JP5087236B2 - 半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラム - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイスの不良について解析を行うための半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムに関するものである。

半導体デバイスの不良を解析するための観察画像を取得する半導体検査装置としては、従来、エミッション顕微鏡、ＯＢＩＲＣＨ装置、時間分解エミッション顕微鏡などが用いられている。これらの検査装置では、不良観察画像として取得される発光画像やＯＢＩＲＣＨ画像を用いて、半導体デバイスの故障箇所などの不良を解析することができる（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００３−８６６８９号公報 特開２００３−３０３７４６号公報

近年、半導体不良解析において、解析対象となる半導体デバイスの微細化や高集積化が進んでおり、上記した検査装置を用いた不良箇所の解析が困難になってきている。したがって、このような半導体デバイスについて不良箇所の解析を行うためには、不良観察画像から半導体デバイスの不良箇所を推定するための解析処理の確実性、及びその効率を向上することが必要不可欠である。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良の解析を確実かつ効率良く行うことが可能な半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明による半導体不良解析装置は、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析装置であって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得手段と、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得手段と、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析手段とを備え、（４）不良解析手段は、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定手段と、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析手段とを有し、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析手段は、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析手段は、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする。あるいは、半導体不良解析装置は、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析装置であって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得手段と、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得手段と、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析手段とを備え、（４）不良解析手段は、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定手段と、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析手段とを有し、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析手段は、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析手段は、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする。

また、本発明による半導体不良解析方法は、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析方法であって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得ステップと、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得ステップと、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析ステップとを備え、（４）不良解析ステップは、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定ステップと、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析ステップとを含み、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析ステップは、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析ステップは、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする。あるいは、半導体不良解析方法は、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析方法であって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得ステップと、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得ステップと、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析ステップとを備え、（４）不良解析ステップは、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定ステップと、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析ステップとを含み、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析ステップは、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析ステップは、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする。

また、本発明による半導体不良解析プログラムは、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得処理と、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得処理と、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析処理とをコンピュータに実行させ、（４）不良解析処理は、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定処理と、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析処理とを含み、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析処理は、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析処理は、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする。あるいは、半導体不良解析プログラムは、半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、（１）半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得処理と、（２）半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得処理と、（３）不良観察画像及びレイアウト情報を参照して半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析処理とをコンピュータに実行させ、（４）不良解析処理は、不良観察画像を参照し、反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定処理と、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析処理とを含み、（５）レイアウト情報は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、（６）配線情報解析処理は、複数の配線のうちで解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出し、配線情報解析処理は、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする。

上記した半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムにおいては、解析対象の半導体デバイスを検査して得られた発光画像やＯＢＩＲＣＨ画像などの不良観察画像と、半導体デバイスのレイアウトに関して必要な情報とを取得する。そして、不良観察画像での反応情報（例えば反応箇所の情報）に対応して解析領域を設定し、半導体デバイスを構成する各配線（ネット）のうちで解析領域を通過する配線を抽出することによって、半導体デバイスの不良の解析を行っている。このような構成によれば、解析領域を好適に設定することで、解析領域を通過する配線によって、半導体デバイスでの不良の可能性が高い候補配線を推定することができる。

さらに、上記構成では、半導体デバイスでの配線構成を示すデータとして、その積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンの集合体であるパターンデータ群によって複数の配線の構成が記述された配線情報を用いている。そして、不良の候補配線の抽出において、パターンデータ群における配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線（候補ネット）を抽出している。このような構成によれば、比較的入手が容易な例えばＧＤＳデータなどの配線情報を用いて、不良の候補配線の抽出を効率的に実行することができる。したがって、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析を確実かつ効率良く行うことが可能となる。

ここで、候補配線の抽出については、不良解析装置は、配線情報解析手段が、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することが好ましい。同様に、不良解析方法は、配線情報解析ステップが、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することが好ましい。同様に、不良解析プログラムは、配線情報解析処理が、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することが好ましい。

このように、半導体デバイスを構成する複数のレイヤにおいて、具体的な積層構造及びデバイス構造に応じて抽出レイヤと、追跡レイヤとをそれぞれ設定することにより、配線パターンの等電位追跡による候補配線の抽出を好適に実行することができる。

さらに、候補配線の抽出について、不良解析装置は、配線情報解析手段が、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することが好ましい。同様に、不良解析方法は、配線情報解析ステップが、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することが好ましい。同様に、不良解析プログラムは、配線情報解析処理が、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することが好ましい。

このように、半導体デバイスを構成する複数のレイヤにおいて、等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することにより、例えばトランジスタのゲートが接続されているレイヤを終端レイヤに指定して、発光しているトランジスタを分離して検出するなど、様々な不良解析の実行が可能となる。

また、このように終端レイヤの設定が可能な構成においては、不良解析装置は、配線情報解析手段が、配線パターンの等電位追跡における追跡モードとして、終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することとしても良い。

同様に、不良解析方法は、配線情報解析ステップが、配線パターンの等電位追跡における追跡モードとして、終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することとしても良い。

同様に、不良解析プログラムは、配線情報解析処理が、配線パターンの等電位追跡における追跡モードとして、終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することとしても良い。

このような構成によれば、例えば不良解析に用いる不良観察画像の画像取得条件、あるいは半導体デバイスでの反応の発生状況などに応じて配線パターンの追跡モードを切り換えることが可能となる。これにより、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析の確実性が向上される。

さらに、不良解析装置は、配線情報解析手段が、配線パターンの等電位追跡について、抽出する配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することが好ましい。同様に、不良解析方法は、配線情報解析ステップが、配線パターンの等電位追跡について、抽出する配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することが好ましい。同様に、不良解析プログラムは、配線情報解析処理が、配線パターンの等電位追跡について、抽出する配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することが好ましい。これにより、ＧＤＳデータなどの配線情報を用いた配線パターンの等電位追跡による候補配線の抽出を好適に実行することができる。

また、不良解析装置は、領域設定手段が、解析領域を半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することが好ましい。同様に、不良解析方法は、領域設定ステップが、解析領域を半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することが好ましい。同様に、不良解析プログラムは、領域設定処理が、解析領域を半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することが好ましい。

このように、不良観察画像から抽出、設定される解析領域を、画像上での座標系ではなくレイアウト座標系で表現することにより、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線からの候補配線の抽出を、レイアウト座標系で設定された解析領域を参照して効率良く実行することが可能となる。

本発明の半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムによれば、不良観察画像において設定された解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって複数の配線の構成が記述された配線情報を用い、候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで候補配線を抽出することにより、配線情報を用いた候補配線の抽出を効率的に実行して、半導体デバイスの不良解析を確実かつ効率良く行うことが可能となる。

以下、図面とともに本発明による半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、本発明による半導体不良解析装置を含む不良解析システムの一実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本不良解析システム１は、半導体デバイスを解析対象とし、その観察画像を用いて不良解析を行うためのものであり、半導体不良解析装置１０と、検査情報供給装置２０と、レイアウト情報供給装置３０と、表示装置４０と、入力装置４５とを備えている。以下、半導体不良解析装置１０及び不良解析システム１の構成について、半導体不良解析方法とともに説明する。

半導体不良解析装置１０は、半導体デバイスの不良解析に必要なデータを入力して、その不良の解析処理を実行するための解析装置である。本実施形態による不良解析装置１０は、検査情報取得部１１と、レイアウト情報取得部１２と、不良解析部１３と、解析画面表示制御部１４と、レイアウト画像表示制御部１５とを有している。また、不良解析装置１０には、不良解析に関する情報を表示するための表示装置４０と、不良解析に必要な指示や情報の入力に用いられる入力装置４５とが接続されている。

不良解析装置１０において実行される不良解析に用いられるデータは、検査情報取得部１１及びレイアウト情報取得部１２によって取得される。検査情報取得部１１は、半導体デバイスの観察画像として、通常の観察画像であるパターン画像Ｐ１と、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含んでいる不良観察画像Ｐ２とを取得する（検査情報取得ステップ）。また、レイアウト情報取得部１２は、半導体デバイスでの配線などの構成を示すレイアウト情報を取得する（レイアウト情報取得ステップ）。図１においては、レイアウト情報取得部１２は、この半導体デバイスのレイアウト情報として、レイアウト画像Ｐ３を取得している。

図１においては、検査情報取得部１１に対して、検査情報供給装置２０が接続されており、パターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２は供給装置２０から取得部１１へと供給されている。この検査情報供給装置２０としては、例えば、エミッション顕微鏡装置を用いることができる。この場合には、不良観察画像Ｐ２は発光画像となる。また、検査情報供給装置２０として、ＯＢＩＲＣＨ装置を用いることができる。この場合には、不良観察画像Ｐ２はＯＢＩＲＣＨ画像となる。あるいは、これら以外の種類の半導体検査装置を供給装置２０として用いても良い。

また、パターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２があらかじめ半導体検査装置によって取得されている場合には、検査情報供給装置２０としては、それらの画像データを記憶しているデータ記憶装置が用いられる。この場合のデータ記憶装置は、不良解析装置１０の内部に設けられていても良く、あるいは外部装置であっても良い。このような構成は、半導体検査装置で観察画像を先に取りためておき、不良解析装置１０のソフトウェアを別のコンピュータ上で実行するような場合に有用である。この場合、半導体検査装置を占有することなく、不良解析の作業を分担して進めることができる。

また、エミッション顕微鏡装置やＯＢＩＲＣＨ装置などの半導体検査装置で取得されるパターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２については、ステージ上に半導体デバイスを載置した状態で画像Ｐ１、Ｐ２が取得される。このため、両者は互いに位置合わせがされた画像として取得される。また、画像Ｐ１、Ｐ２における画像上の座標系は、例えば、半導体検査装置でのステージ座標系に対応して設定される。

一方、レイアウト情報取得部１２に対して、レイアウト情報供給装置３０がネットワークを介して接続されており、レイアウト画像Ｐ３は供給装置３０から取得部１２へと供給されている。このレイアウト情報供給装置３０としては、例えば、半導体デバイスを構成する素子やネット（配線）の配置などの設計情報からレイアウト画像Ｐ３を生成するレイアウト・ビューアのＣＡＤソフトが起動されているワークステーションを用いることができる。

ここで、例えば半導体デバイスに含まれる複数のネットの個々の情報など、レイアウト画像Ｐ３以外のレイアウト情報については、不良解析装置１０において、必要に応じてレイアウト情報供給装置３０と通信を行って情報を取得する構成を用いることが好ましい。あるいは、レイアウト画像Ｐ３と合わせて、レイアウト情報取得部１２から情報を読み込んでおく構成としても良い。

また、レイアウト情報供給装置３０では、レイアウト情報に含まれる半導体デバイスの配線構成の情報は、例えばＧＤＳIIフォーマットのデータとして用意されている。ＧＤＳIIデータは、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって半導体デバイスの複数の配線の構成が記述された配線情報であり、半導体分野において広く用いられている。ＧＤＳIIデータでは、具体的には、上記した配線パターンは、始点、終点、及び幅のデータの組合せで指定される矩形パターンによって表現される。

また、本実施形態においては、不良解析装置１０にレイアウト画像表示制御部１５が設けられている。このレイアウト画像表示制御部１５は、画面転送ソフトウェア、例えばＸ端末によって構成され、レイアウト情報供給装置３０において描画されたレイアウト画像Ｐ３を表示装置４０での所定の表示ウィンドウに表示するなどの機能を有する。ただし、このようなレイアウト画像表示制御部１５については、不要であれば設けなくても良い。

検査情報取得部１１、及びレイアウト情報取得部１２によって取得されたパターン画像Ｐ１、不良観察画像Ｐ２、及びレイアウト画像Ｐ３は、不良解析部１３へと入力される。不良解析部１３は、不良観察画像Ｐ２及びレイアウト情報を参照して、半導体デバイスの不良についての解析を行う解析手段である。また、解析画面表示制御部１４は、不良解析部１３による半導体デバイスの不良の解析結果についての情報を表示装置４０に表示させる情報表示制御手段である。また、解析画面表示制御部１４は、必要に応じて、解析結果以外で半導体デバイスの不良解析についての情報を所定の解析画面で表示する。

図２は、図１に示した半導体不良解析装置１０における不良解析部１３の具体的な構成を示すブロック図である。本実施形態による不良解析部１３は、領域設定部１３１と、配線情報解析部１３２とを有している。また、図３及び図４は、領域設定部１３１、及び配線情報解析部１３２によって実行される不良解析方法について模式的に示す図である。なお、以下において、不良観察画像等を模式的に示す場合には、説明のため、例えば発光画像における発光領域などの反応領域について、斜線を付した領域によって図示することとする。

領域設定部１３１は、解析対象の半導体デバイスに対し、不良観察画像Ｐ２を参照し、画像Ｐ２での反応情報に対応して解析領域を設定する設定手段である。ここで、不良観察画像Ｐ２の例としてエミッション顕微鏡装置によって取得される発光画像を考える。例えば、図３（ａ）に示す例では、不良解析において参照される反応情報として、発光画像中にＡ１〜Ａ６の６つの発光領域（反応領域）が存在する。このような画像に対して、領域設定部１３１は、図３（ｂ）に示すように、発光領域に対応して６つの解析領域Ｂ１〜Ｂ６を設定する。

本実施形態においては、この領域設定部１３１は、解析領域設定部１３６と、マスク領域設定部１３７とを有している。解析領域設定部１３６は、不良観察画像Ｐ２に対して所定の輝度閾値を適用して解析領域の設定を行う設定手段である。例えば、図４（ａ）に模式的に示す例では、不良観察画像Ｐ２である発光画像中において、３箇所の発光箇所が存在する。

解析領域設定部１３６では、このような不良観察画像Ｐ２に対して、画像Ｐ２での輝度分布と、所定の輝度閾値とを比較し、例えば、輝度閾値以上の輝度値を有する画素を選択する。これにより、図４（ｂ）に示すように、不良観察画像Ｐ２に含まれる反応情報として、反応領域Ａ１〜Ａ３が抽出される。ここで、不良観察画像Ｐ２が発光画像である場合には、画像Ｐ２での輝度分布は半導体デバイスでの発光強度分布に対応する。また、輝度閾値によって抽出される反応領域Ａ１〜Ａ３は発光領域に対応する。

さらに、解析領域設定部１３６では、上記のようにして抽出された反応領域Ａ１〜Ａ３に対応して、半導体デバイスの不良解析に用いられる解析領域Ｂ１〜Ｂ３が設定される。このような解析領域の設定は、キーボードやマウスなどを用いた入力装置４５からの操作者の入力に応じて手動で行うことが好ましい。あるいは、解析領域設定部１３６において自動で行われる構成としても良い。また、設定される解析領域の形状については、特に制限されないが、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように矩形状の領域（反応ボックス）に設定することが、解析の容易さなどの点で好ましい。

また、解析領域の具体的な設定方法については、上記した輝度閾値を適用する方法以外にも、様々な方法を用いて良い。例えば、不良観察画像から反応領域を抽出した後に解析領域を設定するのではなく、不良観察画像から直接、自動または操作者による手動で解析領域を設定する方法を用いても良い。

また、マスク領域設定部１３７は、不良観察画像を用いて不良解析を行う際のマスクとして用いられるマスク領域の設定を行う設定手段である。解析領域設定部１３６は、マスク領域設定部１３７において設定されたマスク領域によってマスク処理された不良観察画像を用い、そのマスク処理された不良観察画像を参照して反応領域の抽出、及び解析領域の設定を行う。なお、このようなマスク領域の設定、及び不良観察画像に対するマスク処理については、不要であれば行わなくても良い。

配線情報解析部１３２は、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数のネット（複数の配線）について、解析領域設定部１３６で設定された解析領域を参照して解析を行う解析手段である。具体的には、配線情報解析部１３２は、複数の配線について必要な解析を行って、上記した解析領域を通過する配線を不良の候補配線（候補ネット）として抽出する（配線情報解析ステップ）。また、解析領域設定部１３６において複数の解析領域が設定されている場合には、配線情報解析部１３２は、複数の配線について、複数の解析領域の少なくとも１つを通過する候補配線を抽出するとともに、併せてその候補配線の解析領域の通過回数（その配線が通過する解析領域の個数）を抽出しても良い。

上記した例では、図３（ｃ）に示すように、解析領域設定部１３６で設定された６つの解析領域Ｂ１〜Ｂ６に対して、解析領域を通過する候補配線として４本の配線Ｃ１〜Ｃ４が抽出されている。また、これらの候補配線Ｃ１〜Ｃ４のうち、配線Ｃ１は解析領域の通過回数が３回で最も多く、配線Ｃ２は通過回数が２回、配線Ｃ３、Ｃ４は通過回数がそれぞれ１回となっている。

なお、このような配線情報の解析では、必要に応じてレイアウト情報取得部１２を介してレイアウト情報供給装置３０との間で通信を行って、解析を実行することが好ましい。このような構成としては、例えば、配線情報解析部１３２が、レイアウト情報供給装置３０に対して候補配線の抽出、及び解析領域の通過回数の取得を指示し、その結果を受け取る構成がある。

本実施形態においては、配線情報解析部１３２は具体的には、半導体デバイスのレイアウトに関する情報として、レイアウト情報供給装置３０において保持され、あるいは、レイアウト情報供給装置３０から不良解析装置１０へと供給される複数の配線に関する配線情報を利用して配線解析を実行する。ここでは、このような配線情報として、レイアウト情報供給装置３０に関して上述したＧＤＳIIデータなどから得られる配線情報を利用するものとする。このような配線情報では、半導体デバイスの複数の配線の構成は、半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの図形で表される配線パターンのパターンデータ群によって記述されている。

配線情報解析部１３２は、このような配線情報を利用し、解析領域を参照して行われる不良の候補配線の抽出において、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を行うことで候補配線を抽出する。すなわち、上記した配線情報では、半導体デバイスでの配線の構造は、複数の配線パターンの集合体として記述される。したがって、このような配線パターンに対して複数のレイヤにわたって等電位追跡を実行することで、解析対象となっている配線を抽出することができる。

また、配線情報解析部１３２では、必要に応じて、上記のようにして抽出された複数の候補配線のうちから、実際に不良となっている可能性が高い不良配線（被疑不良配線）を選択する処理を行っても良い。そのような不良配線（不良ネット）の具体的な選択方法としては、例えば、抽出された複数の候補配線について、解析領域の通過回数が最も多い候補配線が最も疑わしい配線であるとして、第１の不良配線として選択する。さらに、次に疑わしい不良配線の選択において、第１の不良配線が通過しない解析領域に着目して第２の不良配線の選択を行う。また、配線情報解析部１３２は、必要があれば、さらに第３以降の不良配線を同様の方法で選択する。

また、本実施形態においては、配線情報解析部１３２に対して、さらに解析対象選択部１３５が設けられている。解析対象選択部１３５は、不良解析の対象となっている半導体デバイスの積層構造に対し、必要に応じて、配線情報解析部１３２における不良解析の対象とする層の選択を行う選択手段である。この解析対象選択部１３５による層の選択は、例えば不良観察画像の取得条件などを参照して行うことができる。

また、これらの不良解析に必要な画像などの情報、あるいは解析結果として得られた情報は、必要に応じて解析画面表示制御部１４によって解析画面として表示装置４０に表示される。特に、本実施形態においては、解析画面表示制御部１４は、上記した不良解析部１３による解析結果を示す情報、例えば、解析領域設定部１３６で抽出された反応領域、及び反応領域に対応して設定された解析領域についての情報、あるいは、配線情報解析部１３２で抽出された配線、及びその配線の解析領域の通過回数についての情報などを表示装置４０に表示させる（情報表示制御ステップ）。

このような解析結果の表示は、例えば、図３（ｃ）に示すように解析領域及び配線を含む画像によって表示しても良く、あるいは、配線の名称及び通過回数のカウント数などによって表示しても良い。具体的には、解析画面表示制御部１４は、解析結果として、配線情報解析部１３２によって抽出された配線を一覧表示した配線リストを表示装置４０に表示させることが好ましい。

また、複数の解析領域が設定されている場合には、解析結果として、配線情報解析部１３２によって抽出された候補配線（例えば任意に設定した配線の名称）、及びその配線の解析領域の通過回数（例えば通過回数を示すカウント数）を一覧表示した配線リストを表示装置４０に表示させることが好ましい。これにより、半導体デバイスの不良解析を行う操作者は、配線情報解析部１３２による解析作業を視認性良く行うことができる。また、配線の解析領域の通過回数の表示については、通過回数をグラフ化して表示して、その視認性をさらに向上しても良い。

このような配線リストは、例えば、図５に示す配線リスト表示ウィンドウを用いて表示することが可能である。図５に示した表示ウィンドウ５１０は、画面の左側に位置する配線リスト表示領域５１１と、画面の右側に位置して配線リストをグラフ化（ヒストグラム化）して表示するグラフ表示領域５１２とを有している。このような表示ウィンドウ５１０を用いることにより、解析結果の操作者による把握が容易となる。

また、設定された解析領域、及び抽出された配線を含む画像によって解析結果を表示する場合には、図３（ｃ）に示すように、抽出された配線（ネット）をレイアウト画像上でハイライト表示しても良い。また、抽出されたネットをマウス操作等によって選択した場合に、そのネットが通過している解析領域の色を変えて表示するなど、具体的には様々な表示方法を用いて良い。また、反応領域、及び解析領域の表示については、例えば、図４（ｂ）に示すように、反応領域と解析領域とがともに示された画像によって表示しても良く、あるいは、反応領域または解析領域の一方が示された画像によって表示しても良い。

本実施形態の不良解析部１３においては、検査情報取得部１１が不良観察画像Ｐ２に加えてパターン画像Ｐ１を取得していることに対応して、位置調整部１３３が設けられている。位置調整部１３３は、パターン画像Ｐ１及びレイアウト画像Ｐ３を参照して、パターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２を含む検査情報供給装置２０からの観察画像と、レイアウト情報供給装置３０からのレイアウト画像Ｐ３との間で位置合わせを行う（位置調整ステップ）。この位置合わせは、例えば、パターン画像Ｐ１において適当な３点を指定し、さらにレイアウト画像Ｐ３において対応する３点を指定して、それらの座標から位置合わせを行う方法を用いることができる。

また、不良解析部１３には、付加解析情報取得部１３４が設けられている。付加解析情報取得部１３４は、領域設定部１３１及び配線情報解析部１３２による上記した解析方法とは別の解析方法によって得られた半導体デバイスの不良についての付加的な解析情報を外部装置などから取得する（付加解析情報取得ステップ）。この取得された付加解析情報は、配線情報解析部１３２で得られた解析結果と合わせて参照される。

上記実施形態による半導体不良解析装置、及び半導体不良解析方法の効果について説明する。

図１に示した半導体不良解析装置１０、及び不良解析方法においては、検査情報取得部１１及びレイアウト情報取得部１２を介し、解析対象の半導体デバイスを検査して得られた不良観察画像Ｐ２と、半導体デバイスのレイアウトに関して必要な情報とを取得する。そして、領域設定部１３１において、不良観察画像Ｐ２での不良に起因する反応情報（例えば反応箇所の情報、具体的には発光画像での発光箇所の情報等）に対応して解析領域を設定し、配線情報解析部１３２において、半導体デバイスを構成する各配線のうちで解析領域を通過する配線を抽出することによって、半導体デバイスの不良解析を行っている。

このような構成によれば、解析領域（例えば矩形状の反応ボックス）を好適に設定することで、解析領域を通過するネットによって、半導体デバイスでの膨大な数の配線の中から、半導体デバイスでの不良となっている可能性が高い配線（被疑不良配線）を推定することができる。例えば、不良観察画像Ｐ２での不良に起因する反応情報は、その反応箇所自体が不良箇所である場合のみでなく、例えば、不良配線などの他の不良箇所に起因して反応が発生している箇所が含まれる。上記構成によれば、このような不良配線等についても、解析領域を用いて好適に絞込、推定を行うことが可能である。

さらに、上記構成では、半導体デバイスでの配線構成を示すデータとして、その積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンの集合体であるパターンデータ群によって複数の配線の構成が記述された配線情報を用いている。そして、不良の候補配線の抽出において、パターンデータ群における配線パターンの等電位追跡を行うことで、候補配線を抽出している。このような構成によれば、例えば、ＤＥＦ／ＬＥＦデータなどと比べて入手が容易なＧＤＳIIデータなどから得られる配線情報を用いて、不良の候補配線の抽出を効率的に実行することができる。したがって、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析を確実かつ効率良く行うことが可能となる。

また、上記した半導体不良解析装置１０と、検査情報供給装置２０と、レイアウト情報供給装置３０と、表示装置４０とによって構成される不良解析システム１によれば、不良観察画像Ｐ２を用いた半導体デバイスの不良解析を確実かつ効率良く行うことが可能な半導体不良解析システムが実現される。

ここで、不良解析部１３の配線情報解析部１３２において実行される等電位追跡による候補配線の具体的な抽出方法については、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定して候補配線の抽出を実行することが好ましい。このように、半導体デバイスを構成する複数のレイヤにおいて、具体的な積層構造及びデバイス構造、あるいは解析に用いられる不良観察画像Ｐ２の種類などに応じて抽出レイヤと、追跡レイヤとをそれぞれ設定することにより、配線パターンの等電位追跡による候補配線の抽出を好適に実行することができる。

また、候補配線の具体的な抽出方法として、半導体デバイスの複数のレイヤに対し、配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤを設定して候補配線の抽出を実行することが好ましい。このように、半導体デバイスを構成する複数のレイヤにおいて、等電位追跡を終了させる終端レイヤを設定することにより、例えばトランジスタのゲートが接続されているレイヤを終端レイヤに指定して、発光しているトランジスタを分離して検出するなど、様々な不良解析の実行が可能となる。

また、このように終端レイヤの設定が可能な構成においては、配線情報解析部１３２が、配線パターンの等電位追跡における追跡モードとして、終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有する構成としても良い。このような構成によれば、例えば不良解析に用いる不良観察画像の画像取得条件、あるいは半導体デバイスでの反応の発生状況などに応じて配線パターンの追跡モードを切り換えることが可能となる。これにより、不良観察画像Ｐ２を用いた半導体デバイスの不良解析の確実性が向上される。

さらに、配線情報解析部１３２において、配線パターンの等電位追跡について、抽出する配線パターン（図形）の数を制限する最大抽出パターン数を設定することが可能な構成としても良い。これにより、ＧＤＳIIデータなどから得られる配線情報を用いた配線パターンの等電位追跡による候補配線の抽出を好適に実行することができる。なお、パターンデータ群を用いた候補配線の抽出方法については、具体的にはさらに後述する。

不良解析部１３の領域設定部１３１における解析領域の設定については、上記実施形態においては、複数の画素を有する２次元画像である不良観察画像での輝度分布に対して輝度閾値を適用して反応領域を抽出し、この反応領域に基づいて解析領域を設定している。これにより、不良解析に用いられる解析領域を好適に設定することができる。

また、反応領域に対応する解析領域の設定方法については、例えば、解析領域の形状を矩形とし、不良観察画像において抽出された反応領域に対して外接するように解析領域を設定する方法を用いることができる。あるいは、反応領域に対して左右上下にそれぞれ幅ｗの余白が付加された状態で解析領域を設定する方法を用いても良い。このような余白の付加は、例えば、観察画像取得時に半導体デバイスを載置するステージの位置精度等を考慮して、不良観察画像Ｐ２での反応領域に対して広めに解析領域を設定する必要があるなどの場合に有効である。また、解析領域の設定方法については、これらの方法以外にも様々な方法を用いて良い。

また、上記した例のように解析領域設定部１３６において輝度閾値を適用して反応領域を抽出する場合、さらに、反応領域の面積と、所定の面積閾値とを比較することによって解析領域の設定に用いられる反応領域を選択し、選択された反応領域に対応して解析領域を設定しても良い。これにより、抽出された反応領域のうちで不良解析に不要な領域（例えばノイズやゴミに起因する小さい領域）を除外した上で解析領域の設定を行うことが可能となる。これにより、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析の確実性が向上される。

解析領域設定部１３６における解析領域の設定については、解析領域を半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することが好ましい。このように、不良観察画像Ｐ２から抽出される解析領域を、検査情報側の画像上での座標系ではなくレイアウト情報側のレイアウト座標系で設定することにより、半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線からの等電位追跡による候補配線の抽出を、レイアウト座標系で設定された解析領域を参照して効率良く実行することが可能となる。

また、このように解析領域をレイアウト座標系で表現することにより、半導体デバイスの不良解析における解析領域の利用範囲を広げることができる。これにより、解析領域を用いた半導体デバイスの不良解析における具体的な解析方法の自由度を向上することが可能となる。あるいは、解析領域を画像上の座標系で設定しても良い。不良観察画像Ｐ２等における画像上の座標系は、例えば上記したように、半導体検査装置でのステージ座標系に対応して設定される。

また、上記したように解析領域の設定においてレイアウト座標系を適用する場合、パターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２などの半導体デバイスの観察画像についても、レイアウト座標系に変換して格納することとしても良い。また、パターン画像Ｐ１、不良観察画像Ｐ２、及びレイアウト画像Ｐ３の相互の関係については、観察画像Ｐ１、Ｐ２と、レイアウト画像Ｐ３との間で位置合わせを行うことが好ましい。

図６は、半導体デバイスの観察画像及びレイアウト画像の対応について模式的に示す図であり、図６（ａ）はパターン画像Ｐ１、不良観察画像Ｐ２、及びレイアウト画像Ｐ３の対応関係を示し、図６（ｂ）はそれらをパターン画像Ｐ１、レイアウト画像Ｐ３、及び不良観察画像Ｐ２の順で重畳させた重畳画像Ｐ６を示している。この図６に示すように、観察画像として取得されるパターン画像Ｐ１と、半導体デバイスのレイアウト画像Ｐ３とは一定の対応関係を有する。したがって、不良解析部１３の位置調整部１３３において、パターン画像Ｐ１とレイアウト画像Ｐ３との各部の対応関係を参照して画像の位置合わせを行うことが可能である。

このように、不良観察画像Ｐ２に対して位置が合った状態で取得されるパターン画像Ｐ１を用いてレイアウト画像Ｐ３との位置合わせを行うことにより、半導体デバイスのレイアウトに含まれるネットなどについての不良解析の精度を向上することができる。また、このような位置合わせの具体的な方法については、例えば、パターン画像Ｐ１の回転（θ補正）、レイアウト画像Ｐ３の移動（位置の微調整）、レイアウト画像のズーム（拡大／縮小）など、必要に応じて様々な方法を用いることが可能である。

また、解析領域を用いた半導体デバイスの不良解析については、不良解析部１３の領域設定部１３１は、解析領域に対して属性を設定することが可能に構成されていることが好ましい。また、この場合、配線情報解析部１３２は、解析領域に対して設定された属性を参照して、その解析領域について配線の抽出に用いるかどうか（不良解析に用いるかどうか）を選択することとしても良い。

さらに、複数の解析領域が設定されている場合には、領域設定部１３１は、複数の解析領域のそれぞれに対して属性を設定することが可能に構成されていることが好ましい。また、この場合、配線情報解析部１３２は、複数の解析領域のそれぞれに対して設定された属性を参照して、それぞれの解析領域について配線の抽出及び通過回数の取得に用いるかどうかを選択することとしても良い。

図１に示した半導体不良解析装置１０において実行される不良解析方法に対応する処理は、半導体不良解析をコンピュータに実行させるための半導体不良解析プログラムによって実現可能である。例えば、不良解析装置１０は、半導体不良解析の処理に必要な各ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵと、上記ソフトウェアプログラムなどが記憶されるＲＯＭと、プログラム実行中に一時的にデータが記憶されるＲＡＭとによって構成することができる。このような構成において、ＣＰＵによって所定の不良解析プログラムを実行することにより、上記した不良解析装置１０を実現することができる。

また、半導体不良解析のための各処理をＣＰＵによって実行させるための上記プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録して頒布することが可能である。このような記録媒体には、例えば、ハードディスク及びフレキシブルディスクなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学媒体、フロプティカルディスクなどの磁気光学媒体、あるいはプログラム命令を実行または格納するように特別に配置された、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、及び半導体不揮発性メモリなどのハードウェアデバイスなどが含まれる。

図７は、図１に示した検査情報供給装置２０として適用が可能な半導体検査装置の一例を示す構成図である。また、図８は、図７に示した半導体検査装置を側面から示す構成図である。

本構成例による半導体検査装置２０Ａは、観察部２１と、制御部２２とを備えている。検査対象（不良解析装置１０による解析対象）となる半導体デバイスＳは、観察部２１に設けられたステージ２１８上に載置されている。さらに、本構成例においては、半導体デバイスＳに対して不良解析に必要な電気信号等を印加するためのテストフィクスチャ２１９が設置されている。半導体デバイスＳは、例えば、その裏面が対物レンズ２２０に対面するように配置される。

観察部２１は、暗箱内に設置された高感度カメラ２１０と、レーザスキャン光学系（ＬＳＭ：Laser Scanning Microscope）ユニット２１２と、光学系２２２、２２４と、ＸＹＺステージ２１５とを有している。これらのうち、カメラ２１０及びＬＳＭユニット２１２は、半導体デバイスＳの観察画像（パターン画像Ｐ１、不良観察画像Ｐ２）を取得するための画像取得手段である。

また、光学系２２２、２２４、及び光学系２２２、２２４の半導体デバイスＳ側に設けられた対物レンズ２２０は、半導体デバイスＳからの画像（光像）を画像取得手段へと導くための導光光学系を構成している。本構成例においては、図７及び図８に示すように、それぞれ異なる倍率を有する複数の対物レンズ２２０が切り換え可能に設置されている。また、テストフィクスチャ２１９は、半導体デバイスＳの不良解析のための検査を行う検査手段である。また、ＬＳＭユニット２１２は、上記した画像取得手段としての機能と合わせて、検査手段としての機能も有している。

光学系２２２は、対物レンズ２２０を介して入射された半導体デバイスＳからの光をカメラ２１０へと導くカメラ用光学系である。カメラ用光学系２２２は、対物レンズ２２０によって所定の倍率で拡大された画像をカメラ２１０内部の受光面に結像させるための結像レンズ２２２ａを有している。また、対物レンズ２２０と結像レンズ２２２ａとの間には、光学系２２４のビームスプリッタ２２４ａが介在している。高感度カメラ２１０としては、例えば冷却ＣＣＤカメラ等が用いられる。

このような構成において、不良の解析対象となっている半導体デバイスＳからの光は、対物レンズ２２０及びカメラ用光学系２２２を含む光学系を介してカメラ２１０へと導かれる。そして、カメラ２１０によって、半導体デバイスＳのパターン画像Ｐ１などの観察画像が取得される。また、半導体デバイスＳの不良観察画像Ｐ２である発光画像を取得することも可能である。この場合には、テストフィクスチャ２１９によって電圧を印加した状態で半導体デバイスＳから発生した光が光学系を介してカメラ２１０へと導かれ、カメラ２１０によって発光画像が取得される。

ＬＳＭユニット２１２は、赤外レーザ光を照射するためのレーザ光導入用光ファイバ２１２ａと、光ファイバ２１２ａから照射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズ２１２ｂと、レンズ２１２ｂによって平行光とされたレーザ光を反射するビームスプリッタ２１２ｅと、ビームスプリッタ２１２ｅで反射されたレーザ光をＸＹ方向に走査して半導体デバイスＳ側へと出射するＸＹスキャナ２１２ｆとを有している。

また、ＬＳＭユニット２１２は、半導体デバイスＳ側からＸＹスキャナ２１２ｆを介して入射され、ビームスプリッタ２１２ｅを透過した光を集光するコンデンサレンズ２１２ｄと、コンデンサレンズ２１２ｄによって集光された光を検出するための検出用光ファイバ２１２ｃとを有している。

光学系２２４は、半導体デバイスＳ及び対物レンズ２２０と、ＬＳＭユニット２１２のＸＹスキャナ２１２ｆとの間で光を導くＬＳＭユニット用光学系である。ＬＳＭユニット用光学系２２４は、半導体デバイスＳから対物レンズ２２０を介して入射された光の一部を反射するビームスプリッタ２２４ａと、ビームスプリッタ２２４ａで反射された光の光路をＬＳＭユニット２１２に向かう光路へと変換するミラー２２４ｂと、ミラー２２４ｂで反射された光を集光するレンズ２２４ｃとを有している。

このような構成において、レーザ光源からレーザ光導入用光ファイバ２１２ａを介して出射された赤外レーザ光は、レンズ２１２ｂ、ビームスプリッタ２１２ｅ、ＸＹスキャナ２１２ｆ、光学系２２４、及び対物レンズ２２０を通過して半導体デバイスＳへと照射される。

この入射光に対する半導体デバイスＳからの反射散乱光は、半導体デバイスＳに設けられている回路パターンを反映している。半導体デバイスＳからの反射光は、入射光とは逆の光路を通過してビームスプリッタ２１２ｅへと到達し、ビームスプリッタ２１２ｅを透過する。そして、ビームスプリッタ２１２ｅを透過した光は、レンズ２１２ｄを介して検出用光ファイバ２１２ｃへと入射し、検出用光ファイバ２１２ｃに接続された光検出器によって検出される。

検出用光ファイバ２１２ｃを介して光検出器によって検出される光の強度は、上記したように、半導体デバイスＳに設けられている回路パターンを反映した強度となっている。したがって、ＸＹスキャナ２１２ｆによって赤外レーザ光が半導体デバイスＳ上をＸ−Ｙ走査することにより、半導体デバイスＳのパターン画像Ｐ１などを鮮明に取得することができる。

制御部２２は、カメラ制御部２５１ａと、ＬＳＭ制御部２５１ｂと、ＯＢＩＲＣＨ制御部２５１ｃと、ステージ制御部２５２とを有している。これらのうち、カメラ制御部２５１ａ、ＬＳＭ制御部２５１ｂ、及びＯＢＩＲＣＨ制御部２５１ｃは、観察部２１における画像取得手段及び検査手段等の動作を制御することによって、観察部２１で実行される半導体デバイスＳの観察画像の取得や観察条件の設定などを制御する観察制御手段を構成している。

具体的には、カメラ制御部２５１ａ及びＬＳＭ制御部２５１ｂは、それぞれ高感度カメラ２１０及びＬＳＭユニット２１２の動作を制御することによって、半導体デバイスＳの観察画像の取得を制御する。また、ＯＢＩＲＣＨ制御部２５１ｃは、不良観察画像として用いることが可能なＯＢＩＲＣＨ（Optical Beam Induced Resistance Change）画像を取得するためのものであり、レーザ光を走査した際に発生する半導体デバイスＳでの電流変化等を抽出する。

ステージ制御部２５２は、観察部２１におけるＸＹＺステージ２１５の動作を制御することによって、本検査装置２０Ａにおける検査箇所となる半導体デバイスＳの観察箇所の設定、あるいはその位置合わせ、焦点合わせ等を制御する。

また、これらの観察部２１及び制御部２２に対して、検査情報処理部２３が設けられている。検査情報処理部２３は、観察部２１において取得された半導体デバイスＳの観察画像のデータ収集、パターン画像Ｐ１及び不良観察画像Ｐ２を含む検査情報の不良解析装置１０への供給（図１参照）などの処理を行う。また、必要があれば、この検査情報処理部２３に対して、表示装置２４を接続する構成としても良い。なお、図８においては、検査情報処理部２３及び表示装置２４について図示を省略している。

本発明による半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムについて、さらに具体的に説明する。

まず、図１及び図２に示した半導体不良解析装置１０において、不良解析部１３の配線情報解析部１３２で行われる候補配線の抽出条件の設定の具体例について説明する。図９は、表示装置４０に表示され、候補配線の抽出条件の設定に用いられる抽出条件設定ウィンドウの一例を示す構成図である。

図９に示す例においては、不良解析部１３の配線情報解析部１３２で実行される等電位追跡による候補配線の抽出処理について、半導体デバイスの複数のレイヤに対して、解析領域を通過する候補配線の抽出に用いる抽出レイヤ（サーチレイヤ）、配線パターンの等電位追跡に用いる追跡レイヤ（トレースレイヤ）、及び配線パターンの等電位追跡が終了する終端レイヤ（ブレークレイヤ）を、候補配線の抽出条件として設定することが可能となっている。

具体的には、図９の設定ウィンドウ５２０には、等電位追跡設定領域５２１において、抽出レイヤ設定部５２２、追跡レイヤ設定部５２３、及び終端レイヤ設定部５２４の３つのレイヤ設定部が設けられている。配線情報解析部１３２では、これらの設定部５２２〜５２４で設定された抽出レイヤ、追跡レイヤ、及び終端レイヤを参照して、等電位追跡による候補配線の抽出が行われる。

なお、抽出レイヤの設定については、半導体デバイスの積層構造のうちで複数のレイヤの指定が可能であることが好ましい。また、特にレイヤを指定する必要がない場合には、全レイヤを抽出レイヤに設定しても良い。同様に、追跡レイヤの設定についても、複数のレイヤの指定が可能であることが好ましく、全レイヤを追跡レイヤに設定しても良い。

終端レイヤの設定については、配線の等電位追跡においてゲート認識による終端処理を行う場合に設定されるものであり、１つの終端レイヤ、もしくは、必要があれば複数の終端レイヤの指定が可能なように構成される。また、終端レイヤが指定された場合には、等電位追跡の追跡モードとして、終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードが選択される。これに対して、終端レイヤが指定されていない場合には、追跡モードとして、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードが選択される。このように、図９に示す例では、終端レイヤ設定部５２４が追跡モード選択部を兼ねる構成となっている。

また、等電位追跡設定領域５２１には、上記したレイヤ設定部５２２〜５２４に加えてさらに、最大抽出パターン数設定部５２５が設けられている。このパターン数設定部５２５において最大抽出パターン数を設定することにより、配線の等電位追跡の実行時において、追跡する配線図形パターンの最大数が制限される。また、この設定部５２５については、配線図形パターンの最大数を制限する必要がないような場合のため、例えば「０」を指定することによって最大抽出パターン数を無限大に設定することが可能になっていることが好ましい。

また、本設定ウィンドウ５２０では、等電位追跡設定領域５２１以外にも、配線解析の実行時に必要な他の条件を設定するための各種の設定領域が設けられている。また、これらの設定領域の下方には、ＯＫボタン、適用ボタン、キャンセルボタンの各指示ボタンが表示されたボタン表示領域５２６が設けられている。

次に、図１及び図２に示した半導体不良解析装置１０において、不良解析部１３の配線情報解析部１３２で行われる候補配線の抽出方法の具体的な例について説明する。図１０〜図１７は、候補配線の抽出方法の例を示す図である。

ここでは、配線情報でのパターンデータ群を構成する配線パターンは、各レイヤ上での矩形パターンによって表現されているものとする。また、半導体デバイスの積層構造については、説明のための具体例として、１層メタルレイヤ（Ｍｅｔ１）、２層メタルレイヤ（Ｍｅｔ２）、３層メタルレイヤ（Ｍｅｔ３）、４層メタルレイヤ（Ｍｅｔ４）、及びポリシリコンレイヤ（Ｐｏｌｙ）を含む構造を考える。

また、上記半導体デバイスの積層構造において、上記の各レイヤ間を接続するレイヤとして、Ｍｅｔ１−Ｍｅｔ２を接続するビア１（Ｖｉａ１）、Ｍｅｔ２−Ｍｅｔ３を接続するビア２（Ｖｉａ２）、Ｍｅｔ３−Ｍｅｔ４を接続するビア３（Ｖｉａ３）、及びＭｅｔ１−Ｐｏｌｙを接続する接続レイヤ（Ｃｏｎｔ）が設けられているものとする。

このような配線情報において、半導体デバイスでの複数の配線の構成は、図１０に示すように、その積層構造の各レイヤにある矩形状の配線パターンＤ（実線）、及びそれらを接続するビアパターンまたはコンタクトパターンＶ（破線）などのパターンデータの集合体であるパターンデータ群として記述されている。このように記述された配線の図形情報に対し、パターンデータ群を用いた配線パターンの等電位追跡を複数のレイヤにわたって行うことにより、必要な配線を抽出することができる。また、等電位追跡をすることで抽出された配線は、任意に名称がつけられ、複数の解析領域を通過する配線については、１度抽出された配線について再度の等電位追跡を行わないようにすることで、時間短縮を図っても良い。

図１１〜図１５は、図１０に示した配線構造を各レイヤでの構造に分解して示す図である。図１１は、Ｍｅｔ１レイヤでの配線パターンＤ１、及びＭｅｔ１−Ｍｅｔ２を接続するＶｉａ１レイヤでのビアパターンＶ１を示している。図１２は、Ｍｅｔ２レイヤでの配線パターンＤ２、及びＭｅｔ２−Ｍｅｔ３を接続するＶｉａ２レイヤでのビアパターンＶ２を示している。図１３は、Ｍｅｔ３レイヤでの配線パターンＤ３、及びＭｅｔ３−Ｍｅｔ４を接続するＶｉａ３レイヤでのビアパターンＶ３を示している。図１４は、Ｍｅｔ４レイヤでの配線パターンＤ４を示している。また、図１５は、Ｐｏｌｙレイヤでの配線パターンＤ０、及びＭｅｔ１−Ｐｏｌｙを接続するＣｏｎｔレイヤでのコンタクトパターンＶ０を示している。また、図１０〜図１５の各図において、やや太い破線で示す矩形状の領域Ｂは、不良観察画像から設定されて候補配線の抽出に用いられる解析領域を示すものとする。

このような配線情報でのパターンデータ群に対し、不良観察画像において設定された解析領域Ｂを参照して不良の候補配線の抽出が行われる。図１６は、等電位追跡による候補配線の抽出結果の一例として、抽出レイヤをＭｅｔ２、Ｍｅｔ３の２つのレイヤ、追跡レイヤをＭｅｔ１、Ｍｅｔ２、Ｍｅｔ３、Ｍｅｔ４、Ｐｏｌｙの５つのレイヤに設定して等電位追跡を行った結果を示す。

また、この例では、終端レイヤをＰｏｌｙに設定して、Ｐｏｌｙレイヤ内で終端している配線のみを抽出するゲート認識ありの追跡モードで等電位追跡を行った結果を示している。ポリシリコンレイヤは、トランジスタのゲートが接続されているレイヤである。したがって、このような終端レイヤを設定することにより、発光しているトランジスタを分離して検出することができる。このような構成によれば、半導体デバイスの不良解析の精度を向上することが可能となる。

このような候補配線の抽出条件において、抽出レイヤであるＭｅｔ２レイヤ、Ｍｅｔ３レイヤにある配線パターンＤ２、Ｄ３のうちで解析領域Ｂ内にある（解析領域Ｂを通過する）配線パターンが、不良の候補配線を構成している可能性がある配線パターン部分として抽出される。そして、この抽出された配線パターンを起点として、等電位追跡が行われる。この配線パターンの等電位追跡は、追跡レイヤであるＭｅｔ１、Ｍｅｔ２、Ｍｅｔ３、Ｍｅｔ４、Ｐｏｌｙの各レイヤにある配線パターンを対象とし、それらの接続関係を参照して行われる。

また、等電位追跡の結果、終端レイヤとして設定されているＰｏｌｙレイヤ内で終端しなかったものについては不良の候補配線から除外し、Ｐｏｌｙレイヤにある配線パターンＤ０で終端した配線を候補配線として抽出する。図１６においては、Ｄ０−Ｖ０−Ｄ１−Ｖ１−Ｄ２−Ｖ２−Ｄ３−Ｖ３−Ｄ４の順で各レイヤでの配線パターン及びビアにより接続された配線が、候補配線として抽出されている。

図１７は、等電位追跡による候補配線の抽出結果の他の例として、上記した図１６の例と同様に、抽出レイヤをＭｅｔ２、Ｍｅｔ３の２つのレイヤ、追跡レイヤをＭｅｔ１、Ｍｅｔ２、Ｍｅｔ３、Ｍｅｔ４、Ｐｏｌｙの５つのレイヤに設定して等電位追跡を行った結果を示す。また、この例では、終端レイヤを設定せず、終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行うゲート認識なしの追跡モードで等電位追跡を行った結果を示している。

ここで、図１７において、実線はＰｏｌｙレイヤ内で終端している配線（図１６に示した配線）を示し、破線はそれ以外で抽出された配線を示している。このようにゲート認識なしのモードでは、ゲート認識ありの場合に比べて多くの配線が候補配線として抽出される。このような候補配線の追跡モードは、例えば不良観察画像の取得条件など、具体的な解析条件に応じて適宜選択することが好ましい。

また、具体的な候補配線の追跡方法については、以上の方法以外にも、様々な方法を用いることが可能である。例えば、上記した例ではＧＤＳIIデータ等を用いた配線の等電位追跡においてトランジスタのゲートに着目する方法を説明したが、それ以外にも、例えば抵抗異常やオープン不良が発生しやすいビアに着目して配線解析を行うなどの方法を用いることも可能である。

また、トランジスタに着目して配線解析を行う場合、配線に対する終端トランジスタの数を取得してリスト内に表示し、あるいは、レイアウト画像上にも配線終端トランジスタの箇所にマーク表示を行うことで、不良解析の操作者が不良箇所を推定しやすい環境を提供しても良い。また、候補配線の等電位追跡の際には、抽出された配線（等電位線）の名称として設計時の配線の名称を付与することも好ましい。これにより、等電位追跡とともにトランジスタレベルでの解析を行うことができ、不良診断とのリンクも可能となる。

次に、図１及び図２に示した半導体不良解析装置１０において、不良解析部１３の領域設定部１３１で行われる領域設定等について、さらに説明する。

上記した不良解析装置１０では、解析領域設定部１３６で解析領域を設定し、この解析領域を参照して半導体デバイスの配線などについての不良解析を行っている。ここで、この解析領域の設定については、上記したようにレイアウト座標系上の領域として設定することにより、他のデータとの間での領域データの共用が可能となるなど、解析領域の利用範囲を広げることができる。

そのような解析領域の利用方法の一例として、良品の半導体デバイスに対して取得される観察画像を標準とし、この標準観察画像を参照して、他の半導体デバイスを検査する際の不良観察画像Ｐ２に対して必要なマスク処理を行う方法がある。この場合、具体的には例えば、不良解析部１３のマスク領域設定部１３７において、良品の半導体デバイスの観察画像を参照してマスク領域を設定する方法を用いることができる。これに対して、解析領域設定部１３６は、マスク領域設定部１３７で設定されたマスク領域によってマスク処理された不良観察画像Ｐ２を用いて、反応領域の抽出、及び解析領域の設定を行うことが好ましい。

このように、良品の半導体デバイスなどを対象として取得された標準観察画像を用い、良品発光等に起因する領域に対応してマスク領域を設定することにより、不良観察画像から抽出された反応領域のうちで不良に起因するものではない領域を除外した上で解析領域の設定を行うことが可能となる。これにより、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析の確実性が向上される。

例えば、半導体デバイスのオープン不良の解析を行う場合、ＬＳＩを動作させた状態で発光解析を行うことが有効な場合があるが、このような解析では、本来の不良箇所以外の部分でも発光が生じることが多い。また、これ以外にも、他の要因で不良箇所以外の部分で発光が生じる場合がある。これに対して、良品の半導体デバイスに対して発光解析を行っておき、その結果を参照して不良観察画像Ｐ２に対してマスク処理を行うことにより、本来の不良箇所についての不良解析を確実に実行することが可能となる。なお、不良観察画像Ｐ２に対するマスク処理の具体的な方法については、例えばマスク領域内で各画素の輝度値を０とする方法、あるいはマスク領域内にある反応領域、解析領域を消去する方法などを用いることができる。

また、このようなマスク領域の指定については、例えば領域にマスク属性を付与するなど、具体的には様々な方法を用いて良い。また、半導体デバイスにおいてレイアウト上、発光が生じることが事前に予測される箇所があるなどの場合には、そのような箇所についてあらかじめレイアウト座標系でマスク領域を設定しても良い。また、不良観察画像に対するマスク処理については、上記したようにソフト的に画像の加工処理を行うことでマスク処理を行うことが好ましい。また、このような方法以外にも、例えば、観察画像取得時に半導体デバイスと撮像装置との間にマスク用のフィルタ（例えばパターンを制御可能な液晶マスク）を配置するなどの方法でハード的にマスク処理を行っても良い。

良品などの標準の半導体デバイスに対して取得された標準観察画像を、不良観察画像とあわせて不良解析に用いる場合、標準観察画像と不良観察画像との間で差分を取ることで不良解析処理を行う方法も有効である。具体的には例えば、良品の標準観察画像での解析領域と、不良品の不良観察画像での解析領域との間で差分を取り、それぞれにおいて設定されている解析領域のうちで重なった共通部分を含むものを除外する。これにより、良品でＯＦＦ、不良品でＯＮの解析領域、及び良品でＯＮ、不良品でＯＦＦの解析領域などの不一致部分を疑わしい領域として抽出することができる。

また、不良解析に用いられる不良観察画像Ｐ２としては、図３及び図４においては発光画像を例示したが、例えば、ＯＢＩＲＣＨ画像などの他の観察画像を不良観察画像Ｐ２として用いた場合でも、同様の不良解析方法を適用可能である。また、不良観察画像としては、単一条件での１回の観察で得られた画像を用いることができるが、それに限らず、例えば図１８に示すように、それぞれ異なる条件で取得された複数の不良観察画像を重ね合わせて生成された不良観察画像を用いても良い。

図１８に示す例においては、図１８（ａ）は、第１の条件で取得された発光画像から抽出された反応領域Ａ１、及び解析領域Ｂ１を示している。また、図１８（ｂ）は、第１の条件とは異なる第２の条件で取得された発光画像から抽出された反応領域Ａ２、及び解析領域Ｂ２を示している。また、図１８（ｃ）は、ＯＢＩＲＣＨ画像から抽出された反応領域Ａ３、及び解析領域Ｂ３を示している。

これらの図１８（ａ）〜（ｃ）に示した３種類の不良観察画像に対し、図１８（ｄ）に示すようにそれらの画像（解析領域）を重ね合わせる。これにより、図１８（ｅ）に示すように、解析領域Ｂ１〜Ｂ３の３つの解析領域を利用してネットＣについての不良解析を実行することが可能となる。また、このような不良観察画像の重ね合わせ（解析領域の重ね合わせ）を行う場合にも、その座標系が共通のレイアウト座標系となっていることが好ましい。

また、解析領域を用いた不良解析においては、半導体デバイスでの反応の発生状況、及び画像取得条件などに応じて、半導体デバイスで解析対象となる層を指定することが好ましい。このような構成によれば、不良観察画像の具体的な取得方法等を参照し、必要に応じて不良解析の対象とする層を選択、指定することが可能となる。これにより、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良解析の確実性が向上される。

このような方法としては、具体的には、解析領域を設定して配線抽出を行う際、解析領域内を通過する配線の抽出について所望の層を指定し、不良解析については全層を指定する等の方法がある。なお、このような層の選択、指定については、上記したように、配線情報解析部１３２によって実行される等電位追跡において抽出レイヤ、及び追跡レイヤを設定する構成を用いることができる。あるいは、図２に示したように、不良解析部１３において配線情報解析部１３２とは別に、半導体デバイスの積層構造に対し、不良解析の対象とする層の選択を行う解析対象選択部１３５を設けても良い。

図１９は、解析対象とする層の選択方法の一例を示す図である。不良観察画像としてＯＢＩＲＣＨ画像を用いる場合、図１９に示すように、半導体デバイスの積層構造のうちで測定用のレーザ光が到達可能な範囲は限られている。例えば、半導体デバイスに対して表面側から解析を行おうとすると、幅広の電源ライン等でレーザ光が遮断されるため、裏面解析が不可欠である。一方、半導体デバイスの裏面側からレーザ光を入射させる場合、例えば最下層から４層くらいまでしかレーザ光が到達しない。したがって、不良観察画像がＯＢＩＲＣＨ画像である場合には、このレーザ光が到達可能な範囲にある層を、解析領域内を通過するネットを抽出する際の解析対象とする層の指定を行なうことが好ましい。

本発明による半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムは、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、パターンデータ群を用いた候補配線の等電位追跡については、上記した例では抽出レイヤ、及び追跡レイヤを設定して等電位追跡を行う構成について説明したが、このような方法に限らず、抽出レイヤや追跡レイヤ等を設定可能な構成とせずに、配線パターンの抽出、追跡ともに常に全レイヤを対象として解析を行っても良い。

本発明は、不良観察画像を用いた半導体デバイスの不良の解析を確実かつ効率良く行うことが可能な半導体不良解析装置、不良解析方法、及び不良解析プログラムとして利用可能である。

半導体不良解析装置を含む不良解析システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。 不良解析部の具体的な構成を示すブロック図である。 半導体不良解析方法について模式的に示す図である。 反応領域の抽出及び解析領域の設定について模式的に示す図である。 表示ウィンドウの一例を示す構成図である。 観察画像及びレイアウト画像の対応について模式的に示す図である。 半導体検査装置の一例を示す構成図である。 図７に示した半導体検査装置を側面から示す構成図である。 抽出条件設定ウィンドウの一例を示す構成図である。 パターンデータ群で記述された配線構造を模式的に示す図である。 Ｍｅｔ１レイヤでの配線パターンを示す図である。 Ｍｅｔ２レイヤでの配線パターンを示す図である。 Ｍｅｔ３レイヤでの配線パターンを示す図である。 Ｍｅｔ４レイヤでの配線パターンを示す図である。 Ｐｏｌｙレイヤでの配線パターンを示す図である。 等電位追跡による候補配線の抽出結果の一例を示す図である。 等電位追跡による候補配線の抽出結果の他の例を示す図である。 不良観察画像を用いた解析処理の例について模式的に示す図である。 ＯＢＩＲＣＨ画像での解析対象とする層の選択について示す図である。

符号の説明

１…半導体不良解析システム、１０…半導体不良解析装置、１１…検査情報取得部、１２…レイアウト情報取得部、１３…不良解析部、１３１…領域設定部、１３６…解析領域設定部、１３７…マスク領域設定部、１３２…配線情報解析部、１３３…位置調整部、１３４…付加解析情報取得部、１３５…解析対象選択部、１４…解析画面表示制御部、１５…レイアウト画像表示制御部、２０…検査情報供給装置、２０Ａ…半導体検査装置、２１…観察部、２２…制御部、２３…検査情報処理部、２４…表示装置、３０…レイアウト情報供給装置、４０…表示装置、４５…入力装置、
Ｐ１…パターン画像、Ｐ２…不良観察画像、Ｐ３…レイアウト画像、Ｐ６…重畳画像、Ａ１〜Ａ６…発光領域、Ｂ、Ｂ１〜Ｂ６…解析領域、Ｃ、Ｃ１〜Ｃ４…ネット（配線）、Ｄ、Ｄ０〜Ｄ４…配線パターン、Ｖ、Ｖ０〜Ｖ３…ビアパターン。

Claims (18)

1. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析装置であって、
   半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得手段と、
   前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得手段と、
   前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析手段とを備え、
   前記不良解析手段は、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定手段と、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析手段とを有し、
   前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
   前記配線情報解析手段は、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
   前記配線情報解析手段は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記解析領域を通過する前記候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、前記配線パターンの前記等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする半導体不良解析装置。
2. 前記配線情報解析手段は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする請求項１記載の不良解析装置。
3. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析装置であって、
   半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得手段と、
   前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得手段と、
   前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析手段とを備え、
   前記不良解析手段は、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定手段と、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析手段とを有し、
   前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
   前記配線情報解析手段は、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
   前記配線情報解析手段は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする半導体不良解析装置。
4. 前記配線情報解析手段は、前記配線パターンの前記等電位追跡における追跡モードとして、前記終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、前記終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することを特徴とする請求項２または３記載の不良解析装置。
5. 前記配線情報解析手段は、前記配線パターンの前記等電位追跡について、抽出する前記配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の不良解析装置。
6. 前記領域設定手段は、前記解析領域を前記半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の不良解析装置。
7. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析方法であって、
   半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得ステップと、
   前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得ステップと、
   前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析ステップとを備え、
   前記不良解析ステップは、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定ステップと、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析ステップとを含み、
   前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
   前記配線情報解析ステップは、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
   前記配線情報解析ステップは、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記解析領域を通過する前記候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、前記配線パターンの前記等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする半導体不良解析方法。
8. 前記配線情報解析ステップは、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする請求項７記載の不良解析方法。
9. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析方法であって、
   半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得ステップと、
   前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得ステップと、
   前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析ステップとを備え、
   前記不良解析ステップは、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定ステップと、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析ステップとを含み、
   前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
   前記配線情報解析ステップは、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
   前記配線情報解析ステップは、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする半導体不良解析方法。
10. 前記配線情報解析ステップは、前記配線パターンの前記等電位追跡における追跡モードとして、前記終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、前記終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することを特徴とする請求項８または９記載の不良解析方法。
11. 前記配線情報解析ステップは、前記配線パターンの前記等電位追跡について、抽出する前記配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項記載の不良解析方法。
12. 前記領域設定ステップは、前記解析領域を前記半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項記載の不良解析方法。
13. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得処理と、
    前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得処理と、
    前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析処理とをコンピュータに実行させ、
    前記不良解析処理は、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定処理と、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析処理とを含み、
    前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
    前記配線情報解析処理は、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
    前記配線情報解析処理は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記解析領域を通過する前記候補配線の抽出に用いる抽出レイヤと、前記配線パターンの前記等電位追跡に用いる追跡レイヤとを設定することを特徴とする半導体不良解析プログラム。
14. 前記配線情報解析処理は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする請求項１３記載の不良解析プログラム。
15. 半導体デバイスの不良を解析する半導体不良解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    半導体デバイスの観察画像として、不良についての検査を行って得られた、不良に起因する反応情報を含む不良観察画像を取得する検査情報取得処理と、
    前記半導体デバイスのレイアウト情報を取得するレイアウト情報取得処理と、
    前記不良観察画像及び前記レイアウト情報を参照して前記半導体デバイスの不良についての解析を行う不良解析処理とをコンピュータに実行させ、
    前記不良解析処理は、前記不良観察画像を参照し、前記反応情報に対応して解析領域を設定するための領域設定処理と、前記半導体デバイスのレイアウトに含まれる複数の配線について前記解析領域を参照して不良解析を行う配線情報解析処理とを含み、
    前記レイアウト情報は、前記半導体デバイスの積層構造における複数のレイヤのそれぞれでの配線パターンのパターンデータ群によって前記半導体デバイスの前記複数の配線の構成が記述された配線情報を含み、
    前記配線情報解析処理は、前記複数の配線のうちで前記解析領域を通過する配線を不良の候補配線として抽出するとともに、前記候補配線の抽出において、前記パターンデータ群を用いた前記配線パターンの等電位追跡を行うことで、前記候補配線を抽出し、
    前記配線情報解析処理は、前記半導体デバイスの前記複数のレイヤに対し、前記配線パターンの前記等電位追跡が終了する終端レイヤを設定することを特徴とする半導体不良解析プログラム。
16. 前記配線情報解析処理は、前記配線パターンの前記等電位追跡における追跡モードとして、前記終端レイヤ内で終端している配線のみを抽出する第１のモードと、前記終端レイヤを参照せずに配線の抽出を行う第２のモードとを有することを特徴とする請求項１４または１５記載の不良解析プログラム。
17. 前記配線情報解析処理は、前記配線パターンの前記等電位追跡について、抽出する前記配線パターンの数を制限する最大抽出パターン数を設定することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項記載の不良解析プログラム。
18. 前記領域設定処理は、前記解析領域を前記半導体デバイスのレイアウトに対応するレイアウト座標系で設定することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項記載の不良解析プログラム。

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