JP2904642B2 - Detecting semiconductor element failure - Google Patents

Detecting semiconductor element failure

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JP2904642B2
JP2904642B2 JP10418192A JP10418192A JP2904642B2 JP 2904642 B2 JP2904642 B2 JP 2904642B2 JP 10418192 A JP10418192 A JP 10418192A JP 10418192 A JP10418192 A JP 10418192A JP 2904642 B2 JP2904642 B2 JP 2904642B2
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の不良箇所
を検出する方法に関し、特にエミッション顕微鏡を用い
て不良を検出する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a defective portion of a semiconductor device, and more particularly to a method for detecting a defective portion using an emission microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置は、微小な半導体基板領域に
極めて微細なパターンでトランジスタ等の半導体素子が
形成され、更にこれら半導体素子間を配線によって電気
的接続することにより、所望の回路機能を果たし得る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, semiconductor elements such as transistors are formed in an extremely fine pattern in a minute semiconductor substrate area, and these semiconductor elements are electrically connected to each other by wiring to perform a desired circuit function. obtain.

【0003】処で半導体技術の進歩により一層の微細化
及び低消費電流化が試みられているが、このような高集
積化に伴って、半導体装置内部の不良の検出が非常に困
難になっている。即ち微細化・低消費電流化により欠陥
に起因するリーク電流が微弱になっており、検出装置の
ノイズ等のために精度が損なわれる恐れがあった。この
ようなリーク電流を高感度に検出する方法として、故障
箇所から発生する微小な光を検出するエミッション顕微
鏡を用いた方法が従来から採用されている。
[0003] Although further miniaturization and lower current consumption have been attempted due to advances in semiconductor technology, detection of defects inside a semiconductor device has become extremely difficult with such high integration. I have. That is, the leak current caused by the defect is weakened by miniaturization and low current consumption, and the accuracy may be impaired due to noise or the like of the detection device. As a method for detecting such a leak current with high sensitivity, a method using an emission microscope for detecting minute light generated from a failure portion has been conventionally adopted.

【0004】まず従来から採用されている半導体素子の
不慮箇所特定方法を説明する。
[0004] First, a conventional method for specifying an unexpected portion of a semiconductor device will be described.

【0005】(1)半導体素子を、画像処理装置が接続
されたエミッション顕微鏡のステージ上に、外部より通
電可能な状態でセットする。
(1) A semiconductor element is set on a stage of an emission microscope to which an image processing apparatus is connected, in a state where power can be supplied from the outside.

【0006】(2)最低倍率のレンズをセットする。(2) A lens with the lowest magnification is set.

【0007】(3)半導体素子パターン像を、画像処理
装置に内蔵された第1メモリに取り込む。
(3) The semiconductor device pattern image is taken into a first memory built in the image processing apparatus.

【0008】(4)半導体素子に不良症状が再現するよ
うに電圧を印加する。
(4) A voltage is applied to the semiconductor element so that the defect symptom is reproduced.

【0009】(5)不良箇所から放たれる微小な光をエ
ミッション顕微鏡で検出し、一定時間その発光を積算し
て第2メモリに取り込む。
(5) The minute light emitted from the defective portion is detected by the emission microscope, and the light emission is integrated for a certain period of time and is taken into the second memory.

【0010】(6)第1メモリのデータと第2メモリの
データを読み出して、画像処理装置により重ね合わせて
モニター上に表示する。
(6) The data in the first memory and the data in the second memory are read and superimposed by an image processing device and displayed on a monitor.

【0011】(7)必要であればモニター上の画像をハ
ードコピー装置に出力して記録する。
(7) If necessary, output the image on the monitor to a hard copy device and record it.

【0012】(8)上記操作で発光が生じている場所を
画面の中央に移動させる。
(8) The position where light emission is generated by the above operation is moved to the center of the screen.

【0013】(9)顕微鏡の対物レンズを倍率の高いも
のに変更する。
(9) The objective lens of the microscope is changed to one having a high magnification.

【0014】(10)所望の倍率まで上記(3)から
(9)の操作を繰り返す。
(10) The above operations (3) to (9) are repeated up to a desired magnification.

【0015】(11)発光箇所の複数であれば、すべての
発光箇所について、(2)から(10)までの操作を繰り
返して行う。
(11) If there are a plurality of light emitting locations, the operations from (2) to (10) are repeated for all the light emitting locations.

【0016】上記操作により半導体素子に生じているリ
ーク電流による不良箇所を検出することができる。
The above operation makes it possible to detect a defective portion due to a leak current generated in the semiconductor element.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の不良検出方
法では、半導体基板の発光箇所を画面上の中央に移動さ
せる操作をその都度操作している者が行わねばならず、
非常に手間がかかり、また倍率上昇時に発光箇所を見失
う恐れがあり、検査に時間を要するという問題があっ
た。また1つの半導体基板に複数の発光箇所があった場
合、それぞれの箇所に対して常に低い倍率まで戻して発
光箇所の確認を行う必要があり、不良箇所の特定に要す
る時間が長いという問題があった。
In the above-described conventional defect detection method, the person who operates the operation of moving the light emitting portion of the semiconductor substrate to the center on the screen must be performed each time.
There is a problem that it takes a lot of trouble, and there is a possibility that the light emitting portion may be lost when the magnification is increased, so that the inspection requires time. In addition, when there are a plurality of light emitting portions on one semiconductor substrate, it is necessary to always return each of the portions to a low magnification to check the light emitting portions, and there is a problem that it takes a long time to specify a defective portion. Was.

【0018】更に上述した従来の不良検出方法では、一
定時間発光を積算して形成された画面上において、複数
ある輝点のうち、半導体基板からの発光箇所とそれ以外
の箇所、即ちノイズとを区別して認識するのは、測定者
自身の判断、認識に頼っており、発光箇所を見誤る恐れ
があった。また、個人差による認識の違いも問題となっ
ていた。そして、このことは、エミッション顕微鏡にお
ける不良解析の自動化に大きな障害となっており、上述
したようなステ−ジの移動等を伴う測定者の疲労、長時
間測定、ひいてはデリケ−トな被検査物、即ち半導体素
子に二次不良の発生等を引き起こす等の原因となってい
た。
Further, in the above-described conventional defect detection method, on a screen formed by accumulating light emission for a certain period of time, out of a plurality of bright spots, a light-emitting portion from the semiconductor substrate and a portion other than the light-emitting portion, that is, noise are determined. Recognition by distinction relies on the judgment and recognition of the measurer himself, and there is a risk of misidentifying the light emitting portion. In addition, differences in perception due to individual differences were also a problem. This is a major obstacle to the automation of failure analysis in the emission microscope, and the fatigue of the measurer due to the movement of the stage as described above, long-time measurement, and furthermore, the delicate test object. That is, it causes a secondary defect or the like in the semiconductor element.

【0019】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、エミッション顕微鏡を用いて、半導体素子の
不良箇所を自動的に検出することができる方法を提供す
ることを課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a method capable of automatically detecting a defective portion of a semiconductor element using an emission microscope.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本願発明の半導体素子不
良個所検出方法は上述の課題を解決するためにエミッシ
ョン顕微鏡に半導体素子をセットし、低倍率でチップ全
体等を観察して発光の位置を記憶させ、この記憶位置情
報に基づいて発光箇所のいずれかをステージの中央に移
動させて倍率を上げ、自動的に倍率を順次上げて所望の
データが得られる高倍率で発光像を収集し、上記予め記
憶させた位置情報を読み出して上記発光位置情報から次
の発光像の位置へステージを移動させて次の発光の収集
を開始する半導体素子不良個所検出方法であって、発光
に基づく検出強度が近隣の複数ピクセルに亙る際、これ
らピクセルの重心を算出して発光位置情報とすることを
特徴とする。
This gun onset Ming semiconductor element defective portion detecting method Means for Solving the Problems] sets the semiconductor device to the emission microscope in order to solve the problems described above, the low magnification observation to emit the entire chip, etc. The position is stored, and based on this stored position information, one of the light emitting points is moved to the center of the stage to increase the magnification, and the magnification is automatically increased sequentially, and a light emission image is collected at a high magnification so that desired data can be obtained. A method for detecting a defective portion of a semiconductor element, in which the pre-stored position information is read, and a stage is moved from the light emission position information to a position of a next light emission image to start collecting next light emission.
When the detection intensity based on
Then, the center of gravity of the pixel is calculated as light emission position information .

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【作用】本願発明の検出方法によれば、低倍率で観察し
た際にチップ表面のほぼ全域で生じている発光に対し
て、それらの位置を予め記憶させるため、個々の発光に
ついてのみならず、それぞれの発光について高倍率まで
自動的に順次検出することができ、検査時間の短縮化を
図ることができる。このように発光箇所が画面中央に来
るように調整しながら低倍率から順次高倍率に変化させ
て不良個所を自動的に検出することができる。また、発
光に基づく検出強度が近隣の複数ピクセルに亙る際、こ
れらピクセルの重心を算出して発光位置情報とすること
によって、同じ視野内で処理することができ、同じ箇所
を何度も観察する必要がなく無駄を省くことができる。
According to the present gun onset light detection method, if when observed at low magnification to the emission occurring in almost the entire area of the chip surface, for storing their positions in advance, for each emission only Instead, each light emission can be automatically and sequentially detected up to a high magnification, and the inspection time can be shortened. As described above, the defective portion can be automatically detected by sequentially changing the magnification from the low magnification to the high magnification while adjusting the light emitting portion to be at the center of the screen. Also, departure
When the light-based detection intensity spans neighboring pixels,
Calculate the center of gravity of these pixels and use it as light emission position information
Can be processed within the same field of view,
Need not be observed many times, and waste can be eliminated.

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【実施例】実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail with reference to examples.

【0025】図8は本発明の第1実施例に係るエミッシ
ョン顕微鏡システムの概略を示す図で、暗室内に設置し
た顕微鏡本体1にコンピュータ2及びディスプレイ,操
作用タブレット3等の周辺装置が接続されている。顕微
鏡本体1は、ステージ4にセットされたLSIチップ5
に光源からの光を照射してチップ表面の画像を検出器6
に取り込み、画像信号をコンピュータ2に出力する。チ
ップ表面像及び通電によって発光が生じている画像のデ
ータが検出器6からコンピュータ2に出力され、発光位
置を検出するために後述する画像信号処理が実行されて
上記ステージ4と検出器6との相対的な位置等を制御す
るための信号を形成し、顕微鏡1に出力する。
FIG. 8 is a view schematically showing an emission microscope system according to the first embodiment of the present invention. A computer 2 and peripheral devices such as a display and an operation tablet 3 are connected to a microscope main body 1 installed in a dark room. ing. The microscope body 1 includes an LSI chip 5 set on a stage 4.
Is irradiated with light from a light source to detect an image of the chip surface.
And outputs an image signal to the computer 2. Data of a chip surface image and an image in which light emission occurs due to energization are output from the detector 6 to the computer 2, and image signal processing described later is executed to detect a light emission position. A signal for controlling a relative position and the like is formed and output to the microscope 1.

【0026】図1(a)(b)(c) は、顕微鏡を低倍率から順
次高倍率に高めて該当発光像を収集するための、LSI
チップの不良箇所検出作業でのLSIチップ表面像を示
し、また図2及至図7は不良箇所検出方法のステップを
示すフローチャートである。次にこのフローチャートに
従って説明する。
FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c) show an LSI for collecting a luminescence image by increasing the microscope sequentially from a low magnification to a high magnification.
FIGS. 2 to 7 are flow charts showing the steps of a method for detecting a defective portion in a chip defective portion detecting operation. Next, a description will be given according to this flowchart.

【0027】図2においてLSIチップの不良箇所に生
じる発光を検出するために、顕微鏡1が初期状態にセッ
トされる。この初期セットアップのステップS1の詳細
を図5に示す。初期セットアップで顕微鏡1の光学系は
最低倍率にセットされる。
In FIG. 2, the microscope 1 is set to an initial state in order to detect light emission occurring at a defective portion of the LSI chip. FIG. 5 shows the details of step S1 of this initial setup. In the initial setup, the optical system of the microscope 1 is set to the lowest magnification.

【0028】初期状態にセットされた顕微鏡1のステー
ジにLSIチップ5が置かれ、まず低倍率でチップ全体
像が観察可能か否かがステップS7で判定される。チッ
プ全体が画面に表示できない場合は、分割表示によって
全体画像に対応するためステップS8に示すLSIチッ
プサイズ記憶ルーチンに進む。このステップS8では図
6に詳細を示すように、LSIチップの少なくとも対角
位置にあるコーナの座標を検出し、これに基づいて1チ
ップを観察するに要する画面数をステップS9で演算す
る。
The LSI chip 5 is placed on the stage of the microscope 1 set in the initial state, and it is first determined in step S7 whether or not the entire chip image can be observed at a low magnification. If the entire chip cannot be displayed on the screen, the process proceeds to the LSI chip size storage routine shown in step S8 to correspond to the entire image by divided display. In this step S8, as shown in detail in FIG. 6, at least coordinates of corners at diagonal positions of the LSI chip are detected, and the number of screens required to observe one chip is calculated in step S9 based on this.

【0029】画面に映し出されたチップ像について、各
ピクセル(画素)のバックグランド強度を測定するため
に、ステップS11において視野内のLSIパターンを撮
影し、この画像データをコンピュータ3内の第1メモリ
にストアする。
In order to measure the background intensity of each pixel (pixel) of the chip image projected on the screen, an LSI pattern in the field of view is photographed in step S11, and this image data is stored in the first memory in the computer 3. Store in

【0030】次に図3のフローチャートに示すように、
ステップS12で顕微鏡の光源を消灯してLSIチップに
通電し、図1(a) に示すように不良箇所に発光を生じさ
せて像を撮影し、この画像データに基づいて各ピクセル
の強度を検出し、第2メモリにストアする(ステップS
13)。ステップS14でコンピュータ2において両メモリ
の値から各ピクセル毎に上記バックグランド強度との差
を求めて、この減算結果を第2メモリにストアし、この
得られた各ピクセルが持つ値から、“0”でない箇所が
発光のあった箇所と判断する。
Next, as shown in the flowchart of FIG.
In step S12, the light source of the microscope is turned off, the LSI chip is energized, and light emission is generated at the defective portion as shown in FIG. 1 (a), an image is taken, and the intensity of each pixel is detected based on this image data. And store it in the second memory (step S
13). In step S14, the computer 2 calculates a difference from the background intensity for each pixel from the values in both memories, stores the subtraction result in the second memory, and determines "0" from the obtained value of each pixel. It is determined that a portion other than "" is a portion where light emission occurred.

【0031】ここで上記発光有無の判断に際し、発光箇
所が1点からのものであるか、複数の発光箇所からのも
のであるかを判断するために、ステップS18以降におい
て、第2メモリのデータからその分布が計算され、ステ
ップS25において発光箇所が1点あるか複数箇所あるか
を識別する。そして分布が1点に収束する場合には、ス
テップS26に進み発光箇所は1点と判断する。
Here, in determining whether or not the light emission is present, in order to determine whether the light emission location is from one point or from a plurality of light emission locations, the data in the second memory is read after step S18. , And the distribution is calculated, and in step S25, it is determined whether there is one light emitting point or plural light emitting points. If the distribution converges to one point, the process proceeds to step S26, and the light emission location is determined to be one point.

【0032】カウント値の分布計算から判定した結果1
点に収束することができない場合には、ステップS27に
おいて複数の収束点を持つか否かを判定し、複数の発光
点があると判断した場合には、各々の発光点について1
点の場合と同様に次に述べるステップを実行する。尚ス
テップS27で複数の収束点を持たないと判断された場合
には、発光点なしと判断され作業を終了する。
Result 1 determined from count value distribution calculation 1
If it is not possible to converge to a point, it is determined in step S27 whether or not there are a plurality of convergence points.
The following steps are executed as in the case of the point. If it is determined in step S27 that there are no convergence points, it is determined that there is no light-emitting point, and the operation is terminated.

【0033】上記ステップで発光点の位置情報が得られ
るが、上記ステップS26,29において得られる発光点は
通常複数のピクセルより構成されるため、図4に示すフ
ローチャートに進み、ステップS31において最大カウン
ト値を持つピクセルが複数かどうかを判定する。最大カ
ウント数が複数ピクセルに出現する場合これらの重心点
を計算し、この点を発光の位置としてステージ座標と関
係付けて記憶する。ステップS34のように最大カウント
値のピクセルが1つからなる場合にはそのピクセルの座
標をステップS33で記憶する。記憶した座標と画面中央
の座標との差を計算し、計算結果から発光点を画面中央
に移動させるに必要なステージの移動距離を計算して、
ステップS37において顕微鏡のステージ4を移動させ
る。画像が画面中央に送られた状態で、ステップS38に
より対物レンズの倍率が適切か、例えば最高倍率かを判
定し、最高倍率での結果であれば必要な画像を収集して
作業を終了する。
The position information of the light emitting point is obtained in the above steps. Since the light emitting point obtained in steps S26 and S29 is usually composed of a plurality of pixels, the process proceeds to the flowchart shown in FIG. Determines if there is more than one pixel with a value. When the maximum count number appears in a plurality of pixels, these barycentric points are calculated, and these points are stored as emission positions in association with stage coordinates. If the pixel having the maximum count value is one as in step S34, the coordinates of that pixel are stored in step S33. Calculate the difference between the stored coordinates and the coordinates at the center of the screen, and calculate the moving distance of the stage required to move the light emitting point to the center of the screen from the calculation result,
In step S37, the microscope stage 4 is moved. In a state where the image is sent to the center of the screen, it is determined in step S38 whether the magnification of the objective lens is appropriate, for example, whether it is the highest magnification. If the result is the highest magnification, a necessary image is collected and the operation is terminated.

【0034】一方更に高倍率の余地が残されている状態
ではより高い倍率の対物レンズで作業を継続するべく、
ステップS40に移って高倍率をセットし、顕微鏡光源の
点灯に続いて焦点合わせを行った後、図2に示す先のス
テップS11に移って高倍率で同じ操作を繰り返す。
On the other hand, in a state where room for higher magnification is left, to continue working with an objective lens of higher magnification,
The process proceeds to step S40 to set a high magnification, performs focusing after turning on the microscope light source, and then proceeds to the previous step S11 shown in FIG. 2 to repeat the same operation at a high magnification.

【0035】複数の発光点が存在する場合、各発光点に
おいて発光点の重心が計算され、ステップS43において
それぞれ座標が記憶される。このように発光点が複数あ
る場合、倍率を上げたことによってなお1視野の中に複
数の発光点が入るならばそれらの複数の点を1つのグル
ープとして処理する。そのためにステップS44におい
て、図7に示すように現在表示されている部分Wに対し
て倍率を上げたときに表示される範囲Xを計算し、いく
つの領域に分割されるかを計算する。複数ある発光点の
それぞれがどの領域にあるかを計算し、ステップS47に
おいてステージを発光点が存在するいずれかの領域に移
動させてステップS38に移る。このように複数の発光点
を1つのグループとすることにより、同じ視野内で処理
することができ、同じ箇所を何度も観察する必要がなく
無駄を省くことができる。
If there are a plurality of light emitting points, the center of gravity of the light emitting point is calculated for each light emitting point, and the coordinates are stored in step S43. In the case where there are a plurality of light emitting points as described above, if a plurality of light emitting points are still included in one field of view due to an increase in magnification, the plurality of light emitting points are processed as one group. For this purpose, in step S44, as shown in FIG. 7, a range X displayed when the magnification is increased with respect to the currently displayed portion W is calculated, and how many regions are divided. The area where each of the plurality of light emitting points is located is calculated, and in step S47, the stage is moved to any of the areas where the light emitting points are present, and the process proceeds to step S38. By forming a plurality of light-emitting points into one group as described above, processing can be performed within the same field of view, and the same portion does not need to be observed many times, and waste can be reduced.

【0036】上記不良箇所検出のステップにおいて、最
高倍率時に得られる発光像のみならずLSIチップ表面
の必要な図面についてはコンピュータ2から出力機器3
に画像データを転送し、ハードコピーとして出力する。
In the step of detecting a defective portion, not only the emission image obtained at the highest magnification but also the necessary drawing of the surface of the LSI chip is output from the computer 2 to the output device 3.
And outputs the image data as a hard copy.

【0037】図9は本発明の第2実施例に係るエミッシ
ョン顕微鏡システムの概略を示す図であり、上述した第
1実施例に係るエミッション顕微鏡システムと同一の構
成要素には、同一の参照符号を付し、その説明は省略す
る。
FIG. 9 is a view schematically showing an emission microscope system according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the emission microscope system according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. And description thereof is omitted.

【0038】図9において、エミッション顕微鏡システ
ムは、エミッション顕微鏡101 及びコンピュ−タ102 を
備えている。エミッション顕微鏡101 には、複数の透過
波長帯域の異なる分光フィルタを含んでなる電動式の分
光フィルタ装置111 が設けられている。このように、鏡
筒の光学系に分光フィルタを挿入することにより、コン
ピュ−タ102 等により発光波長の解析を行うことができ
る。特に、どの領域の波長が多く出ているかを示すデ−
タは、不良原因の判定に役立ち、且つ不良箇所形状等の
詳細な情報を与えてくれる。この分光フィルタの交換
は、分光フィルタ駆動用モ−タ112 により順次自動的に
切り換えられるように、分光フィルタ装置111 は構成さ
れている。尚、この分光フィルタの帯域は、検出領域に
応じて設定される。
Referring to FIG. 9, the emission microscope system includes an emission microscope 101 and a computer 102. The emission microscope 101 is provided with a motor-driven spectral filter device 111 including a plurality of spectral filters having different transmission wavelength bands. Thus, by inserting a spectral filter into the optical system of the lens barrel, the emission wavelength can be analyzed by the computer 102 or the like. In particular, data that indicates which region has a large number of wavelengths
The data is useful for determining the cause of the defect and gives detailed information such as the shape of the defective portion. The spectral filter device 111 is configured so that the replacement of the spectral filter is automatically and sequentially switched by the motor 112 for driving the spectral filter. The band of the spectral filter is set according to the detection area.

【0039】コンピュ−タ102 には、画像を十分に記憶
できる第1及び第2のメモリ、解析手順を示すプログラ
ムを内蔵するメモリ、CPU画像処理部が備えられてい
る。CPU画像処理部は、特に発光を認識し積算し、ノ
イズと発光とを区別するために平均μ、分散σを演算
し、更にμ+σの値を設定することにより、発光箇所を
認識するように構成されている。また、コンピュ−タ10
2 は、外部諸装置、例えば本願出願人らにより開発され
たCIDEシステム(Computer Integrated Design and
Evaluation System) なる自動解析システム113 や更に
EWS(エンジニアリング・ワ−ク・ステ−ション)に
測定デ−タを送り且つ制御デ−タを得ることのできる送
受信デ−タのデ−タバス114 を拡張可能としている。
The computer 102 is provided with first and second memories capable of sufficiently storing images, a memory containing a program indicating an analysis procedure, and a CPU image processing unit. The CPU image processing unit is configured to recognize the light emission point by recognizing and integrating the light emission, calculating the average μ and the variance σ in order to distinguish between noise and light emission, and further setting the value of μ + σ. Have been. In addition, computer 10
2 is an external device, for example, a CIDE system (Computer Integrated Design and
Evaluation system) and an extended data bus 114 for sending and receiving data that can send measurement data and obtain control data to EWS (Engineering Work Station). It is possible.

【0040】また、本第2実施例では、発光自動認識の
精度を向上させる等のために、顕微鏡101 をシ−ルドさ
れた暗室内に配置すると共に防振台に載置することが望
ましい。
In the second embodiment, it is desirable to dispose the microscope 101 in a shielded dark room and to mount it on a vibration isolation table in order to improve the accuracy of automatic light emission recognition.

【0041】ここで、以上の如く構成された第2実施例
における不良箇所の検出及び解析の動作について、図10
のフローチャートを用いて説明する。
Here, the operation of detecting and analyzing a defective portion in the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0042】図10において、図4に示した第1実施例と
同じステップについては、同一の参照符号を付し、その
説明は省略する。
In FIG. 10, the same steps as those in the first embodiment shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0043】第2実施例の検出方法では、第1実施例の
ステップS14の代りにステップS114 が実行される。そ
れ以外のステップについては、第1実施例と同様であ
る。従って、図2〜図6に示したステップS1〜S13の
実行により、発光像についてのデ−タが、エミッション
顕微鏡を用いて収集され、メモリに格納される。
In the detection method of the second embodiment, step S114 is executed instead of step S14 of the first embodiment. Other steps are the same as in the first embodiment. Accordingly, by performing steps S1 to S13 shown in FIGS. 2 to 6, data on the light emission image is collected using the emission microscope and stored in the memory.

【0044】ここで、第2実施例では、図10のステップ
S114 において、コンピュ−タ102が、第2メモリの値
から正規分布の平均μ、分散σを算出し、μ+σの値を
求め、μ+σの値以下の値を持つピクセルの値を“0”
に置き換え、続くステップS15で、再び全ピクセルの値
を第2メモリにストアする。このようにして、得られた
各ピクセルの持つ値から“0”でない所が、発光のあっ
た箇所と判断して、以下ステップS16、S17、…を実行
する。
Here, in the second embodiment, in step S114 of FIG. 10, the computer 102 calculates the average μ and the variance σ of the normal distribution from the values in the second memory, obtains the value of μ + σ, and obtains the value of μ + σ The value of a pixel with a value less than or equal to
Then, in step S15, the values of all the pixels are stored again in the second memory. From the values of the pixels thus obtained, it is determined that a portion that is not “0” is a portion where light emission has occurred, and the following steps S16, S17,... Are executed.

【0045】以上の結果、本第2実施例によれば、ノイ
ズと発光とを区別して、発光箇所を認識することができ
る。
As a result, according to the second embodiment, it is possible to recognize a light emitting portion by distinguishing noise from light emission.

【0046】このようにして発光箇所として得られた不
良箇所についてのデ−タは、バスを介して解析システム
に転送されて、シミュレ−ション、LSIテスタ、電子
ビ−ムテスタなどの解析結果と共に統合デ−タとして処
理される。このことによって不良箇所原因の解明、対応
方法(次に制作するレイアウトの変更)等が迅速に対処
できる。例えば、測定で蓄積されたデ−タは、CADの
設計ル−ル及びデバイスプロセスシミュレ−ションのデ
−タとして運用できる。
The data on the defective portion obtained as a light emitting portion in this way is transferred to an analysis system via a bus and integrated with the analysis results of a simulation, an LSI tester, an electronic beam tester, and the like. Processed as data. As a result, the cause of the defective portion can be clarified, and a response method (change of a layout to be produced next) can be quickly dealt with. For example, data accumulated by measurement can be used as CAD design rules and device process simulation data.

【0047】発光特性を詳細に解析することにより、デ
バイスの信頼性、例えば不良発生のア−レニウスプロッ
トの活性化エネルギと発光現象との不良原因の究明に役
立てることもできる。
By analyzing the light emission characteristics in detail, it is possible to use the reliability of the device, for example, to find the cause of the failure between the activation energy of the Arrhenius plot and the light emission phenomenon.

【0048】以上説明したように、本第2実施例によれ
ば、発光箇所をノイズから区別して認識し、その情報を
元に発光箇所が画面の中央にくるように調整しながら低
倍率から順次高倍率に自動的に変化させて不良箇所の検
出をすることができるので、極めて便利である。
As described above, according to the second embodiment, the light-emitting portion is recognized and distinguished from noise, and the light-emitting portion is sequentially adjusted from the low magnification while adjusting the light-emitting portion to be at the center of the screen based on the information. This is extremely convenient because a defective portion can be detected by automatically changing the magnification to a high magnification.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願発明によ
れば、低倍率で半導体素子表面の全体像を撮影して不良
個所の情報を記憶させ、その情報に基づいて順次倍率を
上げながら不良個所の検出を行うため、作業の自動化を
図ることができ、また倍率を上げる際にも従来のように
視野内から外れた像を探し回るための手間を必要とせ
ず、半導体素子不良解析に要する時間を非常に短縮する
ことができる。また、発光に基づく検出強度が近隣の複
数ピクセルに亙る際、これらピクセルの重心を算出して
発光位置情報とすることによって、同じ視野内で処理す
ることができ、同じ箇所を何度も観察する必要がなく無
駄を省くことができる。
According to this gun onset bright as described [Effect Invention above in detail, the low magnification overall view of the semiconductor device surface to store the information of the photographed by defective portion, the raised successively magnification on the basis of the information While detecting the defective part, the work can be automated, and when increasing the magnification, it does not require the trouble of searching for an image out of the field of view unlike the conventional method, and it can be used for semiconductor element failure analysis. The time required can be greatly reduced. In addition, the detection intensity based on the emission
Calculate the centroid of these pixels over a few pixels
By using the light emission position information, processing can be performed within the same field of view.
Without having to observe the same spot many times.
The waste can be eliminated.

【0050】[0050]

【0051】このように本発明は、最先端産業での不良
箇所解析において、その工業的価値は絶大である。
As described above, the present invention has tremendous industrial value in analyzing defective parts in the most advanced industries.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の操作を説明するためのL
SIチップ表面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation of a first embodiment of the present invention;
It is a figure showing the surface of an SI chip.

【図2】同第1実施例におけるバックグランド強度検出
ステップを説明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a background intensity detection step in the first embodiment.

【図3】同第1実施例における発光箇所検出ステップを
説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a light emitting point detecting step in the first embodiment.

【図4】同第1実施例におけるステージ移動ステージを
説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a stage moving stage in the first embodiment.

【図5】図2の初期セットアップS1の詳細なステップ
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing detailed steps of an initial setup S1 of FIG. 2;

【図6】図2のLSIチップサイズ記憶ルーチンの詳細
なステップを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing detailed steps of an LSI chip size storage routine of FIG. 2;

【図7】顕微鏡の倍率を上げる前・後の表示領域の関係
を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between display areas before and after increasing the magnification of the microscope.

【図8】本発明の第1実施例に係るエミッション顕微鏡
システムの概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an emission microscope system according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施例に係るエミッション顕微鏡
システムの概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an emission microscope system according to a second embodiment of the present invention.

【図10】第2実施例における発光箇所検出ステップを
説明するためのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining a light emitting point detecting step in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101 エミッション顕微鏡 2、102 コンピュータ 3 入出力器 4 ステージ 5 半導体素子(LSIチップ) 6 検出器 111 分光フィルタ装置 112 駆動モ−タ 113 CIDEシステムネットワ−ク 114 デ−タバス S1〜S47、S114 ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101 Emission microscope 2, 102 Computer 3 I / O unit 4 Stage 5 Semiconductor element (LSI chip) 6 Detector 111 Spectral filter device 112 Driving motor 113 CIDE system network 114 Data bus S1-S47, S114 Step

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 G01N 21/66 G01N 21/88 G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/66 G01N 21/66 G01N 21/88 G02B 21/00 G02B 21/06-21/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エミッション顕微鏡に半導体素子をセッ
トし、低倍率でチップ全体等を観察して発光の位置を記
憶させ、この記憶位置情報に基づいて発光箇所のいずれ
かをステージの中央に移動させて倍率を上げ、自動的に
倍率を順次上げて所望のデータが得られる高倍率で発光
像を収集し、上記予め記憶させた位置情報を読み出して
上記発光位置情報から次の発光像の位置へステージを移
動させて次の発光の収集を開始する半導体素子不良個所
検出方法であって、発光に基づく検出強度が近隣の複数
ピクセルに亙る際、これらピクセルの重心を算出して発
光位置情報とすることを特徴とする半導体素子不良個所
検出方法。
1. A semiconductor device is set on an emission microscope, the entire chip is observed at a low magnification, the position of light emission is stored, and one of the light-emitting portions is moved to the center of the stage based on the stored position information. The light emission image is collected at a high magnification at which desired data can be obtained by sequentially increasing the magnification automatically, and the position information stored in advance is read out from the light emission position information to the position of the next light emission image. Defective semiconductor element where stage is moved to start collecting next emission
A detection method, wherein the detection intensity based on the light emission is
When spanning pixels, calculate the center of gravity of these pixels and issue
A method for detecting a defective portion of a semiconductor element, wherein the method is used as optical position information .
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