JP3519872B2 - 半導体集積回路装置の故障解析システム - Google Patents
半導体集積回路装置の故障解析システムInfo
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- JP3519872B2 JP3519872B2 JP17124896A JP17124896A JP3519872B2 JP 3519872 B2 JP3519872 B2 JP 3519872B2 JP 17124896 A JP17124896 A JP 17124896A JP 17124896 A JP17124896 A JP 17124896A JP 3519872 B2 JP3519872 B2 JP 3519872B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の故障解析システムに関し、特に半導体集積回路装置
の故障解析を光学顕微鏡、レーザー顕微鏡あるいは走査
型電子顕微鏡を使用して行うものにおいて、作業者によ
る故障解析時の作業性の向上を図る技術に関する。
置の故障解析システムに関し、特に半導体集積回路装置
の故障解析を光学顕微鏡、レーザー顕微鏡あるいは走査
型電子顕微鏡を使用して行うものにおいて、作業者によ
る故障解析時の作業性の向上を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体集積回路装置（ＬＳＩ）の
故障解析は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡あるいは走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行っている。例えば、
ＳＥＭを例に故障解析法について説明すると、ＳＥＭは
周知のように試料の表面観察用の電子顕微鏡としてよく
使われている。
故障解析は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡あるいは走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行っている。例えば、
ＳＥＭを例に故障解析法について説明すると、ＳＥＭは
周知のように試料の表面観察用の電子顕微鏡としてよく
使われている。
【０００３】その基本原理は、図５のＳＥＭの構成図に
示すように電子銃１から照射される電子ビームを例えば
１００Å以下に絞り、レンズ２、偏向コイル３とにより
制御されながら試料室内にセットされた試料４に照射す
る。この試料４から放出される２次電子を２次電子検出
器５で検出し、電気信号として図示しない画像処理装置
で画像処理した後に、ＣＲＴ画面上に表示して画像とし
て見るものである。６は信号増幅器である。
示すように電子銃１から照射される電子ビームを例えば
１００Å以下に絞り、レンズ２、偏向コイル３とにより
制御されながら試料室内にセットされた試料４に照射す
る。この試料４から放出される２次電子を２次電子検出
器５で検出し、電気信号として図示しない画像処理装置
で画像処理した後に、ＣＲＴ画面上に表示して画像とし
て見るものである。６は信号増幅器である。
【０００４】そして、故障解析を行う場合、このＣＲＴ
画面上に表示されたパターンとＣＡＤから出力されたパ
ターン・レイアウト図とを照合させながら進めている。
このとき、解析作業者は、パターン・レイアウトのプロ
ット図面を故障解析装置のかたわらに置いて、そのプロ
ット図面を見ながら故障解析を行っていた。また、ＬＳ
Ｉの光学顕微鏡によるパターンレイアウト写真を見なが
ら故障解析を行うこともあった。
画面上に表示されたパターンとＣＡＤから出力されたパ
ターン・レイアウト図とを照合させながら進めている。
このとき、解析作業者は、パターン・レイアウトのプロ
ット図面を故障解析装置のかたわらに置いて、そのプロ
ット図面を見ながら故障解析を行っていた。また、ＬＳ
Ｉの光学顕微鏡によるパターンレイアウト写真を見なが
ら故障解析を行うこともあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この故障解析
方法は、ＳＳＩレベル（ＴＥＧパターンや小規模のＩＣ
等）の解析においては、問題ではなかったが、近年のＬ
ＳＩレベルになってからは、プロット図面が役に立たな
くなってきた。即ち、プロット図面では、倍率やレイヤ
ーが固定されてしまうため、ＬＳＩチップ内のある特定
の場所を詳細に観察したくても自由度の限定される１枚
のプロット図面を使っている限り、パターン・レイアウ
トと顕微鏡との照合は困難である。また、数ｍ2 にもな
る大きなプロット図面を故障解析装置の近くに広げて解
析作業を行うことになり、とても不便であった。このよ
うに故障解析を進める上で、図６の従来の故障解析手順
に示すように故障解析作業者は、設計者との間で、例え
ばプロット図面の倍率を変える、プロット図面の表示レ
イヤーを変える、プロット図面の表示場所を変える等の
プロット図面の再作成を依頼したりして、故障解析作業
を行っていたため、故障解析作業がはかどらないという
問題があった。
方法は、ＳＳＩレベル（ＴＥＧパターンや小規模のＩＣ
等）の解析においては、問題ではなかったが、近年のＬ
ＳＩレベルになってからは、プロット図面が役に立たな
くなってきた。即ち、プロット図面では、倍率やレイヤ
ーが固定されてしまうため、ＬＳＩチップ内のある特定
の場所を詳細に観察したくても自由度の限定される１枚
のプロット図面を使っている限り、パターン・レイアウ
トと顕微鏡との照合は困難である。また、数ｍ2 にもな
る大きなプロット図面を故障解析装置の近くに広げて解
析作業を行うことになり、とても不便であった。このよ
うに故障解析を進める上で、図６の従来の故障解析手順
に示すように故障解析作業者は、設計者との間で、例え
ばプロット図面の倍率を変える、プロット図面の表示レ
イヤーを変える、プロット図面の表示場所を変える等の
プロット図面の再作成を依頼したりして、故障解析作業
を行っていたため、故障解析作業がはかどらないという
問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、ＬＳＩの故障解析を光
学顕微鏡や走査型電子顕微鏡を使用して行うものにおい
て、作業者による故障解析時の作業性の向上を図ること
を目的とする。
学顕微鏡や走査型電子顕微鏡を使用して行うものにおい
て、作業者による故障解析時の作業性の向上を図ること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の半導体
集積回路装置の故障解析システムは、故障解析装置のＣ
ＡＤとパターン・レイアウト設計用のＣＡＤとをリンク
させて、前記故障解析装置による半導体集積回路装置内
の観察したい箇所にＣＡＤ画面を移動させることによ
り、それに連動して前記パターン・レイアウト設計用の
ＣＡＤの画面上に当該パターン・レイアウトの対応箇所
を表示させると共に、前記パターン・レイアウト設計用
のＣＡＤのパターン・レイアウトの中で観察したい箇所
にＣＡＤ画面を移動させることにより、それに連動して
前記故障解析装置の試料台に置かれた半導体集積回路装
置内の対応する箇所を故障解析装置のＣＡＤの画面上に
表示させるようにしたものである。
集積回路装置の故障解析システムは、故障解析装置のＣ
ＡＤとパターン・レイアウト設計用のＣＡＤとをリンク
させて、前記故障解析装置による半導体集積回路装置内
の観察したい箇所にＣＡＤ画面を移動させることによ
り、それに連動して前記パターン・レイアウト設計用の
ＣＡＤの画面上に当該パターン・レイアウトの対応箇所
を表示させると共に、前記パターン・レイアウト設計用
のＣＡＤのパターン・レイアウトの中で観察したい箇所
にＣＡＤ画面を移動させることにより、それに連動して
前記故障解析装置の試料台に置かれた半導体集積回路装
置内の対応する箇所を故障解析装置のＣＡＤの画面上に
表示させるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体集積回路装
置の故障解析システムの一実施の形態について図面を基
に説明する。尚、ＳＥＭの構成については、図５に示す
通りであるため、説明は省略する。本発明の半導体集積
回路装置の故障解析システムは、コンピュータ（特に、
ＵＮＩＸマシーン）で制御される故障解析装置に適用さ
れるものである。
置の故障解析システムの一実施の形態について図面を基
に説明する。尚、ＳＥＭの構成については、図５に示す
通りであるため、説明は省略する。本発明の半導体集積
回路装置の故障解析システムは、コンピュータ（特に、
ＵＮＩＸマシーン）で制御される故障解析装置に適用さ
れるものである。
【０００９】最近の故障解析装置、例えば、ＳＥＭ、レ
ーザー顕微鏡、光学顕微鏡、ＦＩＢ等は、オペレーショ
ンの自動化が進み、コンピュータで制御される場合が多
く、また、処理データ量と処理速度の面から、ＵＮＩＸ
仕様のＥＷＳ（EngineeringWork Station）が使われて
いる。これは、処理速度の面からＣＡＤでは、ＵＮＩＸ
のＥＷＳが多いため、ＵＮＩＸでまとめるとシステムが
簡単となるからである。尚、インターフェースができれ
ば、パソコン制御であっても問題はない。
ーザー顕微鏡、光学顕微鏡、ＦＩＢ等は、オペレーショ
ンの自動化が進み、コンピュータで制御される場合が多
く、また、処理データ量と処理速度の面から、ＵＮＩＸ
仕様のＥＷＳ（EngineeringWork Station）が使われて
いる。これは、処理速度の面からＣＡＤでは、ＵＮＩＸ
のＥＷＳが多いため、ＵＮＩＸでまとめるとシステムが
簡単となるからである。尚、インターフェースができれ
ば、パソコン制御であっても問題はない。
【００１０】図１は本発明の半導体集積回路装置の故障
解析システムを示す構成図であり、１０はパターン設計
者によりＣＡＤ１１を介して設計されたパターン・レイ
アウトのデータを磁気テープや光磁気テープの形で記憶
しておくデータ・ソースで、設計室内の前記ＣＡＤ１１
は例えばＳＥＭから成る故障解析装置１２とリンクさ
れ、半導体集積回路装置（ＬＳＩ）の各種解析箇所の座
標データの双方向通信が可能なＣＡＤ１３とＬＡＮ１４
によりデータ転送可能に結線されている。尚、故障解析
装置１２として、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡あるいは
ＦＩＢ等を用いても良い。図２はＳＥＭを搭載した故障
解析装置の正面図である。
解析システムを示す構成図であり、１０はパターン設計
者によりＣＡＤ１１を介して設計されたパターン・レイ
アウトのデータを磁気テープや光磁気テープの形で記憶
しておくデータ・ソースで、設計室内の前記ＣＡＤ１１
は例えばＳＥＭから成る故障解析装置１２とリンクさ
れ、半導体集積回路装置（ＬＳＩ）の各種解析箇所の座
標データの双方向通信が可能なＣＡＤ１３とＬＡＮ１４
によりデータ転送可能に結線されている。尚、故障解析
装置１２として、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡あるいは
ＦＩＢ等を用いても良い。図２はＳＥＭを搭載した故障
解析装置の正面図である。
【００１１】このように、本発明の半導体集積回路装置
の故障解析システムによれば、例えば、図３の発明の故
障解析手順に示すようにＣＡＤルームでパターン設計者
によりパターン・レイアウト設計され、データ・ソース
１０に記憶されたパターン・レイアウトのデータを故障
解析室に設置したＣＡＤ１１のＣＲＴ１１Ａ画面上に表
示させ、更に、故障解析装置としてのＳＥＭの試料台上
の故障解析を行うＬＳＩを載置し、ＳＥＭによる解析状
況を同じくＣＡＤ１３のＣＲＴ１３Ａ画面上に表示させ
る。図４はこのときの半導体集積回路装置の故障解析状
況を示す図であり、この場合、点線円（Ａ、Ｂ、Ｃ）で
囲まれた部分内に欠陥が発見できる。
の故障解析システムによれば、例えば、図３の発明の故
障解析手順に示すようにＣＡＤルームでパターン設計者
によりパターン・レイアウト設計され、データ・ソース
１０に記憶されたパターン・レイアウトのデータを故障
解析室に設置したＣＡＤ１１のＣＲＴ１１Ａ画面上に表
示させ、更に、故障解析装置としてのＳＥＭの試料台上
の故障解析を行うＬＳＩを載置し、ＳＥＭによる解析状
況を同じくＣＡＤ１３のＣＲＴ１３Ａ画面上に表示させ
る。図４はこのときの半導体集積回路装置の故障解析状
況を示す図であり、この場合、点線円（Ａ、Ｂ、Ｃ）で
囲まれた部分内に欠陥が発見できる。
【００１２】そして、故障解析作業者は、前記ＣＡＤ１
１のＣＲＴ１１Ａ画面に表示されたパターン・レイアウ
トデータとＣＡＤ１３のＣＲＴ１３Ａ画面に表示された
ＳＥＭによる故障解析状況を見比べながら、故障解析作
業を行う。このように本発明では、従来のプロット図面
では、倍率やレイヤーが固定されてしまうため、自由度
の限定される１枚のプロット図面を使っている限り、パ
ターン・レイアウトと顕微鏡との照合は困難であったと
いう問題が、本発明のＣＡＤパターンを使用すれば、例
えばプロット図面の倍率を変える、プロット図面の表示
レイヤーを変える、プロット図面の表示場所を変えると
いった変更が自由に行えるため、故障解析作業性が格段
と向上する。
１のＣＲＴ１１Ａ画面に表示されたパターン・レイアウ
トデータとＣＡＤ１３のＣＲＴ１３Ａ画面に表示された
ＳＥＭによる故障解析状況を見比べながら、故障解析作
業を行う。このように本発明では、従来のプロット図面
では、倍率やレイヤーが固定されてしまうため、自由度
の限定される１枚のプロット図面を使っている限り、パ
ターン・レイアウトと顕微鏡との照合は困難であったと
いう問題が、本発明のＣＡＤパターンを使用すれば、例
えばプロット図面の倍率を変える、プロット図面の表示
レイヤーを変える、プロット図面の表示場所を変えると
いった変更が自由に行えるため、故障解析作業性が格段
と向上する。
【００１３】また、１台のＣＲＴ画面上にマルチウィン
ドウで２画面表示させるようにしても良い。以上、説明
したように故障解析装置のＣＡＤとパターン・レイアウ
ト設計用のＣＡＤとをリンクさせたことにより、故障解
析装置の観察したい箇所にＣＡＤの画面を移動させるこ
とにより、それに連動してＣＡＤのパターン・レイアウ
トの対応箇所が画面上に表示でき、逆にＣＡＤのパター
ン・レイアウトの中で、観察したい箇所に画面を移動さ
せると、それに連動して故障解析装置の試料台に置かれ
たＬＳＩチップ内に対応する箇所がＣＡＤのＣＲＴ画面
上に表示でき、解析作業者は、両画面を見比べながら、
解析作業が行える。
ドウで２画面表示させるようにしても良い。以上、説明
したように故障解析装置のＣＡＤとパターン・レイアウ
ト設計用のＣＡＤとをリンクさせたことにより、故障解
析装置の観察したい箇所にＣＡＤの画面を移動させるこ
とにより、それに連動してＣＡＤのパターン・レイアウ
トの対応箇所が画面上に表示でき、逆にＣＡＤのパター
ン・レイアウトの中で、観察したい箇所に画面を移動さ
せると、それに連動して故障解析装置の試料台に置かれ
たＬＳＩチップ内に対応する箇所がＣＡＤのＣＲＴ画面
上に表示でき、解析作業者は、両画面を見比べながら、
解析作業が行える。
【００１４】更に、ＣＡＤのＣＲＴ画面の倍率とレイヤ
ーの指定は、故障解析装置とは独立して、自由に行える
ため、パターンと照合しながらの理想的な解析が可能で
ある。また、ＳＥＭ像から発見した欠陥（欠陥位置と欠
陥の形状）データをＣＡＤのＣＲＴ画面に重ね合わせる
機能を持たせることで、更に故障個所の特定がし易くな
る。この場合、例えば色分けしてそれぞれを表示させる
ことで、見易くなる。
ーの指定は、故障解析装置とは独立して、自由に行える
ため、パターンと照合しながらの理想的な解析が可能で
ある。また、ＳＥＭ像から発見した欠陥（欠陥位置と欠
陥の形状）データをＣＡＤのＣＲＴ画面に重ね合わせる
機能を持たせることで、更に故障個所の特定がし易くな
る。この場合、例えば色分けしてそれぞれを表示させる
ことで、見易くなる。
【００１５】更に、本発明の故障解析システムを適用す
れば、パターンレイアウトＣＡＤからシステムＣＡＤに
リンケージできるため、故障→パターン→システム（回
路）という具合にシステム設計まで追っていけるように
なり、システム設計で信頼性上、弱い部分を指摘するこ
とも可能となるという利点もある。
れば、パターンレイアウトＣＡＤからシステムＣＡＤに
リンケージできるため、故障→パターン→システム（回
路）という具合にシステム設計まで追っていけるように
なり、システム設計で信頼性上、弱い部分を指摘するこ
とも可能となるという利点もある。
【００１６】
【発明の効果】以上、本発明によれば故障解析装置のＣ
ＡＤとパターン・レイアウト設計用のＣＡＤとをリンク
させ、故障解析装置の観察したい箇所にＣＡＤのＣＲＴ
画面を移動させることにより、それに連動してＣＡＤの
パターン・レイアウトの対応箇所が画面上に表示でき、
逆にＣＡＤのパターン・レイアウトの中で、観察したい
箇所に画面を移動させると、それに連動して故障解析装
置の試料台に置かれたＬＳＩチップ内に対応する箇所が
ＣＡＤのＣＲＴ画面上に表示でき、故障解析作業者は、
両画面を見比べながら、解析作業を行うことができ、作
業が簡便になる。
ＡＤとパターン・レイアウト設計用のＣＡＤとをリンク
させ、故障解析装置の観察したい箇所にＣＡＤのＣＲＴ
画面を移動させることにより、それに連動してＣＡＤの
パターン・レイアウトの対応箇所が画面上に表示でき、
逆にＣＡＤのパターン・レイアウトの中で、観察したい
箇所に画面を移動させると、それに連動して故障解析装
置の試料台に置かれたＬＳＩチップ内に対応する箇所が
ＣＡＤのＣＲＴ画面上に表示でき、故障解析作業者は、
両画面を見比べながら、解析作業を行うことができ、作
業が簡便になる。
【００１７】更に、ＣＡＤの画面の倍率とレイヤーの指
定は、故障解析装置とは独立して、自由に行えるため、
パターンと照合しながらの理想的な解析ができる。ま
た、ＳＥＭ像から発見した欠陥（欠陥位置と欠陥の形
状）データをＣＡＤの画面に重ね合わせることで、故障
個所の特定がし易くなり、また故障原因の推定が精度の
高いものとなる。
定は、故障解析装置とは独立して、自由に行えるため、
パターンと照合しながらの理想的な解析ができる。ま
た、ＳＥＭ像から発見した欠陥（欠陥位置と欠陥の形
状）データをＣＡＤの画面に重ね合わせることで、故障
個所の特定がし易くなり、また故障原因の推定が精度の
高いものとなる。
【図１】本発明の一実施の形態の半導体集積回路装置の
故障解析システムを示す構成図である。
故障解析システムを示す構成図である。
【図２】本発明が適用される故障解析装置を示す正面図
である。
である。
【図３】本発明の一実施の形態の故障解析手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態の故障解析システムによ
り解析される半導体集積回路装置の解析状況を示すＣＲ
Ｔの画面である。
り解析される半導体集積回路装置の解析状況を示すＣＲ
Ｔの画面である。
【図５】従来の走査型電子顕微鏡の構成を示す図であ
る。
る。
【図６】従来の故障解析手順を示すフローチャートであ
る。
る。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−119452（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−21562（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−44362（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−232384（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/66
Claims (2)
- 【請求項１】 故障解析装置のＣＡＤとパターン・レイ
アウト設計用のＣＡＤとをリンクさせて、前記故障解析
装置による半導体集積回路装置内の観察したい箇所にＣ
ＡＤ画面を移動させることにより、それに連動して前記
パターン・レイアウト設計用のＣＡＤの画面上に当該パ
ターン・レイアウトの対応箇所を表示させるようにした
ことを特徴とする半導体集積回路装置の故障解析システ
ム。 - 【請求項２】 故障解析装置のＣＡＤとパターン・レイ
アウト設計用のＣＡＤとをリンクさせて、前記パターン
・レイアウト設計用のＣＡＤのパターン・レイアウトの
中で観察したい箇所にＣＡＤ画面を移動させることによ
り、それに連動して前記故障解析装置の試料台に置かれ
た半導体集積回路装置内の対応する箇所を故障解析装置
のＣＡＤの画面上に表示させるようにしたことを特徴と
する半導体集積回路装置の故障解析システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124896A JP3519872B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 半導体集積回路装置の故障解析システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124896A JP3519872B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 半導体集積回路装置の故障解析システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022352A JPH1022352A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3519872B2 true JP3519872B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=15919805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17124896A Expired - Fee Related JP3519872B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 半導体集積回路装置の故障解析システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519872B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7752594B2 (en) | 2005-06-22 | 2010-07-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus, failure analysis method, failure analysis program, and failure analysis system |
| US7805691B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-09-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus, failure analysis method, and failure analysis program |
| US7865012B2 (en) | 2006-06-14 | 2011-01-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus which acquires a failure observed image, failure analysis method, and failure analysis program |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17124896A patent/JP3519872B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7752594B2 (en) | 2005-06-22 | 2010-07-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus, failure analysis method, failure analysis program, and failure analysis system |
| US7805691B2 (en) | 2006-06-14 | 2010-09-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus, failure analysis method, and failure analysis program |
| US7865012B2 (en) | 2006-06-14 | 2011-01-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor failure analysis apparatus which acquires a failure observed image, failure analysis method, and failure analysis program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1022352A (ja) | 1998-01-23 |
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