JP2920908B2 - 荷電粒子ビームを用いるｉｃ欠陥検出方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はパッケージされて
いないＩＣに荷電粒子ビームを照射して、それより放出
される二次電子の量を検出することにより、その点の電
位状態と対応したデータを得ることにより、ＩＣの欠陥
を検出する方法及びその装置に関する。ＩＣが正常に動
作するか否かを検査するにはＩＣ試験装置が用いられて
いる。ＩＣ試験装置ではＩＣのパッケージから導出され
た端子ピン毎に、正常に動作するか否かを試験すること
ができる。従って不良と判定されたＩＣは、どの端子ピ
ンが正常に動作しないかが解る。然し乍ら端子ピンの内
側、つまりＩＣの半導体チップ内のどの配線部分が不良
であるのかを知ることはできない。

【０００２】ＩＣを量産化する前の試作の段階、或は量
産中でも不良発生率が異常に高くなった場合等ではＩＣ
チップ内のどの配線部分で不良が発生したかを特定する
ことにより、不良発生原因をつきとめることができ、Ｉ
Ｃの製造工程の改良等の対策を講ずることができる。Ｉ
Ｃチップ内の不良個所を特定するために、従来より荷電
粒子ビームを利用したＩＣ不良解析装置が用いられてい
る。この荷電粒子ビームを利用したＩＣ不良解析装置
は、例えば電子ビームのような荷電粒子ビームを被試験
ＩＣ素子のチップに照射し、ＩＣのチップに形成された
配線パターン部分から放出される２次電子の量を計測し
て配線パターンの電位を知ると共に、荷電粒子ビームを
ＩＣのチップの面に沿って面走査させ、その面走査され
た領域内の配線パターンの電位の状態を低電位の部分を
白色（２次電子の量大）、正の高電位の部分を黒色（２
次電子の量小）として表示する電位コントラスト像とし
て取得して表示し、配線パターンの電位の状態から不良
個所を特定することができるＩＣ不良解析装置が実用さ
れている。このような荷電粒子ビームを用いるＩＣ欠陥
検出方法は１９９４年１月１４日出願Ｕ，Ｓ，Ｓｅｒｉ
ａｌ Ｎｏ．０８／１８１，５８４“ＩＣＡｎａｌｙｓ
ｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅ
ａｍ Ｐｒｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｆａｕｌｔ
Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔｈｅｒｅｆｏ
ｒ”や、１９９４年１１月７日出願Ｕ，Ｓ，Ｓｅｒｉａ
ｌＮｏ．０８／３３７，２３０“Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ
Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａ
Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＩｍａ
ｇｅ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ”などに示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】不良個所を特定するに
は予め、良品の電位コントラスト像を取得しておき、そ
の電位コントラスト像と不良ＩＣから取得した電位コン
トラスト像とを目視により比較し、像の不一致部分を探
して不良個所を特定している。比較すべき電位コントラ
スト像が少なければそれ程時間がかからないが、最近の
ＩＣは規模が大きくなり、その内部に多数の論理回路が
含まれ、これら論理回路が相互に関連していて、ＩＣに
試験パターンが順次印加され、いつもの処理がなされ
て、ＩＣから出力が生じる。このようなものであるか
ら、一連の試験パターンのどの試験パターンアドレスの
時に、ＩＣの何れの配線が正常でないかをいちいち調べ
る必要があり、しかも、ＩＣの面積は、通常の荷電粒子
ビーム試験装置がその荷電粒子ビームを偏向して、ＩＣ
面上を走査できる最大面積の数１０倍以上もあることが
あり、ＩＣの全面を多数に分割して、その各分割部分に
ついて電子コントラスト像データを取得する必要があ
り、従って、比較すべき電位コントラスト像が多数あ
り、ＩＣの全面について各試験パターンごとに電位コン
トラスト像の比較を目視で行なって、欠陥時の試験パタ
ーンアドレスと、欠陥配線とを特定しようとすることは
実際上不可能に近い。

【０００４】この発明の目的はほぼ自動的に、不一致と
なった試験パターンアドレス及び不一致配線を検出する
ことができる欠陥検出方法及びその装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の方法によれ
ば、被試験ＩＣに試験パターンを順次印加し、停止試験
パターンアドレスでその試験パターンの更新を停止し
て、被試験ＩＣの指定された領域に荷電粒子ビームを照
射し、その二次電子を検出して電位コントラスト像デー
タを取得し（第１ステップ）、第２ＩＣに上記試験パタ
ーンを順次印加し、上記停止試験パターンアドレスでそ
の試験パターンの更新を停止して第２ＩＣの上記指定さ
れた領域に荷電粒子ビームを照射し、その二次電子を検
出し、電位コントラスト像データを取得し（第２ステッ
プ）、上記指定された領域中の指定された部位の電位デ
ータを上記被試験ＩＣの電位コントラスト像データから
取得し（第３ステップ）、上記指定された部位の電位デ
ータを上記第２ＩＣの電位コントラスト像データから取
得し（第４ステップ）、第３ステップで得られた電位デ
ータを第４ステップで得られた電位データとを比較する
（第５ステップ）。

【０００６】第１ステップ及び第２ステップにおいてそ
れぞれ電位コントラスト像データを取得ごとに上記停止
試験パターンアドレスを予め決められた試験パターンア
ドレスまで順次遡ぼらせその各停止試験パターンアドレ
スごとの上記両電位コントラスト像データを取得し、第
３ステップ及び第４ステップでは停止試験パターンアド
レスごとの指定部位の上記両電位データを取得し、第５
ステップでは上記停止試験パターンアドレスごとの両電
位データの比較を行う。

【０００７】領域中で指定される部位が複数である場合
は第５ステップにおいての比較は同一指定部位について
行う。指定される領域が複数である場合は、電位コント
ラスト像データの取得を予め決められた試験パターンア
ドレスで求めるごとに他の指定領域に順次移って電位コ
ントラスト像データの取得を行う。

【０００８】第５ステップでは両電位データがそれぞれ
２値化されて比較される。あるいは第５ステップにおい
て両電位データはそれぞれ多値データとして比較され
る。この発明方法の他の観点によれば、被試験ＩＣに試
験パターンを順次印加し、上記停止試験パターンアドレ
スでその試験パターンの更新を停止して上記被試験ＩＣ
の指定された領域に荷電粒子ビームを照射して二次電子
を検出して電位コントラスト像データを取得すること
を、上記停止試験パターンアドレスが予め決めた試験パ
ターンアドレスになるまで順次遡ばらせて行い（第１ス
テップ）、第２ＩＣに上記試験パターンを順次印加し、
停止試験パターンアドレスでその試験パターンの更新を
停止して、第２ＩＣの上記指定された領域に荷電粒子ビ
ームを照射して二次電子を検出して電位コントラスト像
データを取得することを、上記停止試験パターンアドレ
スが上記予め決めた試験パターンアドレスになるまで順
次遡って行い（第２ステップ）、上記指定された領域中
の指定された部位の電位データを、上記被試験ＩＣの上
記各停止試験アドレスの上記各電位コントラスト像デー
タからそれぞれ取得し（第３ステップ）、上記指定され
た領域中の上記指定された部位の電位データを、第２Ｉ
Ｃの上記各停止試験アドレスの上記各電位コントラスト
像データからそれぞれ取得し（第４ステップ）、第３ス
テップで得られた各電位データをそれぞれ２値化し（第
５ステップ）、第４ステップで得られた各電位データを
それぞれ２値化し（第６ステップ）、各参照番号ごとに
論理値Ｈ及びＬに対する数値が与えられ、２値データ系
列の各２値データの論理値Ｈ又はＬに応じて参照した数
値を累積加算した値が、上記２値データの系列が異なれ
ば違った値となる変換テーブルを第５ステップで得られ
た各２値化電位データで順次参照して、数値系列を得
（第７ステップ）、変換テーブルを、第６ステップで得
られた各２値化電位データで順次参照して数値系列を得
（第８ステップ）、第７ステップで得られる数値系列の
各数値を累積加算し（第９ステップ）、第８ステップで
得られる数値系列の各数値を累積加算し（第１０ステッ
プ）、第９ステップで順次得られる各累積加算値と第１
０ステップで順次得られる各累積加算値と比較する（第
１１ステップ）。

【０００９】この発明の更に他の観点によれば、第１乃
至第７ステップの処理を同様に行うが、第７ステップで
用いる変換テーブルは、各参照番号、各論理値Ｈ、Ｌご
とに異なる素数で構成されており、２値化電位データを
この変換テーブルで数値列に変換し、その数値列を順次
掛算し、その掛算結果を比較する。この発明の更に他の
観点によれば、前記他の観点における第１乃至第６ステ
ップの処理を同様に行い、その第５，第６ステップでそ
れぞれ得られた試験パターンアドレスごとの２値化電位
データを試験パターンアドレスを共通軸として波形表示
する。

【００１０】上記何れの発明においても、第１ステップ
での各停止試験パターンアドレスでの電位コントラスト
像データの取得を、被試験ＩＣに対する二つの動作条件
について行い、その各両電位コントラスト像データの差
を求め、その差像データを、第３ステップ以後における
第１ステップの電位コントラスト像データとし、かつ第
２ステップでの各停止試験パターンアドレスでの電位コ
ントラスト像データの取得を第２ＩＣに対する二つの動
作条件について行い、その各両電位コントラスト像デー
タの差を求め、その差像データを、第４ステップ以後に
おける第２ステップの電位コントラスト像データとして
用いる。上記二つの動作条件は上記ＩＣに対する正規電
源電圧印加と、非正規電源電圧印加である。

【００１１】第３ステップ以後に用いられる第１ステッ
プの電位コントラスト像データを、少くとも１領域分一
旦蓄積した後用い、第４ステップ以後に用いられる第２
ステップの電位コントラスト像データを少くとも１領域
分一旦蓄積した後用いることもできる。第１ステップで
得られた電位コントラスト像データをモニタに画像表示
して、その画像表示を見て上記指定部位を決定すること
ができる。

【００１２】上記指定部位置は、上記被試験ＩＣの欠陥
検出データをもとに、その被試験ＩＣのＣＡＤデータか
ら得てもよい。被試験ＩＣの電位データ及び第２ＩＣの
上記電位データのそれぞれを色データに変換し、指定領
域のＣＡＤデータを用いて、その同一配線パターンを並
べてモニタに画像表示すると共に、その一方の配線パタ
ーン像に被試験ＩＣの色変換された電位データで指定部
位の配線を色表示し、他方の配線パターン像に第２ＩＣ
の色変換された電位データで指定部位の配線を色表示す
ることを何れの発明にも適用できる。

【００１３】この発明の装置は前記各方法を実施する構
成とされている。つまり、ＩＣに荷電粒子ビームを照射
して、その二次電子を検出して電位コントラスト像デー
タを取得する装置において、被試験ＩＣ及び第２ＩＣに
ついて、与えられる試験パターン毎に、指定された配線
の電位と関連した電位データを、それぞれ被試験ＩＣ及
び第２ＩＣの各電位コントラスト像データから取得する
電位データ取得手段と、その取得された両電位データを
比較する比較手段とが設けられている。

【００１４】電位データ取得手段は、電位コントラスト
像データから指定された配線部のデータを取出して２値
化する手段、あるいは電位コントラスト像データ中の上
記指定された配線部分のデータを取出して多値化する手
段である。この発明装置の他の観点では、被試験ＩＣ及
び第２ＩＣについて、与えられる試験パターンごとに、
指定された配線の電位と関連した２値の電位データを、
被試験ＩＣ及び第２ＩＣの各電位コントラスト像データ
からそれぞれ取得する電位データ取得手段と、被試験Ｉ
Ｃ及び第２ＩＣの各電位データを、試験パターンのアド
レスを共通の軸として波形表示する手段とを具備する。

【００１５】この発明装置の更に他の観点では前記他の
観点における電位データ取得手段と同様の手段と、被試
験ＩＣ及び第２ＩＣの各２値化電位データによりそれぞ
れ、上記試験パターンのアドレス順にこれを参照番号と
して読出され、各参照番号ごとに論理値Ｈ及びＬに対す
る数値が記憶され、二値データ系列の各二値データの論
理値Ｈ又はＬに応じて読出した数値の累積加算値が、上
記二値データ系列が異なれば異なる変換テーブルと、被
試験ＩＣ及び第２ＩＣの各電位データに応じて変換テー
ブルから読出された数値とそれぞれ累積加算する加算手
段とこれら累積加算した値を比較する比較手段と、その
比較手段から不一致が検出されると、不一致動作を起し
た試験パターンアドレスを検索する不一致アドレス検索
手段とを具備する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１にこの発明による装置の一実
施例を示す。この発明のＩＣ欠陥検出装置１００は試験
パターン発生器２００と、荷電粒子ビームテスタ３００
とによって構成される。荷電粒子ビームとしては一般に
電子ビームを用いるが、イオンビームなど他の荷電粒子
ビームを用いる場合もある。

【００１７】試験パターン発生器２００は荷電粒子ビー
ムテスタ３００内に装着した被試験ＩＣ（ＤＵＴ）１１
に試験パターン信号を与える。試験パターン発生器２０
０には試験パターンの発生を開始させるスタートスイッ
チ２０１と、任意の時点で試験パターンの発生を停止さ
せることに用いるストップスイッチ２０２と、停止パタ
ーン設定手段２０３と、この停止パターン設定手段２０
３に設定した試験パターンアドレスの試験パターンが発
生したことを検出して試験パターンの更新動作を停止さ
せるパターン保持手段２０４と、被試験ＩＣ１１に与え
ている動作電源電圧を正規の５Ｖと非正規の４Ｖに切替
ることができる電圧切替手段２０５と、パターン発生数
制御手段２０６が設けられている。このような構成で試
験パターン信号の発生開始制御と、停止制御及び特定の
試験パターンアドレスにおいて試験パターンの更新動作
を停止させる制御などを行なうことができるようにされ
ている。また試験パターンの更新動作がパターン保持手
段２０４で停止されると、停止信号発生手段２０７から
停止信号が荷電粒子ビームテスタ３００へ送出される。

【００１８】一方荷電粒子ビームテスタ３００は被試験
ＩＣ１１に電子ビーム１２を照射する鏡筒部３０１と、
この鏡筒部３０１の下部にこれと連結されて設けられ、
被試験ＩＣ１１を真空中に配置するチャンバ３０２と、
このチャンバ３０２の内部に設けられ、被試験ＩＣ１１
を載置してＩＣ１１の位置をＸ−Ｙ方向に移動させるス
テージ３０３と、被試験ＩＣ１１から発生する２次電子
の量を計測するためのセンサ３０４とを備え、更に試験
パターン発生器２００が発生する試験パターンが設定し
たパターンアドレスで停止する毎に、その停止試験パタ
ーンが与えられている状態のＩＣ１１上の電位分布と対
応したセンサ３０４の検出電気信号が画像データ取得装
置３０５に取込まれ、画像データ取得装置３０５で取込
んだ電位コントラスト像データはモニタ３０６に画像と
して表示される。電子ビーム１２の出射及びその出射量
（電流値）、加速電圧、走査速度、走査面積等は鏡筒制
御器３０７で制御され、画像データ取得装置３０５に取
得されたデータ中の各注目配線の電位と対応したデータ
が良品、不良品について試験パターンアドレスごとに大
容量記憶手段３０８に記憶され、その大容量記憶手段３
０８中の一部分のデータが不良解析メモリ３０９に一部
分ずつ転送され、このメモリ３０９中の良品と不良品と
のデータが比較手段３１０で比較される。画像データ取
得装置３０５よりのデータのモニタ３０６への供給、大
容量記憶手段３０８への転送、大容量記憶手段３０８か
らデータの不良解析メモリ３０９への転送、そのデータ
の比較手段３１０での比較などは制御手段、いわゆるＣ
ＰＵ３１１で行われる。なお、モニタ３０６、大容量記
憶手段３０８、不良解析メモリ３０９、比較手段３１
０、ＣＰＵ３１１はいわゆるエンジニアリングワークス
テーションにて構成することができる。

【００１９】図２に画像データ取得装置３０５と不良解
析メモリ３０９を機能的に示す。画像データ取得装置３
０５はセンサ３０４からの画像データが格納されるフレ
ームメモリ３０５Ａを備え、フレームメモリ３０５Ａは
画像の画素に対応した数のアドレスがモニタ３０６の電
位コントラスト像表示部３０６Ａの一画面分用意され、
その各アドレスに電位コントラスト像の各画素となる階
調信号が記憶される。つまり、センサ３０４で検出した
２次電子の数に対応したアナログ電圧信号は例えば８ビ
ットで構成される２５６階調のディジタル信号に変換さ
れ、このディジタル信号は荷電粒子照射点と対応するフ
レームメモリ３０５Ａの各アドレスに記憶されて、画像
データが取得される。この画像データの取得は試験パタ
ーンの更新動作が予め設定した試験パターンアドレスで
停止する毎に実行され、停止する試験パターンを順次ず
らして各試験パターンが与えている状態における被試験
ＩＣ１１の電位コントラスト像データを取得する。

【００２０】例えば予め被試験ＩＣ１１をＩＣテスタに
より試験パターンを順次印加し、その各パターンの印加
ごとにそのＩＣの出力データと期待値とを比較し、不一
致が最初に検出された試験パターンのアドレスを知り、
あるいは図１中の試験パターン発生器２００から試験パ
ターンを被試験ＩＣ１１に印加し、その出力データと期
待値とを比較し、最初に不一致（ｆａｉｌ）が発生する
まで試験パターンの更新を続け、この最初に不一致が発
生した状態で、試験パターンの更新を停止し、その停止
試験パターンを印加状態の被試験ＩＣ１１に対し、前記
荷電粒子ビームを照射して、その電位コントラスト像デ
ータを取得する。前記予め得られている最初にｆａｉｌ
が得られた試験パターンアドレスをＩＣテスタから得る
場合は、これを停止パターン設定手段２０３に設定し
て、試験パターン発生器２００から試験パターンをその
始めから被試験ＩＣ１１に印加し、その試験パターンの
アドレスが停止パターン設定手段２０３に設定されてい
るアドレスと一致すると、パターン保持手段２０４がこ
れを検出して、試験パターンの更新を停止し、その停止
パターンをＩＣ１１に印加した状態にし、またこの状態
で停止信号発生手段２０７から停止信号が画像データ取
得装置３０５へ出力される。

【００２１】これを受けた画像データ取得装置３０５
は、モニタ３０６の電位コントラスト像表示部３０６Ａ
と対応する一画面分の電位コントラスト像データが取得
されると、取得完了信号が送出されてパターン発生数制
御手段２０６へ供給される。これを受けたパターン発生
数制御手段２０６は停止パターン設定手段２０３の設定
アドレスを１減少させて、試験パターン発生器２００よ
り始めのパターンから試験パターンを再び発生させる。
従って最初にｆａｉｌとなった試験パターンアドレスが
ＡＤＲ_n の場合は、図３Ａに示すように、先頭の試験パ
ターンアドレスＡＤＲ₁ から試験パターンが発生して、
順次被試験ＩＣ１１に印加され、そのアドレスがＡＤＲ
_n になると試験パターンの更新が停止され、その状態で
電位コントラスト像データが取得され、次に図３Ｂに示
すように、再び先頭アドレスＡＤＲ ₁ から試験パターン
の印加が開始され、ＡＤＲ_n より１つ手前のアドレスＡ
ＤＲ _n-1 になると試験パターンの更新が停止され、この
状態で電位コントラスト像データが取得される。以下同
様にして更新停止アドレスが１つずつ減少され、その都
度、電位コントラスト像データが取得される。

【００２２】一般に被試験ＩＣ１１の配線面は、荷電粒
子ビームテスタ３００の荷電粒子ビーム１２の偏向によ
り走査可能な最大面積より可成り大である。従ってＩＣ
１１の全面の電位コントラスト像データを取得するに
は、ＸＹステージ３０３によりＩＣ１１を移動させ、何
回も電位コントラスト像データを取得することを行う必
要がある。そこでここでは、最初にｆａｉｌが出たＩＣ
１１の出力ピンに接続された配線、更にその配線と接続
される論理回路をたどることにより、不良となっている
と想定される不良候補領域についてのみ電位コントラス
ト像データの取得を行う。この不良候補領域は、そのＩ
Ｃ１１の回路構成から、操作員が想定することができ、
あるいはそのＩＣ１１を設計した時のＣＡＤデータを利
用して、自動的に不良候補領域を指定させるようにして
もよい。またその不良候補領域の大きさは荷電粒子ビー
ム１２の最大走査範囲とし、この不良候補領域を複数指
定してもよい。

【００２３】つまりこの発明の方法では図４に示すよう
に、まずＩＣテスタから最初にｆａｉｌとなった試験パ
ターンアドレスを受取り（Ｓ₁ ）、被試験ＩＣ１１に対
し、試験パターンを前記最初にｆａｉｌとなったアドレ
スまで印加して、不良状態を再現させる（Ｓ₂ ）。次に
前述のように指定した不良候補領域の１つを荷電粒子ビ
ーム１２で走査できるようにＩＣ１１を移動させる（Ｓ
₃ ）。この状態でその不良候補領域内の特に不良データ
発生と関連すると思われる不良候補部位を指定する（Ｓ
₄ ）。この指定は例えば、その指定された不良候補領域
の電位コントラスト像データを取得し、これを図２に示
すようにモニタ３０６の電位コントラスト像表示部３０
６Ａにコントラスト像として表示し、これを操作員が観
察し、予め前記最初のｆａｉｌ発生出力ピンから推定さ
れる配線の像を注目すべき位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４
としてマウス或は光学ペン等の入力手段によって入力す
ることによって、フレームメモリ３０５Ａに付設した読
出手段３０５Ｂのメモリ部１５に注目すべき位置Ａ１，
Ａ２，Ａ３，Ａ４に対応するフレームメモリ３０５Ａの
アドレスＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４を記憶させ
る。注目すべき位置Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の指示入力
はなるべく、配線像の幅方向の中心部とし、必要に応じ
て同一配線像の長手方向における複数個所を指定して、
その配線の電位データを確実に取込むことができるよう
にすることもできる。

【００２４】読出手段３０５Ｂはフレームメモリ３０５
Ａ中の注目アドレスＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４か
ら電位データを読出す。読出手段３０５Ｂで読出した電
位データは必要に応じて白か黒かを決めるしきい値を持
つ２値変換手段３０５ＣでＨレベルかＬレベルかの２値
信号に変換し、その変換した２値信号を大容量メモリ３
０８に書込む（Ｓ₅ ）。

【００２５】次に試験パターンアドレスの遡りが終了し
たかを調べ（Ｓ₆ ）、終了していなければ、前述したよ
うにして停止パターン設定手段２０３の設定アドレスを
１減少させてステップＳ₅ に戻る（Ｓ₇ ）。よって図３
で説明したように試験パターンアドレスＡＤＲ_n-1 を印
加した状態で、取得された電位コントラスト像データ中
の指定部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と対応するアドレス
ＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４に対する電位データが
取得されて、大容量記憶手段３０８に記憶され、以下同
様にして、停止試験パターンアドレスが１つずつ減少さ
れ、その各停止試験パターンアドレスの試験パターンの
印加状態におけるＩＣの指定部分Ａ１〜Ａ２、つまりア
ドレスＡＤ１〜ＡＤ４の電位データが大容量記憶手段３
０８に取込まれる。実際には、取得した電位データがＣ
ＰＵ３１１のメモリにある程度記憶されるごとに、それ
をまとめて大容量記憶手段３０８へ転送するのが普通で
ある。

【００２６】停止試験パターンアドレスの遡りの終了は
極端な場合は最初のパターンアドレスであり、利用者が
感覚的にこのあたりまで遡ればよいとわかり、その試験
パターンアドレスを予め指定しておく。停止試験パター
ンアドレスの遡りが終了すると、残り不良候補領域がな
くなったかを調べ（Ｓ₈ ）、残っていれば、次の不良候
補領域を指定してステップＳ₃ に戻る（Ｓ₉ ）。従っ
て、被試験ＩＣ１１が移動させられて、次の不良候補領
域中の不良候補部位（配線）に対する電位データが同様
にして各試験パターンアドレスごとに取得される。ステ
ップＳ₈ において残り不良候補領域がなければ良品のＩ
Ｃについてのデータ取得に移る。つまりＸＹステージ３
０３上に被試験ＩＣ１１と同種の良品ＩＣを載置し、先
の不良品ＩＣ（被試験ＩＣ１１）の電位データの取得時
の各位置情報を利用して、良品ＩＣの位置を移動し、つ
まり不良品ＩＣからデータを収集した各不良候補領域と
対応する領域の１つから電位データを取得可能な位置に
移動させる（Ｓ₁₀）、良品ＩＣのこの領域における、不
良品ＩＣのその領域における不良候補部位（配線）と同
じ部位について、不良品の場合と同一の試験パターンア
ドレスでの電位データをそれぞれ取得して大容量記憶手
段３０８に記憶する（Ｓ₁₁）。ここの取得後、試験パタ
ーンアドレスの遡りが終了したかを調べ（Ｓ₁₂）、終了
していなければ停止試験パターンアドレスを１つ減少さ
せステップＳ₁₁に戻る（Ｓ₁₃）。このようにして１つの
不良候補領域と対応する良品ＩＣの領域の対応配線の各
同一停止試験パターンアドレスの試験パターン印加状態
での電位データが取得されると、残り領域がないかが調
べられ（Ｓ₁₄）、不良候補領域と対応する領域が残って
いれば、次の領域が指定されてステップＳ₁₁に戻る（Ｓ
₁₅）。

【００２７】このようにして全ての不良候補領域の全て
の不良候補部位と対応する良品ＩＣの各領域の各部位の
電位データが取得されると、不良品ＩＣデータと、良品
ＩＣデータとの比較に移る（Ｓ₁₆）。この比較は対応す
る領域の同一試験パターンでの対応する部位のデータに
ついて行われ、大容量記憶手段３０８から適当な量のデ
ータを不良解析メモリ３０９に転送して、比較手段３１
０で比較する。つまり不良解析メモリ３０９は例えば図
２に示すように、試験パターンアドレスＡＤＲ _n におけ
る良品、不良品の各部位（配線）Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ
４の各２値電位データがアドレスＴ１に記憶され、次の
アドレスＡＤＲ_n-1 について、良品、不良品の部位Ａ１
〜Ａ４の２値電位データがアドレスＴ２にそれぞれ記憶
される。以下同様に記憶される。

【００２８】比較手段３１０は不良解析メモリ３０９に
収録した２値データを各同一の試験パターンアドレスの
同一の部位毎に比較する。つまり良品と不良品との各ア
ドレスＴｉ（ｉ＝１，２…）ごとに部位Ａ１の２値デー
タ、部位Ａ２の２値データ、…をそれぞれ比較し、不一
致が発生する試験パターンアドレスを検索する。図２の
例ではアドレスＴ３とＴ４で不一致が発生した例を示
し、その部分の不良品側に斜線を施してある。この不一
致の発生があるとその不一致があった不良候補部位と試
験パターンアドレスとをモニタ３０６に表示し
（Ｓ₁₇）、不一致が検出されない場合はそのことをモニ
タ３０６に表示する（Ｓ₁₈）。

【００２９】このような論理状態の比較は例えばワーク
ステーションのＣＰＵ３１１によって容易に実行するこ
とができる。不一致が発生したアドレスＴｉが解ること
により試験開始から何番目の試験パターンで不一致が発
生したかが解り、また、不一致が発生した配線から欠陥
位置を推定することができる。必要に応じて、不一致が
発生した配線アドレスから、そのとき与えている試験パ
ターンにもとづく不良品ＩＣ１１の電位コントラスト像
をモニタ３０６Ａに表示させることもできる。尚、上述
の実施例ではフレームメモリ３０５Ａに取得した多値の
階調データを２値変換手段３０５Ｃで２値データにして
大容量記憶手段３０８に書込む構成としたが、大容量記
憶手段３０８、不良解析メモリ３０９を多値記憶メモリ
とすることにより、フレームメモリ３０５Ａに記憶した
多値の階調データを不良解析メモリ３０９に書込んで比
較することもできる。

【００３０】図５にこの発明の他の実施例を示す。この
例ではモニタ３０６の電位コントラスト像表示部３０６
Ａに、ＣＡＤデータを利用して電位コントラスト像に対
応する配線レイアウト像を表示させ、レイアウト像に描
かれる各配線パターンに、電位に対応する色を付すよう
に構成した場合である。ＣＡＤデータによる配線レイア
ウト像を用いることにより良品ＩＣの電位コントラスト
像と対応するものの画質を向上させることができる利点
が得られる。

【００３１】フレームメモリ３０５Ａに取得される電位
コントラスト像データのＩＣ１１の不良候補領域を示
す、例えばその領域の四隅のアドレス（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ），
（Ｘ₁，Ｙ₀ ），（Ｘ₀ ，Ｙ₁ ），（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）を取
得してＣＡＤデータ記憶手段３１２に送り、ＣＡＤデー
タ記憶手段３１２からその領域に対応したＣＡＤデータ
を読出す。その読出されたＣＡＤデータはモニタ３０６
に与えられ、電位コントラスト像表示部３０６Ａにレイ
アウト像が描画される。モニタ３０６に描画したレイア
ウト像上で注目すべき位置、つまり不良候補部位（配
線）Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を例えばマウス或は光学ペ
ン等の入力手段で入力する。入力手段で入力した不良候
補部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は読出手段３０５Ｂのメ
モリ部１５に取込まれ、不良候補部位Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４に対応するフレームメモリ３０５Ａ上のアドレ
スＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４がメモリ部１５に設
定される。

【００３２】良品又は不良品の電位コントラスト画像デ
ータ中のメモリ３０５Ａに取得された各アドレスＡＤ
１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４のディジタル階調データ
（電位データ）を読出手段３０５Ｂで読み出す。読出手
段３０５Ｂで読出したディジタル階調データを色変換手
段３１３に入力し、各不良候補部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，
Ａ４の電位の状態を色信号に変換する。その色信号をモ
ニタ３０６に与えて、ＣＡＤデータから得た配線像中の
不良候補部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を付した配線パタ
ーンに色を付ける。従ってモニタ３０６に描画された配
線パターンは電位の状態を表わす色が付され、見分けが
よく付いて識別を容易に行なうことができる。つまり例
えば図６に示すように、電位コントラスト像表示部３０
６Ａの左半分に良品の着色配線パターンを、右半分に不
良品の着色配線パターンを表示する。これにより両者の
差を容易に見付けることができる。

【００３３】なお、色変換で色変換した電位データを不
良解析メモリ３０９に与え、図２について述べたと同様
に各パターンアドレス毎にこの色データを記憶させる。
図の例では電位データを赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ，シアンＣＹ
の何れかに変換した例を示す。色の変換はＣＰＵ３１１
では４０００色程度まで変換することができるから、２
５６階調の全ての階調に色を割当てることができる。不
良解析メモリ３０９の色データを比較手段３１０により
各パターンアドレス毎に良品と不良品の色の違いを比較
することができる。つまりＣＰＵ３１１で扱う色信号に
は色別に符号（番号）が割当てられているから、その符
号（番号）の一致、不一致を各パターンアドレスＴ１，
Ｔ２，Ｔ３…毎に調べればよい。このＣＰＵ３１１で行
う作用効果は図２に示した実施例で多階調とした場合と
同一であり、この場合はモニタ表示の確認をし易くした
ものである。

【００３４】図２に示した実施例において、大容量記憶
手段３０８に記憶されているデータから、良品と不良品
とについて同一不良候補領域の同一不良候補部位の２値
化された電位コントラストをその試験パターンアドレス
の順に読出して図７に示すように波形メモリ３１２に記
憶する。この波形メモリ３１２に記憶した良品、不良品
の試験パターンアドレス変化に基づく２値化電位データ
の変化をモニタ３０６中の波形表示部３０６Ｂにそれぞ
れ曲線（波形）２１，２２として並べて表示する。表示
部３０６Ｂにおいて横軸は試験パターンアドレスの値又
はこれと対応する値を示す。この例では試験パターンア
ドレス２で良品の電位波形２１と不良品の電位波形２２
とが不一致となっている。この不一致個所を自動的にカ
ーソル２３で指示させ、かつそのＩＣ１１上の不一致個
所と不一致試験パターンアドレスとをモニタ３０６に表
示させることができる。

【００３５】図８に更に他の実施例を示し、図２に示し
たようにして得られた大容量記憶手段３０８からの２値
化電位データは変換テーブル３１３に入力され、その理
論値Ｈ又はＬの値と、試験パターンアドレスの双方に関
連して変化する値に変換する。図９に変換テーブル３１
３の変換内容を示す。試験パターンアドレス１でＨ論理
が入力された場合は「１」を出力させ、Ｌ論理が入力さ
れた場合は「１０」を出力する。試験パターンアドレス
２のとき、Ｈ論理が入力された場合は「１００」を出力
させ、Ｌ論理が入力された場合は「１０００」を出力す
る。このように各試験パターンアドレス毎に異なる値に
変換し、かつ１つの入力系列、つまり１つの不良候補部
位の２値化電位データ（又は対応良品データ）を試験パ
ターンの変化ごとにとる値を累積加算した場合に必ず異
なる値となるようにし、変換テーブル３１３が構成され
ている。大容量記憶手段３０８から取出された１つの不
良候補部位の２値化電位データと、良品の対応２値化電
位データの両試験パターンアドレス変化に対応した変換
テーブル３１３の各変換出力値がそれぞれ加算手段３１
４で累積加算され、両累積加算値を良否判定手段３１５
で比較し、両累積加算値が一致すれば良品と判定し、累
積加算値が良品と不一致である場合は正常とは異なる不
一致動作したことが解る。不一致の場合は何れの試験パ
ターンアドレスから不一致になったかを、その累積加算
を順次遡り、同一値となった直前の不一致となった試験
パターンアドレスであることを不一致発生アドレス検索
手段３１６において入手にたよることなく検索すること
ができる。

【００３６】図９に示した変換テーブル３１３の変換例
の場合は、図１０に示すように、ある部位の試験パター
ンごとの２値化電位データ系列が入力された場合、その
第１アドレス＃１が論理値Ｈであれば累積加算値は
「１」であり、次の第２アドレス＃２が論理値Ｈなら、
１００を加算し、論理値Ｌならば１０００を加算し、第
３アドレス＃３では、第２アドレス＃２で論理値Ｈの場
合に論理値Ｈになると１０．０００を加算し、論理値Ｌ
になると１００．０００を加算する。以下同様にして第
１アドレス＃１が論理値ＨかＬかにより、それぞれ数値
「１」，「１０」を根として次のアドレスで２値化電位
データが論理値ＨかＬかの何れかに分岐する二つの木構
造となっている。この木の各枝に、その根から到達する
までの分岐点の値を累積加算すると図中の右端の数値と
なり、これら数値は互いに異なっている。従って、加算
手段３１４で良品、不良品に対する累積加算結果が不一
致となった場合は、図１０中のその両累積加算結果の同
一枝から順次その根側に１アドレスずつ戻り、累積加算
結果が一致したアドレスまで戻った時の、アドレスの次
のアドレスが不一致となった試験パターンアドレスと対
応することになる。累積加算ごとに、良品、不良品につ
いての累積加算値を比較して、最初に不一致点を検出す
るようにすれば、前記木を遡る処理を省略できる。

【００３７】変換テーブル３１３として、例えば図１５
に示すように、互いに異なる素数を用いて構成し、良品
の２値化電位データ列により図１５の変換テーブルを読
出した各数値を順次掛算し、同様に不良品の２値化電位
データ列により図１５の変換テーブルを読出した各数値
を順次掛算し、両掛算結果が等しいか否かで良否判定を
行う。素数は１又は自身の値でしか整数で割った場合に
整数の割算結果が得られないから、２値化電位データ列
が異なれば、変換数値列を掛算した結果は必ず異なった
値になる。図１５の例を図１０に示したように、各デー
タ列に展開し、その各データ列を数値列とし、その数値
列の掛算結果を図１６に示す。この場合も、図１６の木
を遡ることにより、不一致となった時のアドレスを知る
ことができる。

【００３８】上述では大容量記憶手段３０８に、各不良
候補部位（配線）の電位データとこれと対応する良品の
データを一旦記憶し、その後これを取出して良品と被試
験ＩＣとの比較を行ったが、各不良候補領域の各試験パ
ターンアドレスごとの電位コントラスト像データ及びこ
れと対応する良品の電位コントラスト像データを大容量
記憶手段３０８に取込んだ後、この大容量記憶手段３０
８からこれらデータを取出し、不良候補部位（配線）の
データ及びこれと対応する良品データを選択して処理し
てもよい。

【００３９】この場合の処理手順を図１１及び図１２に
示す。図１１、図１２において図４と対応する処理には
同一ステップ記号を付けてある。この例でも先ず図４に
おけるステップＳ₁ ，Ｓ₂ 及びＳ₃ の処理がなされる
が、この実施例では、その移動したＩＣ１１の領域全域
の電位分布を示す電位コントラスト像データを取得して
大容量記憶手段３０８に記憶し（Ｓ₂₁）、その電位コン
トラスト像データの取得を、試験パターンアドレスを１
つづつ遡ぼらせながら行う（Ｓ₆ ，Ｓ₇ ）。テストパタ
ーンの遡りが終了すると、残りの不良候補領域があるま
でステップＳ₃ に戻り、全ての不良候補領域についての
各試験パターンアドレスごとの電位コントラスト像デー
タを取得して大容量記憶手段３０８に記憶する（Ｓ₈ ，
Ｓ₉ ，Ｓ₃）。

【００４０】被試験ＩＣ１１について必要な電位コント
ラスト像データを取得すると、図４の場合と同様に良品
についての対応するデータの取得に移る。つまりステッ
プＳ ₉ で図４の場合と同様に、良品ＩＣを不良候補領域
と対応する領域に移動させると、ステップＳ₂₁と同様
に、その領域の電位コントラスト像データを取得して大
容量記憶手段３０８に記憶する（Ｓ₂₂）。この電位コン
トラスト像データの取得を各試験パターンアドレスにつ
いて順次遡りながら行う（Ｓ₁₂，Ｓ₁₃）。次に残りの領
域にあれば、その領域に良品ＩＣを移動させて、同様に
各試験パターンアドレスごとの電位コントラスト像デー
タを取得する（Ｓ₁₄，Ｓ₁₅）。

【００４１】このようにして良品ＩＣについての必要な
全電位コントラスト像データを取得し終ると、大容量記
憶手段３０８から、被試験ＩＣ１１の１つの領域の停止
試験パターンアドレスについて取得した電位コントラス
ト像データをモニタ３０６に表示させて利用者のカーソ
ル指示による入力、あるいはＣＡＤデータを利用した自
動指定により、図４中のステップＳ₄ と同様に不良候補
部位（配線）を指定する（Ｓ₄ ）。なお図４中のステッ
プＳ₄ においても、不良候補部位の指定はＣＡＤデータ
を利用して、自動的に指定させてもよい。

【００４２】次に大容量記憶手段３０８から、指定され
た不良候補領域及びこれと対応する良品領域の指定され
た試験パターンアドレスの両電位コントラスト像データ
中から、それぞれステップＳ₄ で指定された各不良候補
部位の各データ（電位データ）をそれぞれ取出し、これ
ら両電位データを同一指定部位について比較する
（Ｓ ₂₃）。その比較結果が不一致であればその不一致の
部位と試験パターンアドレスとをモニタ３０６に表示
し、不一致がなければそのことを表示する（Ｓ₂₄）。な
おステップＳ₂₄における比較はその多値データのままで
もよく、あるいは図２について述べたように２値化デー
タとして行ってもよく、電位コントラスト像データをモ
ニタ３０６にカラー表示する場合は、変換された色デー
タで行ってもよい。

【００４３】次にその指定領域について、全ての試験パ
ターンアドレスを指定したかを調べ（Ｓ₂₅）、指定して
ないものがあれば、次の試験パターンアドレスの指定を
指定してステップＳ₂₃に戻る（Ｓ₂₆）。このようにして
指定領域について、全ての試験パターンについての指定
部位の電位データの比較を行うと、全ての領域を指定し
たかを調べ（Ｓ₂₇）、指定していない領域があれば、次
の領域を指定してステップＳ₄ に戻る（Ｓ₂₈）。

【００４４】よって新たに指定された領域について、不
良候補部位の指定を行い、その領域の全ての試験パター
ンアドレスについての指定部位の電位データの比較が同
様に行われる。全領域の指定を終了し、その処理が終了
すると不一致が出た全ての部位と試験パターンアドレス
の表示、又は不一致が出なかった表示を行う（Ｓ₂₉）。
このようにするとステップＳ₂₉の後、あるいは必要に応
じてステップＳ₂₄の後に、不良個所と推定される部位を
含む不良候補領域の電位コントラスト像データをモニタ
３０６に画像表示させて見ることができる。

【００４５】このように全ての電位コントラスト像デー
タを取得後に、不良候補部位を指定して処理すること
は、図７，図８にそれぞれ示した実施例にも適用でき
る。つまり図７に示した実施例に適用する場合は、ステ
ップＳ₂₃において、指定領域、指定部位の電位データ
を、その試験パターンアドレスの順に被試験ＩＣ１１と
良品ＩＣとについて同時的に取出し、又は一方を先に取
出した後、他方を取出して、それぞれ２値化して、波形
メモリ３１２を介して、モニタ３０６に表示すればよ
い。また図８に示した実施例では、図７に適用した場合
と同様に、指定領域、指定部位の電位データを、その試
験パターンアドレスの順に被試験ＩＣ１１と良品ＩＣと
について一方を取出した後他方を取出して、それらを変
換テーブル３１３へ入力すればよい。何れの場合も、試
験パターンアドレスの全てについて一度に行うことな
く、適当に分割して行ってもよい。

【００４６】被試験ＩＣと良品ＩＣとの比較は電位デー
タ自体でもよいし、電位データを処理したデータでもよ
いが、この電位データの処理としては例えば図１３に示
すようにしてもよい。まずｉを０に初期化し（Ｐ₀ ）被
試験ＩＣ１１の電源に正規電圧、例えば５Ｖを印加し
（Ｐ₁ ）、被試験ＩＣに試験パターンを設定された停止
パターンアドレスまで印加し（Ｐ₂ ）、その後、電位コ
ントラスト像データ（第１電位コントラスト像データと
記す）を取得する（Ｐ₃ ）。その後、被試験ＩＣ１１の
電源電圧を非正規電圧、例えば４Ｖ変更し（Ｐ₄ ）、再
びステップＰ₂ で印加した試験パターンを印加し
（Ｐ₅ ）、その後、電位コントラスト像データ（第２電
位コントラスト像データと記す）を取得する（Ｐ₆ ）。
次に第１電位コントラスト像データと第２電位コントラ
スト像データとの差の像データを求め（Ｐ ₇ ）、この差
の像データをそれまでの差像データに加算して和データ
を得る（Ｐ ₈ ）。次にｉが所定値Ｎになったかを調べ
（Ｐ₉ ）、Ｎでなければｉを＋１してステップＰ₁ に戻
る（Ｐ₉ ）。このことをＮ回繰返す。このようにして得
られた和データをモニタ３０６に画像として表示する
と、第１電位コントラスト像データと第２電位コントラ
スト像データとに差があると、その差が強調されて例え
ば図１４に示すような表示が得られる。図１４において
は白パターン２３と黒パターン２４が表われているが、
白パターン２３は、第１電位コントラスト像データが高
レベルであるが第２電位コントラスト像データが低レベ
ルの配線を示し、黒パターン２４は第１電位コントラス
ト像データが低レベルであるが第２電位コントラスト像
データが高レベルの配線を示している。図１３に示した
処理を具体的に行う手法は、例えば前記Ｕ．Ｓ．Ｓｏｒ
ｉａｌ Ｎｏ．０８／３３７，２３０に示されている。

【００４７】図１３に示した処理により得られた和デー
タを、図４，図１１、１２の各処理において被試験Ｉ
Ｃ、良品ＩＣの何れについても、指定部位の電位データ
として用いてもよい。なお図１２に示した処理を行うに
は、図１に点線で示すように画像データ取得装置３０５
からの取得完了信号はパターン発生数制御手段２０６で
はなく、試験パターン発生器２００に入力されて、試験
パターンが始めから再び発生されると共に、電圧切替手
段２０５が正規電圧５Ｖから非正規電圧４Ｖへ、又はそ
の逆に切替えられる。所定数（Ｎ）の差像データの和像
データが得られると、点線で示すようにＣＰＵ３１１か
らパターン数変更指令がパターン発生数制御手段２０６
へ供給され、この制御手段２０６により停止パターン設
定手段２０３の設定停止パターンアドレスが１減少させ
られる。

【００４８】図１３の処理において差像データを複数加
算するのは、第１電位コントラスト像データと第２電位
コントラスト像データとの差の部分を強調するためであ
り、必ずしも行なうことなく、１回の差像データを用い
てもよい。この差像データ（和データ）の取得は、図４
の処理における不良候補領域、及びこれと対応する良品
ＩＣの領域についてのみ行えばよい。

【００４９】なお、ＩＣテスタから得た、最初にｆａｉ
ｌ発生した試験パターンアドレスまで試験パターンを印
加して図１３に示した処理を被試験ＩＣの全域に対して
行い、その各領域について得られた和データ中に所定値
Ｔ_h より大きな変動部分があるか、つまり図１４中の白
パターン２３又は黒パターン２４となる部分があるかを
調べ、このような所がなくなるまで、停止試験パターン
アドレスの印加を遡って図１３に示した処理を繰返し、
何れの領域からも和データから黒パターンや白パターン
となるべき部分が得られなくなった時の試験パターンア
ドレスを、図４中のステップＳ₆ の最終パターンアドレ
ス（遡り停止アドレス）とすることができる。

【００５０】上述において、被試験ＩＣについて求めた
電位データと良品ＩＣの対応する電位データとを比較し
たが、必ずしも良品ＩＣを利用する場合に限らず、他の
ＩＣを用いてもよい。その場合は、不一致の検出で、何
れかの検出した個所が不良であると推定でき、不一致が
検出されない個所は、不良でないか、共に同一の不良と
なっていると推定できるが、一般に後者の場合は少な
い。このような点より、この明細書において良品ＩＣは
被試験ＩＣ１１以外のＩＣを意味することもある。図１
３に示した処理では電源電圧を変更して差像データを作
ったが、電源電圧に限らず、ＩＣ１１の動作条件、例え
ば試験パターンの発生周波数を変更してもよい。上述に
おいて図６に示した色表示は、図２，図７，図８にそれ
ぞれ示した実施例にも適用できる。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、Ｉ
Ｃ中の指定した部位（配線）の電位データが被試験Ｉ
Ｃ、及び第２ＩＣについて各試験パターンごとに自動的
に得られ、両電位データが各試験パターンごとに比較さ
れ、不一致が検出された、ＩＣの部位と、試験パターン
アドレスとを自動的に求めることができる。人手により
欠陥個所を探す場合と比較して時間と手間が著しく軽減
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による装置の実施例を示すブロック図
である。

【図２】図１中の要部を機能的に示したブロック図であ
る。

【図３】停止試験パターンアドレスを遡らせる様子を示
す図である。

【図４】この発明による方法の実施例の処理手順を示す
流れ図である。

【図５】配線パターン表示にＣＡＤデータを用い、かつ
電位データを色データとして得る実施例の要部を示す図
である。

【図６】被試験ＩＣ及び良品ＩＣの各指定配線を電位デ
ータに応じて色付けした例を説明するための図である。

【図７】電位データを波形表示するように適用したこの
発明の実施例を示すブロック図である。

【図８】電位データを数値変換し、それを累積加算する
ようにした実施例の要部を示すブロック図である。

【図９】図８中の変換テーブル３１３の具体例を示す図
である。

【図１０】図８中の不一致発生アドレス検索手段３１６
における検索を説明するための図である。

【図１１】この発明方法の他の実施例の一部を示す流れ
図である。

【図１２】図１１の続きを示す図である。

【図１３】電位データを作成するために用いて電位コン
トラスト像データとしての差像データ（和データ）を得
る処理手順の例を示す流れ図である。

【図１４】図１２に示した処理手順により得られた和デ
ータを画像として表示した例を示す図である。

【図１５】変換テーブルの他の例を示す図である。

【図１６】図１４の変換テーブルを入力データ列に応じ
て展開した状態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−107322（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240927（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−21881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123241（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/302 H01L 21/66

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験ＩＣに試験パターンを順次印加
   し、停止試験パターンアドレスでその試験パターンの更
   新を停止して上記被試験ＩＣの指定された領域に荷電粒
   子ビームを照射して二次電子を検出して電位コントラス
   ト像データを取得することを、上記停止試験パターンア
   ドレスが予め決めた試験パターンアドレスになるまで順
   次遡ぼらせて行う第１ステップと、 第２ＩＣに上記試験パターンを順次印加し、停止試験パ
   ターンアドレスでその試験パターンの更新を停止して、
   上記第２ＩＣの上記指定された領域に荷電粒子ビームを
   照射して二次電子を検出して電位コントラスト像データ
   を取得することを、上記停止試験パターンアドレスが上
   記予め決めた試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼ
   って行う第２ステップと、 上記指定された領域中の指定された部位の電位データ
   を、上記被試験ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第３ス
   テップと、 上記指定された領域中の上記指定された部位の電位デー
   タを、上記第２ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第４ス
   テップと、 上記第３ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第５ステップと、 上記第４ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第６ステップと、 各参照番号ごとに論理値Ｈ及びＬに対する数値が与えら
   れ、２値データ系列の各２値データの論理値Ｈ又はＬに
   応じて参照した数値を累積加算した値が、上記２値デー
   タの系列が異なれば異なる変換テーブルを上記第５ステ
   ップで得られた各２値化電位データで順次参照して、数
   値系列を得る第７ステップと、 上記変換テーブルを、上記第６ステップで得られた各２
   値化電位データで順次参照して数値系列を得る第８ステ
   ップと、 上記第７ステップで得られる数値系列の各数値を累積加
   算する第９ステップと、 上記第８ステップで得られる数値系列の各数値を累積加
   算する第１０ステップと、 上記第９ステップで順次得られる各累積加算値と上記第
   １０ステップで順次得られる各累積加算値と比較する第
   １１ステップと、 を有する荷電粒子ビームを用いるＩＣ欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 被試験ＩＣに試験パターンを順次印加
   し、停止試験パターンアドレスでその試験パターンの更
   新を停止して上記被試験ＩＣの指定された領域に荷電粒
   子ビームを照射して二次電子を検出して電位コントラス
   ト像データを取得することを、上記停止試験パターンア
   ドレスが予め決めた試験パターンアドレスになるまで順
   次遡ぼらせて行う第１ステップと、 第２ＩＣに上記試験パターンを順次印加し、停止試験パ
   ターンアドレスでその試験パターンの更新を停止して、
   上記第２ＩＣの上記指定された領域に荷電粒子ビームを
   照射して二次電子を検出して電位コントラスト像データ
   を取得することを、上記停止試験パターンアドレスが上
   記予め決めた試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼ
   って行う第２ステップと、 上記指定された領域中の指定された部位の電位データ
   を、上記被試験ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第３ス
   テップと、 上記指定された領域中の上記指定された部位の電位デー
   タを、上記第２ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第４ス
   テップと、 上記第３ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第５ステップと、 上記第４ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第６ステップと、 各参照番号ごとにまた論理値Ｈ、Ｌごとに互いに異なる
   素数が与えられている変換テーブルを上記第５ステップ
   で得られた各２値化電位データで順次参照して、数値系
   列を得る第７ステップと、 上記変換テーブルを、上記第６ステップで得られた各２
   値化電位データで順次参照して数値系列を得る第８ステ
   ップと、 上記第７ステップで得られる数値系列の各数値を順次掛
   算する第９ステップと、 上記第８ステップで得られる数値系列の各数値を順次掛
   算する第１０ステップと、 上記第９ステップで順次得られる各掛算値と上記第１０
   ステップで順次得られる各掛算値と比較する第１１ステ
   ップと、 を有する荷電粒子ビームを用いるＩＣ欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 ２つの動作条件で、被試験ＩＣに試験パ
   ターンを順次印加し、停止試験パターンアドレスでその
   試験パターンの更新を停止して、上記被試験ＩＣの指定
   された領域に、荷電粒子ビームを照射して二次電子を検
   出して両各電位コントラスト像の差を求め、その差像デ
   ータを取得することを、上記停止試験パターンアドレス
   が予め決めた試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼ
   らせて行う第１ステップと、 ２つの動作条件で、第２ＩＣに試験パターンを順次印加
   し、停止試験パターンアドレスでその試験パターンの更
   新を停止して、上記第２ＩＣの上記指定された領域に、
   荷電粒子ビームを照射して二次電子を検出して両各電位
   コントラスト像の差を求め、その差像データを取得する
   ことを、上記停止試験パターンアドレスが上記予め決め
   た試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼって行う第
   ２ステップと、上記指定された領域中の指定された部位
   の電位データを、上記被試験ＩＣの上記各停止試験アド
   レスの上記各電位コントラスト像データからそれぞれ取
   得する第３ステップと、 上記指定された領域中の上記指定された部位の電位デー
   タを、上記第２ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第４ス
   テップと、 上記第３ステップで得られた電位データと上記第４ステ
   ップで得られた電位データとを比較する第５ステップ
   と、 を有する荷電粒子ビームを用いるＩＣ欠陥検出方法。
4. 【請求項４】 請求項３のＩＣ欠陥検出方法において、 上記領域中で指定される部位は複数であり、上記第５ス
   テップにおいての比較は同一指定部位について行う。
5. 【請求項５】 請求項４のＩＣ欠陥検出方法において、 上記指定される領域は複数であり、上記電位コントラス
   ト像データの取得を予め決められた試験パターンアドレ
   スまで求めるごとに他の指定領域に順次移って上記電位
   コントラスト像データの取得を行う。
6. 【請求項６】 請求項３乃至５の何れかのＩＣ欠陥検出
   方法において、 上記第５ステップにおいて上記第３ステップで得られた
   電位データ及び上記第４ステップで得られた電位データ
   をそれぞれ２値化して比較を行う。
7. 【請求項７】 請求項３乃至５の何れかのＩＣ欠陥検出
   方法において、 上記第５ステップにおいて上記第３ステップで得られた
   電位データ及び上記第４ステップで得られた電位データ
   をそれぞれ多値データとして比較を行う。
8. 【請求項８】 ２つの動作条件で、被試験ＩＣに試験パ
   ターンを順次印加し、停止試験パターンアドレスでその
   試験パターンの更新を停止して上記被試験ＩＣの指定さ
   れた領域に荷電粒子ビームを照射して二次電子を検出し
   て両各電位コントラストの差を求め、その差像データを
   取得することを上記停止試験パターンアドレスが予め決
   められた試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼらせ
   て行う第１ステップと、 ２つの試験条件で、第２ＩＣに上記試験パターンを順次
   印加し、停止試験パターンアドレスでその試験パターン
   の更新を停止して、上記第２ＩＣの上記指定された領域
   に荷電粒子ビームを照射して二次電子を検出して両各電
   位コントラストの差を求め、その差像データを取得する
   ことを、上記停止試験パターンアドレスが上記予め決め
   られた試験パターンアドレスになるまで順次遡ぼって行
   う第２ステップと、 上記指定された領域中の指定された部位の電位データ
   を、上記被試験ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ取得する第３ス
   テップと、 上記指定された領域中の上記指定された部位の電位デー
   タを、上記第２ＩＣの上記各停止試験アドレスの上記各
   電位コントラスト像データからそれぞれ得る第４ステッ
   プと、 上記第３ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第５ステップと、 上記第４ステップで得られた上記各電位データをそれぞ
   れ２値化する第６ステップと、 上記第５ステップ及び上記第６ステップでそれぞれ得ら
   れた上記試験パターンアドレスごとの上記２値化電位デ
   ータを、上記試験パターンアドレスを共通の軸として波
   形表示する第７ステップと、 を有する荷電粒子ビームを用いるＩＣ欠陥検出方法。
9. 【請求項９】 請求項３乃至８のＩＣ欠陥検出方法にお
   いて、 上記二つの動作条件は上記ＩＣに対する正規電源電圧印
   加と、非正規電源電圧印加である。
10. 【請求項１０】 請求項３乃至８のＩＣ欠陥検出方法に
    おいて、 上記第３ステップ以後に用いられる上記第１ステップの
    電位コントラスト像データを、少くとも１領域分一旦蓄
    積した後用い、上記第４ステップ以後に用いられる上記
    第２ステップの電位コントラスト像データを少くとも１
    領域分一旦蓄積した後用いる。
11. 【請求項１１】 請求項３乃至８のＩＣ欠陥検出方法に
    おいて、 上記第１ステップで得られた電位コントラスト像データ
    をモニタに画像表示して、その画像表示を見て上記指定
    部位を決定する。
12. 【請求項１２】 請求項３乃至８のＩＣ欠陥検出方法に
    おいて、 上記指定部位は、上記被試験ＩＣの欠陥検出データをも
    とに、その被試験ＩＣのＣＡＤデータから得る。
13. 【請求項１３】 請求項３乃至８のＩＣ欠陥検出方法に
    おいて、 上記被試験ＩＣの上記電位データ及び上記第２ＩＣの上
    記電位データのそれぞれを色データに変換し、上記指定
    領域のＣＡＤデータを用いて、その同一配線パターンを
    並べてモニタに画像表示すると共に、その一方の配線パ
    ターン像に上記被試験ＩＣの色変換された電位データで
    上記指定部位の配線を色表示し、他方の配線パターン像
    に上記第２ＩＣの色変換された電位データで上記指定部
    位の配線を色表示する。
14. 【請求項１４】 ＩＣに荷電粒子ビームを照射して、そ
    の二次電子を検出して電位コントラスト像データを取得
    する荷電粒子ビームを用いたＩＣ欠陥検出装置におい
    て、２つの動作条件で、 被試験ＩＣ及び第２ＩＣについて与
    えられる試験パターンごとに、指定された配線の電位と
    関連した両各電位の差を求め、その差データを、上記被
    試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの各電位コントラスト像デー
    タから取得する電位データ取得手段と、 上記取得された上記被試験ＩＣの電位データと上記第２
    ＩＣの電位データとを比較する比較手段と、 を具備することを特徴とする。
15. 【請求項１５】 請求項１４のＩＣ欠陥検出装置におい
    て、 上記電位データ取得手段は、上記電位コントラスト像デ
    ータ中の上記指定された配線部分のデータを取出して２
    値化する手段である。
16. 【請求項１６】 請求項１４のＩＣ欠陥検出装置におい
    て、 上記電位データ取得手段は、上記電位コントラスト像デ
    ータ中の上記指定された配線部分のデータを取出して多
    値化する手段である。
17. 【請求項１７】 ＩＣに荷電粒子ビームを照射してその
    二次電子を検出して電位コントラスト像データを取得す
    る荷電粒子ビームを用いたＩＣ欠陥検出装置において、２つの動作条件で、 被試験ＩＣ及び第２ＩＣについて、
    与えられる試験パターンごとに、指定された配線の電位
    と関連した２値の両各電位の差を求め、その差データ
    を、上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの各電位コントラ
    スト像データからそれぞれ取得する電位データ取得手段
    と、 上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの上記各電位データ
    を、上記試験パターンのアドレスを共通の軸として波形
    表示する手段とを具備することを特徴とする。
18. 【請求項１８】 ＩＣに荷電粒子ビームを照射してその
    二次電子を検出して電位コントラスト像データを取得す
    る荷電粒子ビームを用いたＩＣ欠陥検出装置において、 被試験ＩＣ及び第２ＩＣについて、与えられる試験パタ
    ーンごとに、指定された配線の電位と関連した２値の電
    位データを、上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの各電位
    コントラスト像データからそれぞれ取得する電位データ
    取得手段と、 上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの上記各２値化又は多
    値化電位データによりそれぞれ、上記試験パターンのア
    ドレス順に、これを参照番号として読出され、各参照番
    号ごとに論理値Ｈ及びＬに対する数値が記憶され、２値
    データ系列の各２値データの論理値Ｈ又はＬに応じて読
    出した数値の累積加算値が、上記２値データ系列が異な
    れば異なる変換テーブルと、 上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの各電位データに応じ
    てその変換テーブルから読出された数値をそれぞれ累積
    加算する加算手段と、 これら累積加算した値を比較する比較手段と、 その比較手段から不一致が検出されると、不一致動作を
    起こした試験パターンアドレスを検索する不一致アドレ
    ス検索手段とを具備することを特徴とする。
19. 【請求項１９】 ＩＣに荷電粒子ビームを照射してその
    二次電子を検出して電位コントラスト像データを取得す
    る荷電粒子ビームを用いたＩＣ欠陥検出装置において、 被試験ＩＣ及び第２ＩＣについて、与えられる試験パタ
    ーンごとに、指定された配線の電位と関連した２値又は
    多値の電位データを、上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣ
    の各電位コントラスト像データからそれぞれ取得する電
    位データ取得手段と、 上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの上記各２値化又は多
    値化電位データによりそれぞれ、上記試験パターンのア
    ドレス順に、これを参照番号として読出され、各参照番
    号ごとにかつ論理値Ｈ及びＬごとに異なる素数が記憶さ
    れた変換テーブルと、 上記被試験ＩＣ及び上記第２ＩＣの各電位データに応じ
    てその変換テーブルから読出された数値をそれぞれ順次
    掛算する掛算手段と、 これら掛算した値を比較する比較手段と、 その比較手段から不一致が検出されると、不一致動作を
    起こした試験パターンアドレスを検索する不一致アドレ
    ス検索手段とを具備することを特徴とする。
20. 【請求項２０】 請求項１８及び１９の何れかのＩＣ欠
    陥検出装置において、 上記被試験ＩＣについて、上記試験パターン毎に、二つ
    の動作状態で電位コントラスト像データをそれぞれ取得
    し、その各二つの動作状態での電位コントラスト像デー
    タの差のデータを求め、上記第２ＩＣについて上記試験
    パターン毎に上記二つの動作状態で電位コントラスト像
    データをそれぞれ取得し、その各二つの動作状態での電
    位コントラスト像データの差のデータを求め、この差デ
    ータを上記電位データとする差データ取得手段とを有す
    る。