやCD/DVD−ROM装置CVDと接続されていてもよい。   The control unit CPU is also connected to an input device and an output device via a bus BUS. Examples of the input device include a keyboard KEY, a mouse MUS, a communication board CBD, and a scanner SCN. On the other hand, examples of the output device include a display DSP, a communication board CBD, and a printer PRT. Further, the control unit CPU may be connected to, for example, a removable disk device RMD or a CD / DVD-ROM device CVD.

図10では、解析支援装置BASが論理シミュレータSMLや発光検出装置ELAと直接接続されている構成を示したが、該解析支援装置BASは、論理シミュレータSMLや発光検出装置ELAとネットワークを介して接続するようにしてもよい。   FIG. 10 shows a configuration in which the analysis support device BAS is directly connected to the logic simulator SML and the light emission detection device ELA. However, the analysis support device BAS is connected to the logic simulator SML and the light emission detection device ELA via a network. You may make it do.

例えば、ネットワークを介して接続する場合、解析支援装置BASの一部を構成する通信ボードCBDは、LAN(ローカルエリアネットワーク)、WAN(ワイドエリアネットワーク)、あるいはインターネットに接続されている。   For example, when connecting via a network, the communication board CBD that constitutes a part of the analysis support apparatus BAS is connected to a LAN (local area network), a WAN (wide area network), or the Internet.

揮発性記憶部RAMは、揮発性メモリの一例であり、不揮発性記憶部ROM、リムーバルディスク装置RMD、CD/DVD−ROM装置CVD、ハードディスク装置HDDの記録媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらの揮発メモリや不揮発性メモリによって、解析支援装置BASの記憶装置が構成される。   The volatile storage unit RAM is an example of a volatile memory, and the recording media of the nonvolatile storage unit ROM, the removable disk device RMD, the CD / DVD-ROM device CVD, and the hard disk device HDD are examples of the nonvolatile memory. These volatile memory and non-volatile memory constitute a storage device of the analysis support apparatus BAS.

ハードディスク装置HDDには、例えば、オペレーティングシステムOS、プログラム群PRG、および、ファイル群FLEなどが記憶されている。プログラム群PRGに含まれるプログラムは、制御部CPUがオペレーティングシステムOSを利用しながら実行する。   For example, an operating system OS, a program group PRG, and a file group FLE are stored in the hard disk device HDD. The program included in the program group PRG is executed by the control unit CPU using the operating system OS.

また、揮発性記憶部RAMには、制御部CPUに実行させるオペレーティングシステムOSのプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一次的に格納されるとともに、制御部CPUによる処理に必要な各種データが格納される。不揮発性記憶部ROMには、BIOS(Basic Input Output System)プログラムが記憶され、ハードディスク装置HDDには、ブートプログラムが記憶されている。   The volatile memory RAM temporarily stores at least a part of the operating system OS program and application programs to be executed by the control unit CPU, and stores various data necessary for processing by the control unit CPU. The The nonvolatile storage unit ROM stores a BIOS (Basic Input Output System) program, and the hard disk device HDD stores a boot program.

解析支援装置BASの起動時には、不揮発性記憶部ROMに記憶されているBIOSプログラム、およびハードディスク装置HDDに記憶されているブートプログラムが実行され、BIOSプログラムおよびブートプログラムにより、オペレーティングシステムOSが起動される。   When starting the analysis support device BAS, the BIOS program stored in the nonvolatile storage unit ROM and the boot program stored in the hard disk device HDD are executed, and the operating system OS is started by the BIOS program and the boot program. .

プログラム群PRGには、解析支援装置BASの機能を実現するプログラムが記憶されており、このプログラムは、制御部CPUにより読み出され、例えば解析支援制御部FASによって実行される。   The program group PRG stores a program that realizes the function of the analysis support apparatus BAS. This program is read by the control unit CPU and is executed by, for example, the analysis support control unit FAS.

また、ファイル群FLEには、制御部CPUによる処理の結果を示す情報、データ、信号値、変数値やパラメータがファイルの各項目として記憶されている。ファイルは、ハードディスク装置HDDやメモリなどの記録媒体に記憶される。   The file group FLE stores information, data, signal values, variable values, and parameters indicating the results of processing by the control unit CPU as items of the file. The file is stored in a recording medium such as a hard disk device HDD or a memory.

ハードディスク装置HDDやメモリなどの記録媒体に記憶された情報、データ、信号値、変数値やパラメータは、制御部CPUによりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・処理・編集・出力・印刷・表示に代表される制御部CPUの動作に使用される。例えば、上述した制御部CPUの動作の間、情報、データ、信号値、変数値やパラメータは、メインメモリ、レジスタ、キャッシュメモリ、バッファメモリなどに一次的に記憶される。   Information, data, signal values, variable values, and parameters stored in a recording medium such as the hard disk device HDD or memory are read out to the main memory or cache memory by the control unit CPU, and extracted, searched, referenced, compared, calculated, It is used for the operation of the control unit CPU represented by processing, editing, output, printing, and display. For example, during the operation of the control unit CPU described above, information, data, signal values, variable values, and parameters are temporarily stored in a main memory, a register, a cache memory, a buffer memory, and the like.

解析支援装置BASの機能は、不揮発性記憶部ROMに記憶されたファームウェアで実現されていてもよいし、あるいは、ソフトウェアのみ、素子・デバイス・基板・配線に代表されるハードウェアのみ、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実現されていてもよい。   The functions of the analysis support apparatus BAS may be realized by firmware stored in the nonvolatile storage unit ROM, or only software, only hardware represented by elements, devices, boards, and wiring, software and hardware It may be realized in combination with hardware, or in combination with firmware.

ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ハードディスク装置HDD、リムーバルディスク、CD−ROM、DVD−ROMなどに代表される記録媒体に記憶される。プログラムは、制御部CPUにより読み出されて実行される。すなわち、プログラムは、コンピュータを解析支援装置BASとして機能させるものである。   Firmware and software are stored as programs in a recording medium represented by a hard disk device HDD, a removable disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, and the like. The program is read and executed by the control unit CPU. In other words, the program causes the computer to function as the analysis support apparatus BAS.

このように、解析支援装置BASは、処理装置である制御部CPU、記憶装置であるハードディスク装置HDDやメモリ、入力装置であるキーボードKEY、マウスMUS、通信ボードCBD、スキャナSCN、出力装置であるディスプレイDSP、プリンタPRT、および通信ボードCBDなどを備えるコンピュータである。そして、解析支援装置BASの各機能を、上述した処理装置、記憶装置、入力装置、および、出力装置を利用して実現するものである。   As described above, the analysis support device BAS includes a control unit CPU as a processing device, a hard disk device HDD and memory as a storage device, a keyboard KEY, a mouse MUS as an input device, a communication board CBD, a scanner SCN, and a display as an output device. A computer including a DSP, a printer PRT, and a communication board CBD. Each function of the analysis support apparatus BAS is realized by using the above-described processing apparatus, storage apparatus, input apparatus, and output apparatus.

〈解析支援制御部の構成例〉
図11は、図10の解析支援装置BASに設けられた解析支援制御部FASの構成の一例を示すブロック図である。
<Configuration example of analysis support control unit>
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the analysis support control unit FAS provided in the analysis support apparatus BAS of FIG.

解析支援制御部FASは、図11に示すように、発光位置取得部LTD、ゲート抽出部GET、配線特定部PSF、配線ペア抽出部PPE、波形取得部WFA、異電位時間帯算出部DPT、指標データ算出部IDC、および指標データ出力部IDOを有する。   As shown in FIG. 11, the analysis support control unit FAS includes a light emission position acquisition unit LTD, a gate extraction unit GET, a wiring identification unit PSF, a wiring pair extraction unit PPE, a waveform acquisition unit WFA, a different potential time zone calculation unit DPT, an index. It has a data calculation unit IDC and an index data output unit IDO.

発光位置取得部LTDは、発光検出装置ELAが検出したトランジスタの異常現象、すなわち発光検出装置ELAが検出した発光の位置情報を、該発光検出装置ELAから取得する。   The light emission position acquisition unit LTD acquires the abnormal phenomenon of the transistor detected by the light emission detection device ELA, that is, the position information of the light emission detected by the light emission detection device ELA from the light emission detection device ELA.

これにより、発光位置取得部LTDは、発光検出装置ELAが検出した発光の位置情報が、集積回路におけるレイアウトデータ上のどの座標に対応するかの情報を得ることができる。   Thus, the light emission position acquisition unit LTD can obtain information on which coordinates on the layout data in the integrated circuit correspond to the position information of the light emission detected by the light emission detection device ELA.

ゲート抽出部GETは、ある程度の面積を有する発光のレイアウト上の領域内に存在するゲートをピックアップする。配線特定部PSFは、ゲート抽出部GETが抽出したゲートに接続されている配線を特定配線として特定する。   The gate extraction unit GET picks up a gate present in a region on the light emission layout having a certain area. The wiring specifying unit PSF specifies the wiring connected to the gate extracted by the gate extraction unit GET as the specific wiring.

配線ペア抽出部PPEは、配線特定部PSFが特定した特定配線に隣接する配線を隣接配線として抽出し、その隣接配線を配線ペアとして記録する。また、配線ペア抽出部PPEは、全ての配線の名称を論理シミュレータSMLに送信する。   The wiring pair extraction unit PPE extracts a wiring adjacent to the specific wiring specified by the wiring specification unit PSF as an adjacent wiring, and records the adjacent wiring as a wiring pair. In addition, the wiring pair extraction unit PPE transmits the names of all wirings to the logic simulator SML.

波形取得部WFAは、論理シミュレータSMLから対象配線の論理波形を取得する。異電位時間帯算出部DPTは、配線ペア抽出部PPEが記録した配線ペアの論理波形を比較して該ペア配線の電位が異なる時間帯を算出する。   The waveform acquisition unit WFA acquires a logic waveform of the target wiring from the logic simulator SML. The different potential time zone calculation unit DPT compares the logic waveforms of the wiring pairs recorded by the wiring pair extraction unit PPE and calculates a time zone in which the potentials of the pair wires are different.

指標データ算出部IDCには、発光検出装置ELAが検出した発光時間情報が入力され、該発光時間情報を異電位時間帯算出部DPTが算出した異電位時間帯と対照して検出フォトン数に従った指標を計算する。指標データ出力部IDOは、計算された指標を、解析支援装置BASに設けられたディスプレイDSPなどに表示し、解析オペレータに明示する。   The indicator data calculation unit IDC receives the emission time information detected by the emission detection device ELA, and compares the emission time information with the different potential time zone calculated by the different potential time zone calculation unit DPT according to the number of detected photons. Calculate the index. The index data output unit IDO displays the calculated index on a display DSP or the like provided in the analysis support apparatus BAS and clearly indicates it to the analysis operator.

〈不良解析システムによる解析処理例〉
以下の不良解析における処理の流れを説明する中で、解析支援制御部FASにおける各機能を説明する。
<Example of analysis processing by defect analysis system>
In describing the flow of processing in the following defect analysis, each function in the analysis support control unit FAS will be described.

図12は、図10の不良解析システムによる不良解析処理における処理概要の一例を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing an example of a processing outline in the failure analysis processing by the failure analysis system of FIG.

不良解析システムによる不良解析処理は、解析対象の配線が分かっていない場合において、ショートしている可能性の高いペアを推定するものである。   The failure analysis processing by the failure analysis system estimates a pair that is highly likely to be short-circuited when the wiring to be analyzed is not known.

まず、半導体チップにおける発光の位置と時間を検出する(ステップS101)。これは、発光検出装置ELAが有する機能であり、検出したデータは、発光の位置と時間の数値データとして、該発光検出装置ELAに設けられたハードディスク装置などの記憶装置に格納する。なお、ここでは、発光は1点とする。ただし、2点以上の発光でも同等の処理フローによって解析は可能である。   First, the position and time of light emission in the semiconductor chip are detected (step S101). This is a function of the light emission detection device ELA, and the detected data is stored as numerical data of the light emission position and time in a storage device such as a hard disk device provided in the light emission detection device ELA. Here, one point of light emission is assumed. However, even with two or more points of light emission, analysis can be performed with the same processing flow.

発光は、〈背景〉などにて述べたように、ゲート部で生じる。よって、続いて発光に含まれるゲートを抽出する(ステップS102)。通常検出される発光は、数μm程度の広がりを有する。   Light emission occurs at the gate portion as described in <Background> and the like. Therefore, the gate included in the light emission is subsequently extracted (step S102). The light emission normally detected has a spread of about several μm.

一方、近年の集積回路は、微細化が進んでおり、数μm程度の範囲には、いくつものゲートが含まれている。そこで、不良ペアを逃さないために、発光に含まれる可能性のあるゲートは全て抽出する。   On the other hand, miniaturization of recent integrated circuits has progressed, and a number of gates are included in a range of about several μm. Therefore, in order not to miss the defective pair, all the gates that may be included in the light emission are extracted.

ゲートを抽出すると、抽出したゲートに繋がる配線を特定配線としてリストアップする(ステップS103)。この処理は、例えば、レイアウトビューアが有している等電位追跡機能を使用する。   When the gate is extracted, the wiring connected to the extracted gate is listed as a specific wiring (step S103). This process uses, for example, an equipotential tracking function of the layout viewer.

ここで、レイアウトビューアは、解析支援装置BASにインストールされたソフトウェアである。このレイアウトビューアは、レイアウトデータなどに基づいて半導体装置のレイアウトを図形として解析支援装置BASが有するディスプレイDSP上に表示するソフトウェアである。   Here, the layout viewer is software installed in the analysis support apparatus BAS. This layout viewer is software that displays the layout of the semiconductor device as a graphic on the display DSP of the analysis support apparatus BAS based on the layout data.

続いて、リストアップされたそれぞれの配線に隣接する配線を隣接配線として抽出する(ステップS104)。この処理においても、例えば、レイアウトビューアが有している等電位追跡機能を使用する。ステップS103の処理、およびステップS104の処理結果に基づいてショートの可能性のある配線ペアのリストを作成する(ステップS105)。   Subsequently, the wiring adjacent to each listed wiring is extracted as an adjacent wiring (step S104). Also in this process, for example, the equipotential tracking function of the layout viewer is used. Based on the processing in step S103 and the processing result in step S104, a list of wiring pairs that may be short-circuited is created (step S105).

以上の処理が終了すると、リストアップされた全ての配線に対して論理シミュレーションを実行し(ステップS106)、全ての配線の論理波形を求める。論理波形が求められると、ゲートが発光領域に含まれる特定配線とその隣接配線との異電位時間帯と同電位時間帯とを求めることができ、全てのペアについての異電位/同電位時間帯を抽出する(ステップS107)。   When the above processing is completed, logic simulation is executed for all the listed wirings (step S106), and the logic waveforms of all the wirings are obtained. When the logic waveform is obtained, the different potential time zone and the same potential time zone between the specific wiring whose gate is included in the light emitting region and its adjacent wiring can be obtained, and the different potential / same potential time zone for all pairs. Is extracted (step S107).

なお、異電位時間帯は、ゲートが発光領域に含まれる特定配線とその隣接配線との排他的論理和(XOR)により求められ、同電位時間帯は、ゲートが発光領域に含まれる特定配線とその隣接配線との排他的論理和の逆数(XNOR)により求められる。   The different potential time zone is obtained by exclusive OR (XOR) of the specific wiring whose gate is included in the light emitting region and its adjacent wiring, and the same potential time zone is the same as the specific wiring whose gate is included in the light emitting region. It is obtained by the reciprocal (XNOR) of the exclusive OR with the adjacent wiring.

続いて、発光のタイミングと異電位/同電位時間帯とのスコア計算を実行し(ステップS108)数値データを算出する。このスコア計算は、例えば、フォトンが異電位時間帯に入れば+1、同電位時間帯に入れば−1とする、あるいはさらに重みを付けるなどが考えられる。ここでは、簡単のために、+1/−1の単純な計算方法を採用する。   Subsequently, score calculation is performed between the timing of light emission and the different potential / same potential time zone (step S108) to calculate numerical data. The score calculation may be, for example, +1 if a photon enters a different potential time zone, -1 if a photon enters the same potential time zone, or a further weight. Here, for the sake of simplicity, a simple calculation method of + 1 / −1 is adopted.

指標データであるスコアが計算できたら、そのスコアに従ってハイスコアから順に配線ペアをソートして表示する(ステップS109)。この表示は、例えば、ヒストグラムなどによって表示することによって視認性を向上させ、ユーザフレンドリとすることができる。その後、最もショートしていると疑われるペアをハイライト表示する(ステップS110)。   When the score which is the index data can be calculated, the wiring pairs are sorted and displayed in order from the high score according to the score (step S109). This display can be made user-friendly by improving visibility by displaying it with, for example, a histogram. Thereafter, the pair most likely to be short-circuited is highlighted (step S110).

〈発光検出の原理〉
ここで、図12の不良解析処理による発光検出装置ELAの発光検出の原理について説明する。
<Principle of luminescence detection>
Here, the principle of the light emission detection of the light emission detection device ELA by the failure analysis process of FIG. 12 will be described.

発光検出装置ELAは、TRIEM、いわゆる時間分解画像発光解析機能を有している。このTRIEMは、上述したPICAと同等のものである。TRIEMは、フォトン1個単位で検出が可能であり、しかも、10ps程度の時間分解可能な検出器により発光情報を収集する解析技術である。これにより、発光の位置と時間の情報を解析する。ここで捕捉しているのは赤外領域の発光でシリコンを透過でき、半導体チップの裏面からの検出を可能とする。   The luminescence detection device ELA has TRIEM, a so-called time-resolved image luminescence analysis function. This TRIEM is equivalent to the above-described PICA. TRIEM is an analysis technique that can detect in units of one photon and collects light emission information with a detector capable of time resolution of about 10 ps. Thereby, the information on the position and time of light emission is analyzed. What is captured here is that the silicon can be transmitted by light emission in the infrared region, and detection from the back surface of the semiconductor chip is possible.

これまで、集積回路内部の波形は、電子ビームテスタによって観測しており、これは半導体チップ表面からの解析であった。しかし、近年、多層化・表層の電源配線、あるいはグランド配線の敷設やフリップチップ実装で表面からの解析が困難となっており、電子ビームテスタでの解析が適用できなくなってきている。   Until now, the waveform inside the integrated circuit has been observed by an electron beam tester, which has been an analysis from the surface of the semiconductor chip. However, in recent years, it has become difficult to perform analysis from the surface by laying multi-layer / surface power wiring, ground wiring, or flip chip mounting, and analysis using an electron beam tester has become impossible to apply.

それに対してシリコンを透過する赤外光の位置と時間が検出可能な技術によって、半導体チップの裏面からのタイミング解析が現実的であると同時に今後不可欠な手法となっている。   On the other hand, timing analysis from the back surface of a semiconductor chip is a practical and indispensable method in the future by using a technology capable of detecting the position and time of infrared light that passes through silicon.

TRIEMは、発光画像から特定領域の発光タイミングを切り出す機能を有するのと同時に、発光のタイミングから発光の位置を切り出す機能も有しており、それが発光画像を抽出する機能となる。   TRIEM has the function of cutting out the light emission timing of a specific area from the light emission image, and also has the function of cutting out the light emission position from the light emission timing, and this is the function of extracting the light emission image.

つまり、例えば発光タイミングとして、設定したトリガからの経過時間を指定すると、その時間に発光している画像が表示される。よって、時間分解された発光画像を全て加算すれば全時間の発光画像となる。   That is, for example, when an elapsed time from the set trigger is designated as the light emission timing, an image that is emitting light at that time is displayed. Therefore, if all the time-resolved emission images are added, the emission image for the entire time is obtained.

〈不良解析システムの機能分担例〉
図13は、図12の不良解析処理を実行する不良解析システムの機能分担の一例を示した説明図である。
<Function sharing example of defect analysis system>
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the function sharing of the failure analysis system that executes the failure analysis process of FIG.

図13において、左から右にかけて、発光検出装置ELA、解析支援装置BAS、および論理シミュレータSMLをそれぞれ示しており、図12の不良解析処理をどのように分担して処理するかを示している。   In FIG. 13, from the left to the right, the light emission detection device ELA, the analysis support device BAS, and the logic simulator SML are shown, and how the failure analysis processing of FIG. 12 is shared and processed.

図13に示すように、発光検出装置ELAは、図12のステップS101の処理を実行する。また、解析支援装置BASは、図12のステップS102〜S105の処理、およびステップS108〜S110の処理をそれぞれ実行する。論理シミュレータSMLは、図12のステップS106の処理、およびステップS107の処理をそれぞれ実行する。   As shown in FIG. 13, the light emission detection device ELA executes the process of step S <b> 101 of FIG. 12. Further, the analysis support apparatus BAS executes the processes of steps S102 to S105 and the processes of steps S108 to S110 in FIG. The logic simulator SML executes the process of step S106 and the process of step S107 in FIG.

ステップS101の処理にて得られた解析結果は、解析支援装置BASに送られて、ステップS102の処理を実行し、ステップS107の処理にて得られた解析結果は、解析支援装置BASに送られて、ステップS108の処理を実行する。   The analysis result obtained in the process of step S101 is sent to the analysis support apparatus BAS, the process of step S102 is executed, and the analysis result obtained in the process of step S107 is sent to the analysis support apparatus BAS. Then, the process of step S108 is executed.

また、ステップS105の処理によって得られた特定配線のリストアップ結果は、論理シミュレータSMLに送られ、それに基づいてステップS106,S107の処理が実行される。ステップS107の処理によって得られた配線ペアの異電位時間帯の抽出結果は、解析支援装置BASに送られ、ステップS108の処理が実行される。   Further, the list result of the specific wiring obtained by the process of step S105 is sent to the logic simulator SML, and the processes of steps S106 and S107 are executed based on the result. The extraction result of the different potential time zone of the wiring pair obtained by the process of step S107 is sent to the analysis support apparatus BAS, and the process of step S108 is executed.

このように、最初の発光検出は、発光検出装置ELAによる時間分解発光解析にて実行する。ここで、最初に使用する情報は、発光の検出位置の情報となる。   Thus, the first light emission detection is performed by time-resolved light emission analysis by the light emission detection device ELA. Here, the information to be used first is information on the light emission detection position.

そして、解析支援装置BASにより、発光位置となる発光箇所にある特定配線を抽出し、発光に絡む特定配線と隣接配線のペアを配線ペアとしてリストアップする。配線ペアとしてリストアップされた全ての配線についての論理シミュレーションは、論理シミュレータSMLを使用して実行する。   Then, the analysis support apparatus BAS extracts the specific wiring at the light emission location as the light emission position, and lists a pair of the specific wiring and the adjacent wiring involved in the light emission as a wiring pair. The logic simulation for all the wirings listed as the wiring pair is executed using the logic simulator SML.

そして、論理シミュレータSMLによって論理波形を計算し、配線ペアの異電位、あるいは同電位時間帯を抽出し、続いて、解析支援装置BASによって発光の検出時間データを取り込み、互いの比較、対照を実行する。   Then, the logic waveform is calculated by the logic simulator SML, the different potential of the wiring pair or the same potential time zone is extracted, and then the detection time data of the light emission is taken in by the analysis support device BAS, and the comparison and the comparison are executed. To do.

この比較、対照の結果を前述のようにスコア値として計算して、スコアの高い方から適当なディスプレイDSPに表示する。これによって、ショートしていると疑われる配線ペアとしての確度、怪しさ度を解析者に提示する。   The result of this comparison and control is calculated as a score value as described above, and is displayed on an appropriate display DSP from the higher score. This presents the analyst with the accuracy and suspicion as a wiring pair suspected of being short-circuited.

〈不良解析システムの解析例〉
以下、より具体的に図11の不良解析システムの動作について説明する。
<Example of failure analysis system analysis>
Hereinafter, the operation of the failure analysis system of FIG. 11 will be described more specifically.

〈発光検出装置の動作例〉
図14は、図11の不良解析システムによる発光検出から発光ボックスの設定までの一例を示した説明図である。
<Operation example of luminescence detection device>
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example from light emission detection to light emission box setting by the failure analysis system of FIG.

まず、図12のステップS101の処理において、発光の検出、および発光の位置を特定する。ここで、発光検出装置ELAによって、図14(a)に示す発光が検出されたものとする。この図14(a)は、発光点LHTが中央にあり、その発光像を顕微鏡像にスーパインポーズしたイメージ図である。   First, in the process of step S101 in FIG. 12, the detection of light emission and the position of light emission are specified. Here, it is assumed that the light emission shown in FIG. 14A is detected by the light emission detection device ELA. FIG. 14A is an image diagram in which the emission point LHT is at the center and the emission image is superimposed on the microscope image.

この時の図14(a)に示す顕微鏡像の座標系は、発光検出装置ELAの光学系ステージ座標系となっているので、この座標系をレイアウト座標系に変換する必要がある。そのため、解析支援装置BASによって画像内の特徴的な点を2点、または、3点の発光点を選択して、それぞれの発光点を顕微鏡像上とレイアウト像上で指定することにより、座標系を対応させる座標系ロックを実行する。なお、特徴的な発光点が画像内に見つからない場合には、半導体チップ周辺部のパターンを使用して座標系ロックを実施するようにしてもよい。   The coordinate system of the microscopic image shown in FIG. 14A at this time is the optical system stage coordinate system of the light emission detection device ELA, and therefore it is necessary to convert this coordinate system into a layout coordinate system. For this reason, two or three characteristic points in the image are selected by the analysis support apparatus BAS, and the respective light emission points are designated on the microscopic image and the layout image. Perform a coordinate system lock that corresponds to. If a characteristic light emitting point is not found in the image, the coordinate system lock may be performed using the pattern around the semiconductor chip.

図14(b)は、発光検出装置ELAのステージ座標系とレイアウト座標系とを対応させた座標系ロックを実施し、発光点LHTをレイアウト上に表示させた状態を示している。なお、座標系ロックの処理は、例えば、図11の解析支援制御部FASに設けられたゲート抽出部GETによって実行される。   FIG. 14B shows a state where the coordinate system lock in which the stage coordinate system and the layout coordinate system of the light emission detection device ELA are made to correspond to each other and the light emission point LHT is displayed on the layout. The coordinate system lock process is executed by, for example, the gate extraction unit GET provided in the analysis support control unit FAS of FIG.

図14(b)に示すように、座標系ロックが行われることにより、ステージ座標系で記述されている顕微鏡像内の発光座標がレイアウト座標系で記述できるようになる。よって、発光点を囲うように表示されている画像上でボックスを描画することができる。   As shown in FIG. 14B, by performing the coordinate system lock, the light emission coordinates in the microscope image described in the stage coordinate system can be described in the layout coordinate system. Therefore, a box can be drawn on the image displayed so as to surround the light emitting point.

そして、描画したボックスをレイアウト座標系で記述されているレイアウトビューアに送信し、図14(c)に示すように、レイアウト像の中に発光領域を囲んだボックスである発光ボックスLBXを表示する。これにより、発光ボックスLBXの設定が終了となる。なお、発光ボックスLBXは、レイアウト座標系での発光ボックス各点の座標が記述されている。   Then, the drawn box is transmitted to the layout viewer described in the layout coordinate system, and as shown in FIG. 14C, the light emitting box LBX that is a box surrounding the light emitting area is displayed in the layout image. Thereby, the setting of the light emission box LBX is completed. The light emitting box LBX describes the coordinates of each point of the light emitting box in the layout coordinate system.

〈ゲート抽出部の動作例〉
図15は、発光ボックスLBX内のゲートからの配線抽出の一例を示す説明図である。
<Operation example of gate extraction unit>
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of wiring extraction from the gate in the light emitting box LBX.

レイアウトビューアに装備されている機能の1つとして、発光ボックス内のゲートを抽出するゲート抽出機能という機能がある。この処理は、図12のステップS102の処理に対応しており、図11の解析支援制御部FASに設けられたゲート抽出部GETによって実行される。   As one of the functions provided in the layout viewer, there is a function called a gate extraction function for extracting a gate in a light emitting box. This process corresponds to the process of step S102 of FIG. 12, and is executed by the gate extraction unit GET provided in the analysis support control unit FAS of FIG.

図15の左下方は、ゲート抽出部GETのゲート抽出機能によって抽出されたゲートの一例を示している。この例では、例えば、4つのゲートG1〜G4が抽出されていることを示している。図15の右下方は、ゲートG1〜G4から延びる配線追跡の一例を示している。また、図15の上方は、抽出されたゲートG1〜G4、およびリストアップされた特定配線となる配線Net1〜Net4の全景の一例を示している。   The lower left of FIG. 15 shows an example of a gate extracted by the gate extraction function of the gate extraction unit GET. In this example, for example, four gates G1 to G4 are extracted. The lower right part of FIG. 15 shows an example of wiring traces extending from the gates G1 to G4. 15 shows an example of the entire view of the extracted gates G1 to G4 and the wirings Net1 to Net4 that are the specific wirings listed.

この処理は、図12のステップS103の処理に対応しており、図11の解析支援制御部FASに設けられた配線特定部PSFによって実行される。   This process corresponds to the process of step S103 of FIG. 12, and is executed by the wiring specifying unit PSF provided in the analysis support control unit FAS of FIG.

配線特定部PSFは、レイアウトビューアに装備されている機能である等電位追跡機能などによって、抽出されたゲートG1〜G4から延びる配線をそれぞれリストアップする。この例では、抽出されたゲートG1〜G4から延びる配線として、配線Net1〜Net4がそれぞれリストアップされていることを示している。   The wiring specifying unit PSF lists up the wirings extending from the extracted gates G1 to G4 by the equipotential tracking function which is a function provided in the layout viewer. In this example, the lines Net1 to Net4 are listed as the lines extending from the extracted gates G1 to G4, respectively.

〈配線ペア抽出部の動作例〉
図16は、図15にて抽出した配線、および隣接配線の表示例を示す説明図である。
<Operation example of wiring pair extraction unit>
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a display example of the wiring extracted in FIG. 15 and the adjacent wiring.

図16の上方は、図15にてリストアップされた抽出配線の表示例であり、図16の下方は、リストアップされた抽出配線に対する隣接配線のリストアップ時の表示例を示したものである。   The upper part of FIG. 16 shows a display example of the extracted wirings listed in FIG. 15, and the lower part of FIG. 16 shows a display example when listing adjacent wirings with respect to the extracted wirings listed. .

これらは、解析支援装置BASに設けられたディスプレイDSPに表示されるものである。この処理は、解析支援制御部FASに設けられた配線ペア抽出部PPEにより実行され、図12のステップS104の処理に対応する。   These are displayed on a display DSP provided in the analysis support apparatus BAS. This processing is executed by the wiring pair extraction unit PPE provided in the analysis support control unit FAS, and corresponds to the processing in step S104 in FIG.

リストアップされた抽出配線の表示は、図16の上方に示すように、例えば配線名と発光ボックスのカウント数、およびカウント数のヒストグラムがそれぞれ表示されている。図16の例では、発光ボックスは1ボックスだけであるので、カウント数は全て”1”であり、ヒストグラムも同じ長さだけの描画となっている。   As shown in the upper part of FIG. 16, the listed extracted wirings display, for example, wiring names, count numbers of light emitting boxes, and histograms of the count numbers. In the example of FIG. 16, since there is only one light emitting box, the count numbers are all “1”, and the histogram is also drawn with the same length.

ここで、1番上の配線Net1を選択して、下方の”Adjacent Extract”の”Extract”ボタンB1を押すと、配線ペア抽出部PPEによる隣接配線の抽出が開始され、その結果として隣接配線が抽出される。この結果は、例えば”Result View”ボタンB2を押すことにより閲覧することができ、例えば、図16の下方に示すように、隣接配線が抽出されたリストが表示される。   Here, when the uppermost wiring Net1 is selected and the “Extract” button B1 of “Adjacent Extract” below is pressed, the extraction of the adjacent wiring by the wiring pair extraction unit PPE is started. Extracted. This result can be browsed by, for example, pressing the “Result View” button B2, and for example, a list from which adjacent wirings are extracted is displayed as shown in the lower part of FIG.

隣接配線が抽出されたリストは、図16の下方に示すように、情報として、配線の隣接距離、隣接配線層、併走距離、配線名、および配線座標などがそれぞれ表示される。また、これらの情報は、それぞれソートや指定配線のハイライト表示などが可能である。ハイライト表示の際には、隣接ポイントを中心として元配線と隣接配線が表示される。   In the list from which the adjacent wiring is extracted, as shown in the lower part of FIG. 16, the adjacent distance of the wiring, the adjacent wiring layer, the parallel distance, the wiring name, and the wiring coordinates are displayed as information. In addition, these pieces of information can be sorted or highlighted for designated wiring. In highlight display, the original wiring and the adjacent wiring are displayed around the adjacent point.

図17は、配線ペア抽出部PPEがリストアップした配線ペアの一例を示す説明図である。   FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of the wiring pairs listed by the wiring pair extraction unit PPE.

図15に示したように、ゲートG1〜G4にそれぞれ繋がる特定配線として配線Net1〜Net4が抽出されている。配線ペア抽出部PPEは、配線Net1〜Net4について、それぞれ隣接配線をすべて抽出し、図17に示すように、解析支援装置BASに設けられたディスプレイDSPに表示する。   As shown in FIG. 15, wirings Net1 to Net4 are extracted as specific wirings connected to the gates G1 to G4, respectively. The wiring pair extraction unit PPE extracts all the adjacent wirings for the wirings Net1 to Net4 and displays them on the display DSP provided in the analysis support apparatus BAS as shown in FIG.

このとき、配線Net1〜Net4に、電源電圧VDDを供給する電源配線や基準電位VSSを供給するグランド配線が隣接している場合には、これら電源配線、あるいはグランド配線も含めて隣接配線として抽出する。この処理は、図12のステップS105の処理に対応し、図11の解析支援制御部FASに設けられた配線ペア抽出部PPEによって実行される。   At this time, when a power supply wiring for supplying the power supply voltage VDD and a ground wiring for supplying the reference potential VSS are adjacent to the wirings Net1 to Net4, the power supply wiring or the ground wiring is extracted as an adjacent wiring. . This process corresponds to the process in step S105 in FIG. 12, and is executed by the wiring pair extraction unit PPE provided in the analysis support control unit FAS in FIG.

例えば、図17の左上方に示す配線ペアの場合、配線Net1と該配線Net1に隣接する隣接配線Net1−001との配線ペアを表示しており、図17の右下方には、配線Net4と該配線Net4に隣接する隣接配線Net4−054との配線ペアを表示している。   For example, in the case of the wiring pair shown in the upper left of FIG. 17, the wiring pair of the wiring Net1 and the adjacent wiring Net1-001 adjacent to the wiring Net1 is displayed, and in the lower right of FIG. A wiring pair with an adjacent wiring Net4-054 adjacent to the wiring Net4 is displayed.

配線Net1〜Net4に、例えば210本、249本、20本、54本の隣接配線がそれぞれあり、各々の配線Net1〜Net4における隣接配線との配線ペアが533ペアある場合には、ディスプレイDSP上に533の配線ペアが表示されることになる。このように、配線Net1〜配線Net4までに隣接するすべての配線ペアをディスプレイDSP上に表示する。   For example, there are 210, 249, 20, and 54 adjacent wirings in the wirings Net1 to Net4, respectively, and when there are 533 wiring pairs with the adjacent wirings in each of the wirings Net1 to Net4, they are displayed on the display DSP. 533 wiring pairs are displayed. In this way, all the wiring pairs adjacent to the wiring Net1 to the wiring Net4 are displayed on the display DSP.

〈波形取得部の動作例〉
図18は、図11の解析支援制御部FASに設けられた波形取得部WFAが取得した各配線の論理波形の一例を示す説明図である。
<Operation example of waveform acquisition unit>
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of the logical waveform of each wiring acquired by the waveform acquisition unit WFA provided in the analysis support control unit FAS of FIG.

配線ペア抽出部PPEがリストアップした配線に対して、次は論理シミュレーションによって論理波形、すなわち電圧波形を求める。この処理は、図12のステップS106の処理に対応し、図11の解析支援制御部FASに設けられた波形取得部WFAによって実行される。   Next, a logic waveform, that is, a voltage waveform is obtained by logic simulation for the wirings listed by the wiring pair extraction unit PPE. This processing corresponds to the processing in step S106 in FIG. 12, and is executed by the waveform acquisition unit WFA provided in the analysis support control unit FAS in FIG.

配線ペア抽出部PPEは、論理波形を求めるために、配線名を論理シミュレータSMLに送信する。論理シミュレータSMLは、配線特定部PSFによって抽出された配線Net1〜Net4、および配線ペア抽出部PPEがリストアップした配線Net1〜Net4と配線ペアとなる配線の論理波形をそれぞれ観測する。   The wiring pair extraction unit PPE transmits a wiring name to the logic simulator SML to obtain a logic waveform. The logic simulator SML observes the logic waveforms of the wirings Net1 to Net4 extracted by the wiring specifying unit PSF and the wirings Net1 to Net4 listed by the wiring pair extraction unit PPE and the wirings that form the wiring pairs, respectively.

ここで、4本の配線Net1〜Net4に対して、例えば533本の隣接配線がある場合、論理シミュレータSMLは、図18に示すように、4本の配線Net1〜Net4と該配線Net1〜Net4と配線ペアとなる533本の配線との合計537本の論理シミュレーションを行い、論理波形をそれぞれ観測する。この観測結果は、例えば、論理シミュレータSMLが有する記憶部に格納される。   Here, for example, when there are 533 adjacent wirings with respect to the four wirings Net1 to Net4, the logic simulator SML, as shown in FIG. 18, the four wirings Net1 to Net4 and the wirings Net1 to Net4 A total of 537 logic simulations with 533 wirings forming a wiring pair are performed, and the logic waveforms are observed. This observation result is stored in, for example, a storage unit included in the logic simulator SML.

続いて、配線ペア抽出部PPEがリストアップした配線Net1〜Net4における異電位時間帯を抽出する。この処理は、図12のステップS107の処理に対応し、図11の解析支援制御部FASに設けられた異電位時間帯算出部DPTによって実行される。   Subsequently, different potential time zones in the wirings Net1 to Net4 listed by the wiring pair extraction unit PPE are extracted. This process corresponds to the process in step S107 in FIG. 12, and is executed by the different potential time zone calculation unit DPT provided in the analysis support control unit FAS in FIG.

〈異電位時間帯算出部の動作例〉
図19は、異電位時間帯算出部DPTが算出した異電位時間帯の抽出例を示す説明図である。
<Operation example of different potential time zone calculator>
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an extraction example of the different potential time zone calculated by the different potential time zone calculation unit DPT.

まず、波形取得部WFAは、論理シミュレータSMLが有する記憶部に格納されている論理波形を取得し、取得したすべての論理波形を異電位時間帯算出部DPTに送信する。異電位時間帯算出部DPTは、取得した配線Net1〜Net4と該配線Net1〜Net4の配線ペアとなる隣接配線との論理波形から異電位時間帯を算出する。   First, the waveform acquisition unit WFA acquires a logic waveform stored in a storage unit included in the logic simulator SML, and transmits all the acquired logic waveforms to the different potential time zone calculation unit DPT. The different potential time zone calculation unit DPT calculates a different potential time zone from the logical waveforms of the acquired wirings Net1 to Net4 and the adjacent wirings that are wiring pairs of the wirings Net1 to Net4.

図19において、左側は、論理シミュレータSMLから取得した論理波形を示しており、右側は、異電位時間帯算出部DPTが算出した異電位時間帯、および同電位時間帯の結果である。   In FIG. 19, the left side shows the logic waveform acquired from the logic simulator SML, and the right side shows the different potential time zone calculated by the different potential time zone calculation unit DPT and the result of the same potential time zone.

図19の左側において、最上段は、配線Net1の論理波形を示しており、その下方には、電源配線Powerの論理波形を示している。電源配線の論理波形の下方には、グランド配線Groundの論理波形を示している。ここで、電源配線Power、およびグランド配線Groundの論理波形があるのは、電源配線Power、またはグランド配線Groundとのショートの可能性を考慮してのことである。   On the left side of FIG. 19, the uppermost line shows the logic waveform of the wiring Net1, and the lower part shows the logic waveform of the power supply wiring Power. Below the logic waveform of the power supply wiring, the logic waveform of the ground wiring Ground is shown. Here, the logic waveforms of the power supply wiring Power and the ground wiring Ground are in consideration of the possibility of a short circuit with the power supply wiring Power or the ground wiring Ground.

グランド配線の論理波形の下方には、配線Net1に隣接する隣接配線の論理波形がそれぞれ示されている。ここで、図17に示したように、配線Net1に210本の隣接配線がある場合には、210本の論理波形Net1−001〜Net1−210がそれぞれ算出されることになる。   Below the logic waveform of the ground wiring, the logic waveform of the adjacent wiring adjacent to the wiring Net1 is shown. Here, as shown in FIG. 17, when there are 210 adjacent wires in the wire Net1, 210 logic waveforms Net1-001 to Net1-210 are respectively calculated.

論理波形Net1−210の下方には、図示しないが配線Net2の論理波形が示され、該配線Net2の論理波形の下方には、再び電源配線Powerの論理波形、およびグランド配線Groundの論理波形がそれぞれ示される。このグランド配線Groundの論理波形の下方には、配線Net2に隣接する隣接配線の論理波形がそれぞれ示されている。   Although not shown, the logic waveform of the wiring Net2 is shown below the logic waveform Net1-210, and the logic waveform of the power wiring Power and the logic waveform of the ground wiring Ground are respectively below the logic waveform of the wiring Net2. Indicated. Below the logic waveform of the ground wiring Ground, the logic waveforms of the adjacent wirings adjacent to the wiring Net2 are shown.

ここで、図17に示したように、配線Net2に249本の隣接配線がある場合には、249本の論理波形Net2−001〜Net2−249がそれぞれ算出されることになる。このように、他の配線Net3,Net4においても、同様の構成で論理波形がそれぞれ示される。   Here, as shown in FIG. 17, when there are 249 adjacent wires in the wire Net2, 249 logic waveforms Net2-001 to Net2-249 are respectively calculated. In this way, the logic waveforms are also shown in the same configuration in the other wirings Net3 and Net4.

異電位時間帯算出部DPTは、配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形とが同じ電位となる時間帯である同電位時間帯と、配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形とが異なる電位となる時間帯である異電位時間帯とをそれぞれ算出し、その結果を出力する。   The different potential time zone calculation unit DPT has the same potential time zone in which the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the power wiring Power have the same potential, the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the power wiring Power. The different potential time zones, which are the time zones in which are different from each other, are calculated, and the results are output.

図19右側の最上段は、異電位時間帯算出部DPTが算出した配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形との同電位時間帯、および配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形との異電位時間帯の結果Pair1−Pを示している。   The uppermost stage on the right side of FIG. 19 shows the same potential time zone between the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the power supply wiring Power calculated by the different potential time zone calculation unit DPT, and the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the power supply wiring Power. The result Pair1-P of the different potential time zone is shown.

この結果Pair1−Pにおいて、白抜き部分は、配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形とが異なる電位となっている異電位時間帯であり、ハッチング部分は、配線Net1の論理波形と電源配線Powerの論理波形とが同電位となっている同電位時間帯を示している。   As a result, in Pair1-P, the white part is a different potential time zone in which the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the power supply power are different, and the hatched part is the logic waveform of the wiring Net1 and the power supply. The same potential time zone in which the logic waveform of the wiring Power is at the same potential is shown.

結果Pair1−Pの下方には、配線Net1の論理波形とグランド配線Groundの論理波形とにおける算出結果を示す結果Pair1−Gが示されており、該結果Pair1−Gの下方には、配線Net1の論理波形と論理波形Net1−001の論理波形とにおける算出結果を示す結果Pair1−001が示されている。   Below the result Pair1-P, a result Pair1-G indicating the calculation result of the logic waveform of the wiring Net1 and the logic waveform of the ground wiring Ground is shown. Below the result Pair1-G, the wiring Net1 is displayed. A result Pair1-001 indicating the calculation result of the logical waveform and the logical waveform of the logical waveform Net1-001 is shown.

以下、同様に、配線Net1〜Net4、および電源配線Power、およびグランド配線Groundを含むすべての隣接配線に対してそれぞれ結果が示される。ここで、図17に示したように、配線Net1に210本の隣接配線がある場合には、結果Pair1−P,Pair1−Gに加えて、210本の結果Pair1−001〜Pair1−210が算出される。   Hereinafter, similarly, the results are shown for all the adjacent wirings including the wirings Net1 to Net4, the power supply wiring Power, and the ground wiring Ground. Here, as shown in FIG. 17, when there are 210 adjacent wirings in the wiring Net1, 210 results Pair1-001 to Pair1-210 are calculated in addition to the results Pair1-P and Pair1-G. Is done.

同様に、配線Net2に249本の隣接配線がある場合には、結果Pair2−P,Pair2−Gに加えて、249本の結果Pair2−001〜Pair2−249が算出される。   Similarly, when there are 249 adjacent wirings in the wiring Net2, in addition to the results Pair2-P and Pair2-G, 249 results Pair2-001 to Pair2-249 are calculated.

同様に、配線Net3に20本の隣接配線がある場合には、結果Pair3−P,Pair3−Gに加えて、20本の結果Pair3−001〜Pair3−020が算出され、配線Net4に54本の隣接配線がある場合には、結果Pair4−P,Pair4−Gに加えて、54本の結果Pair4−001〜Pair4−054が算出される。   Similarly, when there are 20 adjacent wires in the wire Net3, 20 results Pair3-001 to Pair3-020 are calculated in addition to the results Pair3-P and Pair3-G, and 54 wires are calculated in the wire Net4. When there are adjacent wirings, in addition to the results Pair4-P and Pair4-G, 54 results Pair4-001 to Pair4-054 are calculated.

〈指標データ算出部の動作例〉
続いて、異電位時間帯算出部DPTが算出した結果である同電位時間帯、および異電位時間帯に対して、どれだけのフォトンが入るかを算出する。この処理は、図12のステップS108の処理に対応し、図11の解析支援制御部FASに設けられた指標データ算出部IDCによって実行される。
<Operation example of index data calculation unit>
Subsequently, the number of photons that enter the same potential time zone and the different potential time zone, which are the results calculated by the different potential time zone calculation unit DPT, is calculated. This processing corresponds to the processing in step S108 in FIG. 12, and is executed by the index data calculation unit IDC provided in the analysis support control unit FAS in FIG.

まず、指標データ算出部IDCは、図11の発光検出装置ELAにアクセスし、該発光検出装置ELAの記憶装置に格納された半導体チップにおける発光時間のデータを取得する。このデータは、図12のステップS101の処理において発光検出装置ELAが検出した発光位置での発光時間のデータである。   First, the index data calculation unit IDC accesses the light emission detection device ELA of FIG. 11 and obtains data of the light emission time in the semiconductor chip stored in the storage device of the light emission detection device ELA. This data is data of the light emission time at the light emission position detected by the light emission detection device ELA in the process of step S101 of FIG.

図20は、異電位時間帯とフォトンとのカウンティングの一例を示す説明図である。   FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of counting of different potential time zones and photons.

指標データ算出部IDCは、発光時間のデータを取得すると、図20(a)に示すように、該発光時間のデータを異電位時間帯と対照させる。そして、異電位時間帯に入るフォトンの数、および同電位時間帯に入るフォトンの数をそれぞれ算出する。異電位時間帯にフォトンが入れば、+1とし、同電位時間帯にフォトンが入れば、−1とし、それぞれの合計をスコアとして算出する。   When the index data calculation unit IDC acquires the light emission time data, the index data calculation unit IDC compares the light emission time data with the different potential time zone as shown in FIG. Then, the number of photons entering the different potential time zone and the number of photons entering the same potential time zone are calculated. If a photon enters in the different potential time zone, +1 is set. If a photon enters in the same potential time zone, +1 is set.

図20(a)において、例えば、結果Pair1−Pの場合には、フォトンの総数が38となっている。フォトン数が38のうち、異電位時間帯に入っているフォトン数は15であるので、カウント数は+15となる。また、同電位時間帯に入っているフォトン数は23であるので、カウント数は−23となる。よって、スコアは、15−23=−8となる。   In FIG. 20A, for example, in the case of result Pair1-P, the total number of photons is 38. Of the 38 photons, the number of photons in the different potential time zone is 15, so the count is +15. Since the number of photons in the same potential time zone is 23, the count number is −23. Therefore, the score is 15-23 = −8.

このように、指標データ算出部IDCは、すべての結果Pair1−P,Pair1−G,Pair1−001〜Pair1−210,Pair2−P,Pair2−G,Pair2−001〜Pair2−249,Pair3−P,Pair3−G,Pair3−001〜Pair3−020,Pair4−P,Pair4−G,Pair4−001〜Pair4−054に対してスコアを算出する。指標データ算出部IDCは、算出した結果として、図20(b)に示すように、スコアと共に、例えばヒストグラムなどによっても表示する。   As described above, the index data calculation unit IDC performs all the results Pair1-P, Pair1-G, Pair1-001 to Pair1-210, Pair2-P, Pair2-G, Pair2-001 to Pair2-249, Pair3-P, Scores are calculated for Pair3-G, Pair3-001 to Pair3-020, Pair4-P, Pair4-G, Pair4-001 to Pair4-054. As shown in FIG. 20B, the index data calculation unit IDC displays the score along with the score, for example, as a histogram.

なお、図20の例では、結果Pair1−002におけるスコアが+10となっており、異電位時間帯におけるフォトン数が最も多いため、配線Net1と隣接配線Net1−002に配線ショートが生じている可能性が高いことが推定される。ここでは、フォトンの総数が38であるが、検出フォトン数を増やすことにより、さらに推定の確度を上げることができる。   In the example of FIG. 20, the result Pair1-002 has a score of +10, and since the number of photons in the different potential time zone is the largest, there is a possibility that a wiring short circuit has occurred in the wiring Net1 and the adjacent wiring Net1-002. Is estimated to be high. Here, although the total number of photons is 38, the accuracy of estimation can be further increased by increasing the number of detected photons.

図21は、図20のスコア算出において、検出フォトン数を増加させた場合の一例を示す説明図である。   FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example when the number of detected photons is increased in the score calculation of FIG.

ここで、検出フォトン数を増加させた場合について検討する。   Here, a case where the number of detected photons is increased will be considered.

まず、フォトンの捕捉では、シグナルとして入ってくるフォトンとノイズとして入ってくるフォトンがあるが、それぞれの平均を、100フォトン/時間分割、10フォトン/時間分割とする。   First, in the capture of photons, there are photons that enter as signals and photons that enter as noise, and the average of each is 100 photons / time division and 10 photons / time division.

実際には山谷があるが、平均として考えると、ノイズがシグナルの1/10とするのはフォトン検出においては、リーズナブルな仮定であると考える。そのようなフォトン検出とすると、検出フォトンの時間分解イメージは、図21(a)の上方に示す図となる。   Actually, there are peaks and valleys, but when considered as an average, it is considered that noise is 1/10 of the signal as a reasonable assumption in photon detection. When such photon detection is performed, the time-resolved image of the detected photon is a diagram shown in the upper part of FIG.

異電位時間帯、および同電位時間帯について、図20にて説明した手法によりスコアを計算した場合、スコアのヒストグラムは、図21(b)に示すウィンドウのように表示される。   When the scores are calculated for the different potential time zones and the same potential time zones by the method described with reference to FIG. 20, a histogram of the scores is displayed as in the window shown in FIG.

この場合、結果Pair1−002のスコアが最も高く、2番目に高い結果Pair1−Gの2倍近くとなっている。数値上においても、スコア値が+1810に対して+3090と明らかな差がある。   In this case, the score of result Pair1-002 is the highest, and is nearly twice that of the second highest result Pair1-G. Even in numerical values, there is a clear difference between the score value of +1810 and +3090.

この計算によって、最もショートしている可能性の高い配線ペアは、結果Pair1−002の配線ペア、すなわち配線Net1、および隣接配線Net1−002であると、図20の場合よりも高い確度にて推定することができる。   As a result of this calculation, it is estimated that the wiring pair most likely to be short-circuited is the wiring pair of the result Pair1-002, that is, the wiring Net1 and the adjacent wiring Net1-002 with higher accuracy than in the case of FIG. can do.

ここでは、論理波形をシミュレートした範囲があまり広くないため、発光との比較、対照でマイナスのスコアが大きくなったペアがあるが、シミュレーション範囲が広ければ、実際には発光のタイミングに関係なく、異電位時間帯、および同電位時間帯が存在することになるため、ショートに関係ないペアについては、スコアが0付近に集中すると予想することができる。   Here, since the simulated range of the logic waveform is not so wide, there are pairs with a large negative score in comparison with the light emission, but in contrast, if the simulation range is wide, it actually does not depend on the timing of light emission Since there are different potential time zones and equipotential time zones, it can be predicted that the score is concentrated around 0 for pairs not related to short circuit.

〈指標データ出力部の動作例〉
続いて、図21にて示したスコアの算出結果に基づいて、ショートの可能性の高い配線ペアをソートし、例えばスコア値の最も高い最被疑配線ペアをハイライト表示する。この処理は、図12のステップS109,S110の処理に対応し、図11の解析支援制御部FASに設けられた指標データ出力部IDOによって実行される。
<Operation example of index data output unit>
Subsequently, based on the score calculation result shown in FIG. 21, the wiring pairs having a high possibility of short-circuiting are sorted, and for example, the most suspected wiring pair having the highest score value is highlighted. This processing corresponds to the processing in steps S109 and S110 in FIG. 12, and is executed by the index data output unit IDO provided in the analysis support control unit FAS in FIG.

指標データ出力部IDOは、指標データ算出部IDCからスコアの算出結果を受け取ると、図17に示した配線ペアの表示順をスコア値の高い順番となるようにソートを行い、ディスプレイDSPに表示する。このとき、最もスコア値の高い配線ペアは、ハイライト表示を行う。   When the index data output unit IDO receives the score calculation result from the index data calculation unit IDC, the index data output unit IDO sorts the display order of the wiring pairs shown in FIG. 17 so that the score values are in descending order, and displays them on the display DSP. . At this time, the wiring pair with the highest score value is highlighted.

図20、あるいは図21に示したように、スコア値の最も高い配線ペアは、結果Pair1−002の配線Net1と隣接配線Net1−002であるので、解析支援装置BASのディスプレイDSPには、配線Net1と隣接配線Net1−002との配線ペアがハイライト表示されて最初に表示されることになる。   As shown in FIG. 20 or FIG. 21, since the wiring pair with the highest score value is the wiring Net1 of the result Pair1-002 and the adjacent wiring Net1-002, the display DSP of the analysis support apparatus BAS includes the wiring Net1. And the wiring pair of the adjacent wiring Net1-002 are highlighted and displayed first.

例えば、配線ペア抽出部PPEによって、図17に示すように配線ペアがリストアップされた場合には、最もスコア値の高い配線Net1と隣接配線Net1−002との配線ペアが左上方に表示される。   For example, when the wiring pair is listed by the wiring pair extraction unit PPE as shown in FIG. 17, the wiring pair of the wiring Net1 having the highest score value and the adjacent wiring Net1-002 is displayed in the upper left. .

配線Net1と隣接配線Net1−002との配線ペアの左側には、2番目にスコア値の高い配線Net1とグランド配線Groundとのペア配線が表示されることになる。そして、観測者は、ディスプレイDSPに表示された結果に基づいて、ハードウェア的な解析を行う。   On the left side of the wiring pair of the wiring Net1 and the adjacent wiring Net1-002, the pair wiring of the wiring Net1 having the second highest score value and the ground wiring Ground is displayed. The observer then performs a hardware analysis based on the result displayed on the display DSP.

ハードウェア的な解析は、最もスコア値が高い、すなわち最もショートが疑われる配線Net1と隣接配線Net1−002との配線ペアの両配線に、FIBによってパッドを形成して、それらのパッドに針当てしてOBIRCH(Optical Beam Induces Resistance Change)解析すればよい。   In the hardware analysis, pads are formed on both wirings of the wiring pair having the highest score value, that is, the wiring Net1 suspected of being short-circuited and the adjacent wiring Net1-002 by FIB, and needles are applied to these pads. Then, an OBIRCH (Optical Beam Induces Resistance Change) analysis may be performed.

その場合には、たとえ隣接配線間の併走距離が長い場合でも、ショート箇所を数μm程度に絞り込むことが可能となる。   In that case, even when the parallel running distance between adjacent wirings is long, the shorted portion can be narrowed down to about several μm.

また、発光領域にゲートが含まれる配線全てについてFIBでパッドを形成してEBAC解析を実施し、該EBAC解析でショート配線が観察できた時には、その配線にパッドを形成してOBIRCH解析してショート箇所を特定するようにしてもよい。   Also, FIB pads are formed by FIB for all wirings including a gate in the light emitting region, and EBAC analysis is performed. When short wirings can be observed by the EBAC analysis, pads are formed in the wirings and OBIRCH analysis is performed to short-circuit. You may make it identify a location.

以上のようにして、本実施の形態における不良解析方法を実現することができる。本実施の形態1における不良解析方法では、特定配線とショートしている相手配線を推定するまでの代表的な不良解析方法を記載している。   As described above, the failure analysis method according to the present embodiment can be realized. In the failure analysis method according to the first embodiment, a typical failure analysis method is described until a counterpart wiring that is short-circuited with a specific wiring is estimated.

ただし、当然、解析すべき不良は、不良によって様相が異なっており、いずれかの解析プロセスを飛ばしたり、発光解析だけでなく、OBIRCH解析を併用して、解析対象配線である特定配線を特定したり、数種類の故障診断を実施したりすることもできる。いずれにしても、その都度、最も確実性が高い一方、解析時間をできる限り低減できる手法を選択して不良解析を進めることが望ましい。   However, of course, the defect to be analyzed has a different aspect depending on the defect, and the specific wiring that is the analysis target wiring is specified by skipping any analysis process or using not only the light emission analysis but also the OBIRCH analysis. Or several types of failure diagnosis. In any case, it is desirable to select a method that can reduce the analysis time as much as possible while proceeding with the failure analysis while having the highest certainty.

なお、図12に示すフローチャートでは、ショートしている可能性の高い配線ペアを推定する工程までを記載しているが、さらに不良解析を進めれば、別の解析手法、例えば、EBAC解析のような解析手法で相手配線を物理的に特定し、さらに、解析対象配線である特定配線と相手配線に針当てをしたOBIRCH解析を実施するなどで不良の要因となった欠陥の位置を特定する手順を踏む。   In the flowchart shown in FIG. 12, the process up to estimating a wiring pair that is likely to be short-circuited is described. However, if the failure analysis is further advanced, another analysis method such as EBAC analysis is performed. To identify the location of the defect that caused the failure by performing the OBIRCH analysis by pinpointing the specific wiring that is the analysis target wiring and the counterpart wiring, etc. Step on.

そして、最終的には、SEM(Scanning Electron Microscope)、またはTEM(Transmission Electron Microscope)などで欠陥を観察し、さらに、EDX(Energy Dispersion X-ray Spectroscopy)やSIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy)などで元素を特定する物理解析プロセスを進める。これにより、欠陥の正体を明らかにして、不良原因を取り除く対策に結びつけることができる。   Finally, defects are observed with SEM (Scanning Electron Microscope), TEM (Transmission Electron Microscope), etc., and elements are further observed with EDX (Energy Dispersion X-ray Spectroscopy), SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy), etc. Advance the physical analysis process to identify Thereby, the identity of the defect can be clarified and linked to a countermeasure for removing the cause of the defect.

〈本実施の形態の優位性について〉
以下では、さらに、本実施の形態における技術的思想に優位性について、本発明者が検討した技術との対比しながら説明する。本実施の形態における技術的思想が想到される前の従来技術においては、例えば、解析対象配線である特定配線と短絡、いわゆるショートしている相手配線とを特定する不良解析技術としてEBAC解析が利用されている。
<Advantage of this embodiment>
In the following, the superiority of the technical idea in the present embodiment will be described in comparison with the technique studied by the present inventors. In the prior art before the technical idea in the present embodiment has been conceived, for example, EBAC analysis is used as a failure analysis technique for identifying a specific wiring that is an analysis target wiring and a short-circuited, so-called short-circuited wiring. Has been.

まず、このEBAC解析技術について図面を参照しながら説明する。図22は、EBAC解析技術のメカニズムの説明図である。   First, the EBAC analysis technique will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is an explanatory diagram of the mechanism of the EBAC analysis technique.

図22において、例えば、半導体基板1Sには、集積回路の一部を構成する電界効果トランジスタが形成されている。この電界効果トランジスタは、半導体基板1S内に半導体領域であるソース領域SRとドレイン領域DRを有し、このソース領域SRとドレイン領域DRの間の領域がチャネル領域となる。そして、チャネル領域上には、ゲート絶縁膜GOXを介してゲート電極Gが形成されている。   In FIG. 22, for example, a field effect transistor that forms part of an integrated circuit is formed on a semiconductor substrate 1S. This field effect transistor has a source region SR and a drain region DR which are semiconductor regions in a semiconductor substrate 1S, and a region between the source region SR and the drain region DR becomes a channel region. A gate electrode G is formed on the channel region via a gate insulating film GOX.

このように構成されている電界効果トランジスタには、配線が電気的に接続されている。例えば、ソース領域SRには、ソース配線SLが電気的に接続され、ドレイン領域DRには、ドレイン配線DLが電気的に接続されている。   A wiring is electrically connected to the field effect transistor configured as described above. For example, the source line SR is electrically connected to the source region SR, and the drain line DL is electrically connected to the drain region DR.

また、ゲート電極Gには、ゲート配線GLが電気的に接続されている。これらのゲート配線GL、ドレイン配線DL、および、ソース配線SLは、複数の配線層で構成され、配線層は層間絶縁膜ILに形成される。   In addition, a gate wiring GL is electrically connected to the gate electrode G. The gate wiring GL, the drain wiring DL, and the source wiring SL are composed of a plurality of wiring layers, and the wiring layers are formed in the interlayer insulating film IL.

ここで、図22に示すゲート配線GLが解析対象配線であるとする。この場合、EBAC解析では、このゲート配線GLと電気的に接続されるパッドFPDを、例えば、FIB加工によって形成する。   Here, it is assumed that the gate wiring GL shown in FIG. 22 is the analysis target wiring. In this case, in the EBAC analysis, the pad FPD electrically connected to the gate wiring GL is formed by, for example, FIB processing.

EBAC解析では、まず、電子ビーム照射・走査部EBUから集積回路に照射した電子が加速電圧に依存した深さまで侵入する。この場合、ゲート配線GLに電子を照射するように加速電圧が調整されているものとする。   In the EBAC analysis, first, electrons irradiated to the integrated circuit from the electron beam irradiation / scanning unit EBU penetrate to a depth depending on the acceleration voltage. In this case, it is assumed that the acceleration voltage is adjusted so that the gate wiring GL is irradiated with electrons.

そして、ゲート配線GLに吸収された電子は、ゲート配線GLを通り、パッドFPDに接触しているプローブPRBから引き出される。プローブPRBに引き出された電子からなる電流は、増幅器AMPで増幅された後、走査電子顕微鏡に入力されて2次元画像が形成される。これにより、ゲート配線GLのイメージを観察することができる。   Then, the electrons absorbed by the gate line GL pass through the gate line GL and are extracted from the probe PRB that is in contact with the pad FPD. A current made up of electrons drawn out to the probe PRB is amplified by an amplifier AMP and then input to a scanning electron microscope to form a two-dimensional image. Thereby, an image of the gate wiring GL can be observed.

ここで、ゲート配線GLにオープン不良が発生している場合には、レイアウトデータとは異なり、ゲート配線GLの途中で配線イメージが途切れることになる。一方、ゲート配線GLにショート不良が発生している場合には、ゲート配線GLとショートしている相手配線の配線イメージが観察される。このようなメカニズムによって、EBAC解析では、例えば、特定配線とショートしている相手配線を特定することができる。   Here, when an open defect has occurred in the gate wiring GL, unlike the layout data, the wiring image is interrupted in the middle of the gate wiring GL. On the other hand, when a short circuit defect has occurred in the gate wiring GL, a wiring image of the counterpart wiring short-circuited with the gate wiring GL is observed. With such a mechanism, in the EBAC analysis, for example, a counterpart wiring that is short-circuited with a specific wiring can be specified.

以下では、解析対象配線の特定から物理解析に至る従来技術における不良解析の流れについて説明する。   Hereinafter, the flow of failure analysis in the prior art from the analysis of the wiring to be analyzed to the physical analysis will be described.

図23は、本発明者が検討した不良解析の流れを示すフローチャートである。図23に示すように、まず、ショート不良に関係のある特定配線が特定されると(S201)、続いて、第1FIB加工によって、この特定配線と電気的に接続する第1パッドを形成する(S202)。   FIG. 23 is a flowchart showing the flow of failure analysis examined by the present inventors. As shown in FIG. 23, first, when a specific wiring related to a short-circuit defect is specified (S201), a first pad electrically connected to the specific wiring is formed by first FIB processing ( S202).

その後、EBAC解析を実施することにより、特定配線とショートしている相手配線を特定する(S203)。このとき、特定配線と相手配線との間に近接する箇所が複数ある場合、どの箇所がショート箇所であるかを特定できない。このため、第2FIB加工によって、相手配線と電気的に接続する第2パッドを形成する(S204)。   Thereafter, an EBAC analysis is performed to identify the counterpart wiring that is short-circuited with the specific wiring (S203). At this time, when there are a plurality of locations close to each other between the specific wiring and the counterpart wiring, it is not possible to specify which location is a short-circuited location. For this reason, the 2nd pad electrically connected with the other party wiring is formed by the 2nd FIB processing (S204).

そして、特定配線と電気的に接続する第1パッドと、相手配線と電気的に接続する第2パッドとの両方に針当てを実施してOBIRCH解析を実施する(S205)。配線による電流経路に比較してショート箇所は抵抗が高いため、OBIRCH解析において、レーザを照射した際、ショート箇所は、電流経路の中でより強い反応を得ることができることから、ショート箇所を特定することができる。   Then, OBIRCH analysis is performed by performing needle contact on both the first pad electrically connected to the specific wiring and the second pad electrically connected to the counterpart wiring (S205). Since the short portion has a higher resistance than the current path by wiring, the short portion can obtain a stronger reaction in the current route when the laser is irradiated in the OBIRCH analysis. Therefore, the short portion is specified. be able to.

このようにして、特定配線とショートしている相手配線の特定と、ショート箇所を特定した後、物理解析を実施する(S206)。   In this way, after identifying the counterpart wiring that is short-circuited with the specific wiring and specifying the short-circuited portion, physical analysis is performed (S206).

上述した技術における不良解析では、解析対象配線である特定配線と電気的に接続する第1パッドを形成する第1FIB加工工程と、相手配線と電気的に接続する第2パッドを形成する第2FIB加工工程が別工程で存在する。   In the failure analysis in the above-described technique, the first FIB processing step for forming the first pad that is electrically connected to the specific wiring that is the analysis target wiring, and the second FIB processing for forming the second pad that is electrically connected to the counterpart wiring. The process exists in a separate process.

このFIB加工工程は、形成するために時間を要することが多いため、第1FIB加工工程と第2FIB加工工程が別々に存在すると、不良解析時間が長くなってしまう。   Since this FIB processing step often takes time to form, if the first FIB processing step and the second FIB processing step exist separately, the failure analysis time becomes long.

なお、本実施の形態における主な適用対象は、例えば、マイコン、SOC(System On Chip)などのロジック回路を含む集積回路であるが、これに限るものではなく、例えば、内蔵メモリの周辺回路やメモリ内部の不良解析や、アナログ回路の不良解析にも幅広く適用できる可能性がある。   Note that the main application target in the present embodiment is an integrated circuit including a logic circuit such as a microcomputer or SOC (System On Chip), but is not limited to this, for example, a peripheral circuit of a built-in memory, There is a possibility that it can be widely applied to failure analysis inside memory and failure analysis of analog circuits.

以上によれば、発光位置と発光時間のデータを取得すれば、ショートが疑われる配線ペアを推定することが可能となる。多数の配線ペアが存在した場合であっても、それら配線ペアのなかから、効率よく、ショートが疑われる配線ペアを推定することができる。それによって、不良解析の成功率の向上も図ることができ、解析時間を短縮することができる。   Based on the above, it is possible to estimate a wiring pair that is suspected of being short-circuited by acquiring data on the light emission position and the light emission time. Even when there are a large number of wiring pairs, a wiring pair suspected of being short-circuited can be efficiently estimated from these wiring pairs. As a result, the success rate of failure analysis can be improved and the analysis time can be shortened.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

1S 半導体基板
SR ソース領域
DR ドレイン領域
GOX ゲート絶縁膜
G ゲート電極
SL ソース配線
DL ドレイン配線
GL ゲート配線
IL 層間絶縁膜
FPD パッド
EBU 電子ビーム照射・走査部
SED 2次電子検出器
ML 多層配線層
L 配線
LDU 光検出部
CL1 セル
CL2 セル
CL3 セル
CL4 セル
ST ショート箇所
SML 論理シミュレータ
ELA 発光検出装置
BAS 解析支援装置
CPU 制御部
ROM 不揮発性記憶部
RAM 揮発性記憶部
DSP ディスプレイ
KEY キーボード
MUS マウス
CBD 通信ボード
RMD リムーバルディスク装置
CVD CD/DVD−ROM装置
HDD ハードディスク装置
PRT プリンタ
SCN スキャナ
FAS 解析支援制御部
BUS バス
PRG プログラム群
FLE ファイル群
LTD 発光位置取得部
GET ゲート抽出部
PSF 配線特定部
PPE 配線ペア抽出部
WFA 波形取得部
DPT 異電位時間帯算出部
IDC 指標データ算出部
IDO 指標データ出力部
LHT 発光点
LBX 発光ボックス
G1 ゲート
G2 ゲート
G3 ゲート
G4 ゲート
PRB プローブ
AMP 増幅器
1S semiconductor substrate SR source region DR drain region GOX gate insulating film G gate electrode SL source wiring DL drain wiring GL gate wiring IL interlayer insulating film FPD pad EBU electron beam irradiation / scanning part SED secondary electron detector ML multilayer wiring layer L wiring LDU Photodetector CL1 Cell CL2 Cell CL3 Cell CL4 Cell ST Short location SML Logic simulator ELA Light emission detector BAS Analysis support device CPU Controller ROM Nonvolatile memory RAM Volatile memory DSP Display KEY Keyboard MUS Mouse CBD Communication board RMD Removal Disk device CVD CD / DVD-ROM device HDD Hard disk device PRT Printer SCN Scanner FAS Analysis support control unit BUS Bus PRG Program group FLE File group LTD Light emission position Acquisition unit GET Gate extraction unit PSF Wiring identification unit PPE Wiring pair extraction unit WFA Waveform acquisition unit DPT Different potential time zone calculation unit IDC Index data calculation unit IDO Index data output unit LHT Light emission point LBX Light emission box G1 Gate G2 Gate G3 Gate G4 Gate PRB probe AMP amplifier

Claims (8)

トランジスタからの異常現象に基づく異常現象の位置、および時間を取得するステップと、
前記異常現象の位置に含まれるトランジスタのゲートを抽出するステップと、
抽出した前記ゲートに接続されている配線を特定配線として抽出するステップと、
前記特定配線と隣接する配線を隣接配線として抽出し、前記隣接配線と前記特定配線とを配線ペアとして抽出するステップと、
前記特定配線、および前記隣接配線の論理シミュレーションを実行し、前記論理シミュレーションの結果から得られる電圧波形を取得するステップと、
前記配線ペアにおける電圧波形を比較し、前記配線ペアを構成する前記特定配線の電圧と前記隣接配線の電圧とが異なっている異電位時間帯を算出するステップと、
前記異電位時間帯に属する発光回数、および前記異電位時間帯以外の時間帯に属する発光回数に基づいて、前記特定配線と短絡している可能性の指標となる指標データを算出するステップと、
を有する、半導体装置の不良解析方法。
Obtaining the position and time of the abnormal phenomenon based on the abnormal phenomenon from the transistor;
Extracting a gate of a transistor included in the position of the abnormal phenomenon;
Extracting the wiring connected to the extracted gate as a specific wiring;
Extracting the wiring adjacent to the specific wiring as an adjacent wiring, extracting the adjacent wiring and the specific wiring as a wiring pair;
Executing a logic simulation of the specific wiring and the adjacent wiring, and obtaining a voltage waveform obtained from the result of the logic simulation;
Comparing voltage waveforms in the wiring pair, calculating a different potential time zone in which the voltage of the specific wiring and the voltage of the adjacent wiring constituting the wiring pair are different from each other;
Calculating index data serving as an index of the possibility of short-circuiting with the specific wiring based on the number of times of light emission belonging to the different potential time zone and the number of times of light emission belonging to a time zone other than the different potential time zone;
A method for analyzing a failure of a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の不良解析方法において、
前記トランジスタは、電界効果トランジスタであり、
前記異常現象は、前記電界効果トランジスタのゲート電極直下で発生する発光現象に基づく発光である、半導体装置の不良解析方法。
The failure analysis method for a semiconductor device according to claim 1,
The transistor is a field effect transistor;
The defect analysis method for a semiconductor device, wherein the abnormal phenomenon is light emission based on a light emission phenomenon that occurs immediately below the gate electrode of the field effect transistor.
請求項2記載の半導体装置の不良解析方法において、
前記指標データを算出するステップでは、
前記発光の時間に基づいて、前記異電位時間帯に属する発光回数、および前記異電位時間帯以外に属する発光回数をそれぞれ集計し、前記異電位時間帯に属する発光回数と前記異電位時間帯以外に属する発光回数との差分を取ることにより、前記指標データを算出する、半導体装置の不良解析方法。
The defect analysis method for a semiconductor device according to claim 2,
In the step of calculating the index data,
Based on the time of the light emission, the number of times of light emission belonging to the different potential time zone and the number of times of light emission belonging to other than the different potential time zone are respectively tabulated, and the number of times of light emission belonging to the different potential time zone and other than the different potential time zone. A failure analysis method for a semiconductor device, wherein the index data is calculated by taking a difference from the number of times of light emission belonging to.
請求項1記載の半導体装置の不良解析方法において、
抽出する前記特定配線は、電源配線、およびグランド配線を含む、半導体装置の不良解析方法。
The failure analysis method for a semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device defect analysis method, wherein the specific wiring to be extracted includes a power supply wiring and a ground wiring.
請求項1記載の半導体装置の不良解析方法において、
さらに、抽出した前記配線ペアに前記指標データを対応付けするステップを有する、半導体装置の不良解析方法。
The failure analysis method for a semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device failure analysis method further comprises the step of associating the index data with the extracted wiring pair.
請求項5記載の半導体装置の不良解析方法において、
さらに、前記指標データが対応付けされた前記配線ペアを、前記指標データに基づいて、前記特定配線と短絡している可能性が高い順にソートするステップを有する、半導体装置の不良解析方法。
The defect analysis method for a semiconductor device according to claim 5,
The semiconductor device failure analysis method further includes a step of sorting the wiring pairs associated with the index data in descending order of possibility of short-circuiting with the specific wiring based on the index data.
請求項1記載の半導体装置の不良解析方法において、
前記指標データは、
数値データである指標ポイントと、
前記指標データを図示化した指標グラフデータと、を有する、半導体装置の不良解析方法。
The failure analysis method for a semiconductor device according to claim 1,
The indicator data is
Index points that are numerical data,
A failure analysis method for a semiconductor device, comprising: index graph data illustrating the index data.
請求項7記載の半導体装置の不良解析方法において、
前記指標グラフデータは、ヒストグラム形式である、半導体装置の不良解析方法。
The defect analysis method for a semiconductor device according to claim 7,
The semiconductor device failure analysis method, wherein the index graph data is in a histogram format.
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WO2023228338A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-30 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device, and measurement method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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