JPH06102328A - 半導体装置の故障診断装置及びそれを用いた故障診断方法 - Google Patents

半導体装置の故障診断装置及びそれを用いた故障診断方法

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JPH06102328A
JPH06102328A JP4277870A JP27787092A JPH06102328A JP H06102328 A JPH06102328 A JP H06102328A JP 4277870 A JP4277870 A JP 4277870A JP 27787092 A JP27787092 A JP 27787092A JP H06102328 A JPH06102328 A JP H06102328A
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JP
Japan
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image
image data
wiring
semiconductor device
expected
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Withdrawn
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JP4277870A
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English (en)
Inventor
Kazuo Takano
加津雄 高野
Yukihiro Oketa
幸宏 桶田
Kohei Eguchi
公平 江口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビームテスタを用いた半導体装置の故障
診断を容易且つ確実に行う。 【構成】 電子ビーム5の照射により発生する2次電子
6の検出結果に基づいて半導体チップ1の実動作配線像
の画像データを画像処理用コンピュータ10で構成し、
これと、比較用画像メモリ11に記憶させてある期待配
線像の画像データとを比較演算することにより誤動作配
線部分の画像データを抽出し、この誤動作配線部分の画
像をモニター12に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の故障診断
を非接触で行う半導体装置の故障診断装置及びそれを用
いた故障診断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非接触テスタを用いた論理集積回
路等の半導体装置の故障診断方法として、例えば、特開
平2−105437号公報に開示されているように、電
子ビームテスタを用い、動作状態にある半導体装置から
得られる動作波形を観測して、短絡、断線、縮退等の固
定故障及びディレー、ハザード等の過渡故障の診断を行
うものが知られている。
【0003】この故障診断方法においては、半導体装置
から得られた観測波形と論理シミュレーションにより得
られた期待波形とを比較照合し、その不一致から、誤動
作している出力端子を検出し、その誤動作している出力
端子の検出に基づき、予め記憶されているその半導体装
置のレイアウトファイルや論理接続ファイルを参照しな
がら電子ビームテスタによる観測を繰り返し、内部回路
の故障箇所を順次追跡していく。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た故障診断方法で故障箇所を特定するためには、その位
置追跡のために何回もの観測を繰り返す必要があるため
比較的時間と手間がかかるとともに、チップ上に搭載さ
れている素子や配線の図形情報及び位置情報の他に論理
回路素子の接続情報をも含むかなり多くの情報を予め与
えておく必要がある。このため、半導体装置の仕様変更
に容易に追従させることが困難であった。即ち、上述の
故障診断方法は、半導体装置の過渡故障をも診断できる
という利点がある反面、診断しようとする半導体装置の
仕様に応じた論理接続情報等の固有の情報が必要となる
ため、その汎用性に欠けるという欠点があった。
【0005】一方、電子ビームテスタを用い、半導体装
置の表面電位を反映したSEM像からその半導体装置の
実動作配線像を得、この実動作配線像を、正常な動作状
態の配線像と比較して、半導体装置の故障を診断する方
法も知られている。
【0006】ところが、従来は、それら2つの配線像の
比較を人手により行っていたため、複雑な配線パターン
の中から誤動作部分を発見するのが容易ではなく、多大
な労力と時間を必要としていた。
【0007】そこで、本発明の目的は、画像処理の手法
を用いて、極めて容易且つ確実に故障箇所を発見できる
半導体装置の故障診断装置及びそれを用いた故障診断方
法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の半導体装置の故障診断装置は、所定の
テストパターンを入力した半導体装置に電子ビームを照
射する電子ビーム照射手段と、前記半導体装置から発生
した2次電子を検出する検出手段と、前記半導体装置の
期待配線像の画像データを記憶する比較用画像記憶手段
と、前記検出手段での検出結果に基づいて前記半導体装
置の実動作配線像の画像データを構成し、この実動作配
線像の画像データと、前記比較用画像記憶手段から読み
出された前記期待配線像の画像データとを比較すること
によって前記半導体装置の誤動作配線部分を特定する画
像処理手段と、この画像処理手段によって特定された誤
動作配線部分の画像を含む画像を表示する画像表示手段
とを有する。
【0009】本発明の好ましい態様においては、前記画
像処理手段が、前記実動作配線像の画像データと前記期
待配線像の画像データとの差の画像データを抽出する画
像演算手段を有する。
【0010】本発明の更に好ましい態様においては、前
記画像処理手段が画像データの2値化手段を有するとと
もに、前記比較用画像記憶手段に記憶されている前記期
待配線像の画像データが2値画像データである。
【0011】また、本発明の半導体装置の故障診断方法
では、動作状態にある半導体装置に電子ビームを照射す
ることにより発生する2次電子を検出し、この検出に基
づいて前記半導体装置の実動作配線像の画像データを構
成し、この実動作配線像の画像データと、予め記憶して
いる前記半導体装置の期待配線像の画像データとを比較
し、この比較の結果得られた画像を表示させる。
【0012】そして、本発明の好ましい態様において
は、前記期待配線像の画像データが2値画像データであ
り、前記実動作配線像の画像データを2値化した後、前
記期待配線像の画像データと比較する。
【0013】また、本発明の更に好ましい態様において
は、前記実動作配線像の画像データと前記期待配線像の
画像データとの排他的論理和を演算することにより、前
記半導体装置の誤動作配線部分の画像データを抽出す
る。
【0014】また、本発明の更に好ましい態様において
は、前記誤動作配線部分を他の配線部分とは異なる色で
表示させる。
【0015】
【作用】本発明においては、例えば電子ビームテスタか
ら得られたSEM像を画像処理し、この結果得られた実
動作配線像の画像データと予め与えられた期待配線像の
画像データとを比較演算して誤動作配線部分を特定し、
この誤動作配線部分の画像を例えば色を変えて表示する
等の方法により画像表示手段に表示させる。従って、誤
動作している配線部分を極めて容易且つ確実に発見する
ことができるとともに、予め与えておく必要があるデー
タは、その半導体装置の期待配線像の画像データだけで
良いので、半導体装置の仕様変更にも容易に対応させる
ことができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例につき図面を参照して
説明する。
【0017】図1に、本発明の一実施例による半導体装
置の故障診断装置の全体構成を概略的に示す。
【0018】まず、診断しようとする半導体チップ1
を、その所定の端子に図外の電源から所定のテストパタ
ーンの電圧を印加した状態で電子ビームテスタのステー
ジ2の上に固定する。このステージ2は、制御用コンピ
ュータ9の制御に基づきステージ制御系8によりX−Y
方向の位置制御が行われる。
【0019】一方、電子ビーム装置3は、制御用コンピ
ュータ9の制御に基づき電子ビーム制御系7によってそ
の運転が制御され、半導体チップ1の所定箇所に電子ビ
ーム5を照射する。そして、この電子ビーム5により相
対的に半導体チップ1上を走査し、そこで発生した2次
電子6を検出器4で検出する。
【0020】この検出器4からの検出信号は画像処理用
コンピュータ10に送られ、この画像処理用コンピュー
タ10で半導体チップ1の実動作配線像の画像データを
構成する。そして、ここで構成した半導体チップ1の実
動作配線像の画像データを、比較用画像メモリ11に記
憶されている期待配線像の画像データと比較し、その比
較結果の画像をCRT等のモニター12に表示させる。
なお、比較用画像メモリ11に記憶させておく期待配線
像の画像データは、例えば、良品チップから得られたS
EM像から構成した画像データ、又は、回路シミュレー
ションにより得られた画像データである。
【0021】図2に、上述した画像処理用コンピュータ
10を含む本実施例の画像処理系の構成例を示す。
【0022】電子ビームテスタの検出器4と画像処理用
コンピュータ10とを接続するインターフェースの入力
端子101から入力された検出信号は、そのインターフ
ェース内のA/D変換器102でA/D変換された後、
濃淡画像データとして、一旦、多値画像メモリ103に
記憶される。そして、この多値画像メモリ103から読
み出された多値画像信号が2値化回路104で2値化さ
れた後、得られた2値画像データが演算前2値画像メモ
リ105に記憶される。
【0023】一方、比較用画像メモリ11には、期待配
線像を表す2値画像データが予め記憶されており、この
比較用画像メモリ11から読み出された画像データと演
算前2値画像メモリ105から読み出された画像データ
が画像演算回路106に送られ、ここで所定の画像演算
が行われる。
【0024】具体的には、ここで両者の画像データの差
が演算される。即ち、図3に示すように、演算前2値画
像メモリ105に記憶された画像データ(a)と比較用
画像メモリ11に記憶された画像データ(b)との差を
演算することにより、両者の差の画像データ(c)が得
られる。図示の例では、演算前2値画像メモリ105に
記憶された実動作配線像に配線Aと配線Cのみが映って
おり、比較用画像メモリ11に記憶された期待配線像に
は配線A、配線B、配線Cが存在する。即ち、電子ビー
ムテスタで測定された実動作配線像には配線Bが映って
おらず、この配線Bの部分が何らかの原因で誤動作して
いる(実際には動作していない)ことが分かる。そこ
で、この配線Bの部分を抽出した画像データ(c)を
得、これを図2の演算後2値画像メモリ107に記憶さ
せる。
【0025】2値画像データで上述の演算を行う場合に
は、画像データ(a)と画像データ(b)の排他的論理
和を演算することにより画像データ(c)を得ることが
できる。
【0026】次に、図2に示すように、演算後2値画像
メモリ107から読み出された画像データがカラー処理
回路108でカラー処理される。即ち、これまでの処理
は、通常、白黒画像の明度信号(輝度信号)で処理され
るので、これに所定の色度信号を合成して着色処理を行
う。
【0027】次に、画像合成回路109において、カラ
ー処理回路108で着色処理された画像データ(c)と
演算前2値画像メモリ105から読み出された白黒の画
像データ(a)とが、図3に画像データ(d)で示すよ
うに合成され、この合成画像データが、D/A変換器1
10を経て、カラーモニター12aに表示される。一
方、比較用画像メモリ11から読み出された画像データ
(b)は、D/A変換器111を経て、モニター12b
(特にカラーモニターである必要はなく、白黒モニター
であっても良い。)に表示される。
【0028】これにより、図3に示す如く、正常な動作
状態を表す期待配線像の画面(e)と、実際に観測され
た配線像に誤動作部分を重ね合わせ表示した画面(d)
とが2つのモニターに同時に表示され、しかも、画面
(d)においては、誤動作している配線Bの部分のみが
着色されているので、観測者は、誤動作している配線部
分を一目で確認することができる。
【0029】以上の操作を、図1の半導体チップ1上で
マッピングしながら行うことにより、その半導体チップ
1の不良箇所を極めて容易且つ確実に発見することがで
きる。
【0030】以上、本発明を一実施例につき説明した
が、上記実施例は本発明を限定するものではない。
【0031】例えば、上記実施例では、不良配線箇所の
みを着色し、これを白黒画像に重ね合わせ表示したが、
不良配線箇所以外の部分も別の色に着色し、不良配線箇
所とそれ以外の配線とを色の違いで識別するようにして
も良い。また、正常な動作状態を表す期待配線像もカラ
ー表示させて良い。更に、上記実施例では、実動作配線
像と期待配線像を同時に表示させるために2つのモニタ
ーを用いたが、1つのカラーモニターを画面分割して用
いても良い。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、電子ビームを用いた非
接触の測定により得られた半導体装置の実動作配線像の
画像データを画像処理してその誤動作配線部分を抽出
し、その誤動作配線部分を直接画面に表示させることが
できるので、半導体装置の故障診断を極めて容易且つ確
実に行うことができる。
【0033】また、比較のために用いるデータは、その
半導体装置の期待配線像の画像データだけで良いので、
半導体装置の仕様変更にも容易に対応させることがで
き、本発明の装置及び方法はその汎用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の故障診断
装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明の一実施例による半導体装置の故障診断
装置の画像処理系の構成を示す概略ブロック図である。
【図3】本発明の一実施例により処理される画像データ
の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 ステージ 3 電子ビーム装置 4 検出器 10 画像処理用コンピュータ 11 比較用画像メモリ 12 モニター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/82

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のテストパターンを入力した半導体
    装置に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、 前記半導体装置から発生した2次電子を検出する検出手
    段と、 前記半導体装置の期待配線像の画像データを記憶する比
    較用画像記憶手段と、 前記検出手段での検出結果に基づいて前記半導体装置の
    実動作配線像の画像データを構成し、この実動作配線像
    の画像データと、前記比較用画像記憶手段から読み出さ
    れた前記期待配線像の画像データとを比較することによ
    って前記半導体装置の誤動作配線部分を特定する画像処
    理手段と、 この画像処理手段によって特定された誤動作配線部分の
    画像を含む画像を表示する画像表示手段とを有すること
    を特徴とする半導体装置の故障診断装置。
  2. 【請求項2】 前記画像処理手段が、前記実動作配線像
    の画像データと前記期待配線像の画像データとの差の画
    像データを抽出する画像演算手段を有することを特徴と
    する請求項1に記載の半導体装置の故障診断装置。
  3. 【請求項3】 前記画像処理手段が画像データの2値化
    手段を有するとともに、前記比較用画像記憶手段に記憶
    されている前記期待配線像の画像データが2値画像デー
    タであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導
    体装置の故障診断装置。
  4. 【請求項4】 動作状態にある半導体装置に電子ビーム
    を照射することにより発生する2次電子を検出し、 この検出に基づいて前記半導体装置の実動作配線像の画
    像データを構成し、 この実動作配線像の画像データと、予め記憶している前
    記半導体装置の期待配線像の画像データとを比較し、 この比較の結果得られた画像を表示させることを特徴と
    する半導体装置の故障診断方法。
  5. 【請求項5】 前記期待配線像の画像データが2値画像
    データであり、前記実動作配線像の画像データを2値化
    した後、前記期待配線像の画像データと比較することを
    特徴とする請求項4に記載の半導体装置の故障診断方
    法。
  6. 【請求項6】 前記実動作配線像の画像データと前記期
    待配線像の画像データとの排他的論理和を演算すること
    により、前記半導体装置の誤動作配線部分の画像データ
    を抽出することを特徴とする請求項5に記載の半導体装
    置の故障診断方法。
  7. 【請求項7】 前記誤動作配線部分を他の配線部分とは
    異なる色で表示させることを特徴とする請求項6に記載
    の半導体装置の故障診断方法。
JP4277870A 1992-09-22 1992-09-22 半導体装置の故障診断装置及びそれを用いた故障診断方法 Withdrawn JPH06102328A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115372793A (zh) * 2022-08-09 2022-11-22 铜陵威博电子科技有限公司 一种用于集成电路的电路检测方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115372793A (zh) * 2022-08-09 2022-11-22 铜陵威博电子科技有限公司 一种用于集成电路的电路检测方法

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