TWI794300B - 解析方法、解析裝置、解析程式以及記錄解析程式之記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之半導體器件檢查裝置1具備：光感測器12，其檢測來自輸入有電性信號之半導體器件10之光；光學系統，其將來自半導體器件10之光向光感測器12導光；及控制裝置18，其與光感測器12電性連接；且控制裝置18具有：測量部25，其取得不良品之半導體器件10上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之波形資料、及良品之半導體器件10上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之波形資料；計算部26，其於不良品之半導體器件10之波形資料與良品之半導體器件10之波形資料之間計算一致度；及解析部28，其基於藉由計算部26計算之複數個位置之每一者之一致度，解析不良品之半導體器件10之不良部位。

Description

解析方法、解析裝置、解析程式以及記錄解析程式之記錄媒體
本揭示係關於以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理之解析方法、解析裝置、解析程式以及記錄解析程式之記錄媒體。
自先前以來，作為檢查半導體積體電路之技術，已知有稱為EOP(Electro Optical Probing：電光探測)之光探測技術(參照下述專利文獻1)、或稱為TRIEM(Time-resolved Imaging Emission Microscopy：時間分辨成像發射顯微鏡)之時間分解發光測量技術(參照下述專利文獻2)。例如，於EOP中，藉由測定探測光之反射率之時間變化而取得伴隨半導體器件之驅動的空乏層之時間變化。又，於TRIEM中，根據發光強度之時間變化而測定伴隨半導體器件之驅動於源極-汲極間流動之熱載子的產生時點。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2007-064975號公報 專利文獻2：日本專利特開平10-150086號公報
[發明所欲解決之問題]
於如上述之檢查技術中，為特定包含較多電路元件之半導體器件之不良部位，謀求自利用EOP、TRIEM等獲得之測定結果製作容易解析之資料。然而，於上述先前之檢查技術中，難言確立有用以有效地特定不良部位之解析方法。
實施形態之課題係提供一種可有效地解析半導體器件之不良部位之解析方法、解析裝置、解析程式以及記錄解析程式之記錄媒體。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣係一種以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理之解析方法，且具備以下步驟：第1測量步驟，其取得第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第1波形資料；第2測量步驟，其取得藉由第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算步驟，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度；及解析步驟，其基於藉由上述計算步驟計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位。
或者，本發明之其他態樣係一種以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理之解析裝置，且具備：光檢測器，其檢測來自輸入有測試信號之半導體器件之光；光學系統，其將來自上述半導體器件之光向上述光檢測器導光；及控制裝置，其與上述光檢測器電性連接；且上述控制裝置具有：取得機構，其取得上述第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用上述光測量獲得之時間波形即第1波形資料、及第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用上述光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算機構，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度；及解析機構，其基於藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位。
或者，本發明之其他態樣係一種解析程式，其使電腦作為以下機構發揮功能：取得機構，其取得第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第1波形資料、及第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算機構，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度；及解析機構，其基於藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位。
或者，本發明之其他態樣係一種記錄上述解析程式之電腦可讀取之記錄媒體。
根據上述任一態樣，計算第1半導體器件與第2半導體器件間對應之複數個位置之光測量結果即波形資料之一致度，並基於該一致度而解析第1或第2半導體器件之不良部位。藉此，由於可基於時間波形之一致度之半導體器件上之分佈而解析不良部位，故可有效地解析不良部位。 [發明之效果]
根據實施形態，可有效地解析半導體器件之不良部位。
以下，參照隨附圖式，針對本發明之實施形態詳細說明。另，說明中，對相同要素或具有相同功能之要素，使用相同符號，省略重複說明。
圖1係顯示實施形態之解析裝置即半導體器件檢查裝置1之概略構成之方塊圖。如圖1所示，半導體器件檢查裝置1係用以藉由以測定對象之被檢查器件(DUT：Device Under Test，被測器件)即半導體器件10為對象進行光測量，而進行半導體器件10之故障產生部位(不良部位)之特定等解析之裝置。
作為半導體器件10，有包含二極體或功率電晶體等之個別半導體元件(分立)、光電子元件、感測器/致動器、或以MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化物半導體)構造或雙極構造之電晶體構成之邏輯LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)、記憶體元件、線性IC(Integrated Circuit，積體電路)等、及其等之混合器件等。又，半導體器件10亦可為包含半導體器件之封裝、複合基板等。
半導體器件檢查裝置1具備光源2。光源2為LED(Light Emitting Diode，光電二極體)、SLD(Super Luminescent Diode，超級發光二極體)光源等非相干光源、或雷射等相干光源。光源2藉由第1電源3而動作，出射照射於半導體器件10之光。自光源2出射之光經由探測光用光纖5而導光至掃描光學系統7。掃描光學系統(光掃描部)7具有掃描頭8及透鏡系統9，可以將經由光纖5導光之光2維地掃描於半導體器件10上之期望位置之方式動作。另，掃描光學系統7及半導體器件10配置於暗箱6內。
自光源2出射之光照射於半導體器件10時以半導體器件10反射之反射光係經由包含透鏡系統9、掃描頭8及回光用光纖11之光學系統，被導光至光感測器(光檢測器)12。光感測器12藉由與第1電源3分開設置之第2電源13動作，檢測反射光並輸出表示該反射光之強度位準之檢測信號。例如，光感測器12包含光電子倍增管、PD(Photodiode，光電二極體)、APD(Avalanche Photodiode，雪崩光電二極體)等光檢測元件。光感測器12經由放大器14電性連接於控制裝置18，將自光感測器12輸出並放大之檢測信號輸入至控制裝置18。控制裝置18進而電性連接於光束掃描控制器21及測試器單元22。控制裝置18基於時間上連續取得之檢測信號，取得表示反射光之光強度之時間波形的波形資料，基於該波形資料進行故障解析，並將作為其結果獲得之故障解析結果向顯示器等輸出器件或外部之記憶媒體等輸出。
光束掃描控制器21基於來自控制裝置18之指示信號，控制光源2及掃描光學系統7。測試器單元22包含測試器或脈衝發生器等，基於來自控制裝置18之指示信號，將特定之電性信號(測試信號)施加於半導體器件10。藉此，以施加有電性信號之狀態之半導體器件10為對象，一面將來自光源2之光2維地掃描於複數個部位(位置)，一面檢測對應於此自複數個部位產生之反射光，藉此執行半導體器件10之解析處理。
接著，針對控制裝置18之構成更詳細地說明。
首先，參照圖2針對控制裝置18之功能構成進行說明。如圖2所示，控制裝置18作為功能性構成要素，構成為包含資料讀取部23、設定部24、測量部(取得機構)25、計算部(計算機構)26、圖像產生部(圖像產生機構)27及解析部(解析機構)28。
圖3係顯示控制裝置18之硬體構成之方塊圖。如圖3所示，控制裝置18係藉由運算裝置50及連接於運算裝置50外部之鍵盤、滑鼠、顯示器裝置、資料讀取裝置、記憶媒體用驅動裝置等輸入輸出器件106實現。運算裝置50物理上為包含處理器即CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)101、記錄媒體即RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)102或ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)103、通信模組104及輸入輸出模組105等之電腦等，各者電性連接。上述控制裝置18之各功能部係藉由如下方式實現：藉由於CPU101及RAM102等硬體上讀取實施形態之解析程式，而基於CPU101之控制，使通信模組104及輸入輸出模組105等動作，且進行RAM102之資料讀出及寫入。
以下，針對控制裝置18之各功能部之功能詳細說明。
資料讀取部23具有自外部讀取表示DUT即半導體器件10之遮罩佈局之資料即遮罩資料之功能。此處，遮罩資料一般而言係表示製造半導體器件10時所需之光罩之半導體基板上之佈局(形狀及配置)之資料，係對半導體器件10之各層之每一層表示遮罩佈局之流資料形式之資料。此種遮罩資料係於半導體器件之設計時由設計者即工程師製作，於半導體器件之製造時被製造者即工程師使用。例如，作為遮罩資料之標準格式，列舉GDS(Graphic Data System，圖形資料系統，註冊商標)、OASIS(Open Artwork System Interchange Standard，開放式系統交互標準，註冊商標)等。資料讀取部23亦可讀取包含半導體器件10之所有層之遮罩佈局的遮罩資料，但至少讀取包含半導體器件10之閘極層之層之遮罩佈局之遮罩資料。
設定部24參照藉由資料讀取部23讀取之遮罩資料，並基於表示遮罩資料所含之閘極層之層之遮罩佈局之多邊形資料，探索複數個用於半導體器件10之故障解析之適於光測量或容易光測量之電晶體之位置，並將該複數個位置設定為光測量對象之位置。
圖4係顯示藉由設定部24處理之遮罩資料所含之多邊形資料之影像之圖。如圖4所示，多邊形資料表示以構築半導體器件10之半導體基板之外緣60為基準之閘極層之層上之多角形遮罩圖案61之形狀及其配置。通常，各遮罩圖案61係沿外緣60之一方向之邊60A排列複數行。
以此種多邊形資料為對象，設定部24辨識閘極層之層上之各遮罩圖案61中，自沿著一方向之帶狀圖案70沿垂直於一方向之方向之邊60B於2方向延伸之帶狀圖案71，擷取該圖案71之寬度W1為特定值以下之遮罩圖案61。且，設定部24基於擷取之各遮罩圖案61中之圖案70、71，特定自圖案70於2方向之任一者延伸之圖案71之條數。此時，設定部24將特定出之圖案71之條數於各遮罩圖案61之每一者清單化，並記憶於控制裝置18內之RAM102等記憶體內之資料庫內。再者，設定部24藉由參照記憶之資料庫內之記憶體，而特定自圖案70於2方向連接延伸之圖案71之合計條數，並將特定出之合計條數為特定臨限值以下之遮罩圖案61排除。藉由進行上述擷取，設定部24可探索以半導體器件10之半導體基板為基準之座標系統(以下稱為基板座標系統)中，包含與驅動能力相對較高之電晶體之位置對應之閘極層的遮罩圖案61之位置。於圖4以斜線表示藉由設定部24最終擷取之遮罩圖案61。
再者，設定部24自探索出之遮罩圖案61之位置，例如決定驅動能力相對較高之電晶體之位置。例如，設定部24決定擷取之遮罩圖案61之圖案70之任意兩端部(例如右下與左上)或中心之基板座標系統之座標，作為電晶體之位置。
又，設定部24基於擷取之複數個電晶體之位置，設定複數個光測量之位置。即，設定部24將複數個電晶體之基板座標系統之座標轉換成光束掃描控制器21及測試器單元22所處理之座標系統(以下稱為測定座標系統)之座標。該方法使基板座標系統之圖像之特徵圖案與測定座標系統所對應之特徵圖案相互對照，並使座標系統互相對應。藉由該操作求得用以對應之轉換係數，將藉由該係數轉換之座標設定為光測量之位置。另，半導體器件檢查裝置1亦可另外內置用以取得半導體器件10之2維圖像之CMOS相機、或InGaAs相機等攝像位置，基於使用攝像裝置預先取得之半導體器件10之2維圖案圖像，將電晶體之座標動態轉換成半導體器件10上之測定座標系統之座標。
於圖5顯示藉由設定部24以測定座標系統設定之光測量位置之影像。藉由設定部24，設定測定座標系統之半導體器件10之半導體基板63之位置(圖5(a)部)，測定座標系統中，於半導體基板63上設定複數個光測量位置64(圖5(b)部)。
返回至圖2，測量部25基於藉由設定部24設定之光測量之位置，控制光束掃描控制器21，同時開始測試器單元22之電性信號之施加，藉此執行光測量。具體而言，測量部25對光束掃描控制器21輸出用以指示光測量位置之指示信號，一面對半導體器件10之光測量位置照射光，一面輸出來自該位置之反射光之檢測信號。1個部位之光測量係持續特定時間對半導體器件10施加電性信號。再者，測量部25對藉由設定部24設定之複數個光測量之每個位置重複執行此種光測量。又，測量部25基於藉由光測量獲得之光測量之每個位置的檢測信號，於光測量之每個位置取得表示反射光強度之時間波形之波形資料。
圖6中顯示藉由測量部25檢測之反射光之影像。測量部25係以藉由設定部24設定之半導體器件10之半導體基板63上之複數個光測量位置64(圖6(a)部)為對象執行光測量，以不良品之半導體器件10為對象執行光測量而取得對應於複數個光測量位置之反射光強度之波形資料D1 (t)、D2 (t)後(圖6(b)部)，以良品之半導體器件10為對象執行光測量而取得對應於複數個光測量位置之反射光強度之波形資料DA1 (t)、DA2 (t)(圖6(c)部)。
再次返回至圖2，計算部26使用以藉由測量部25取得之不良品之半導體器件10為對象而獲得之光測量之每個位置的波形資料、及以藉由測量部25取得之良品之半導體器件10為對象獲得之光測量之每個位置的波形資料，計算波形資料間之一致度。即，計算部26於不良品之半導體器件10相關之1個位置的波形資料、與良品之半導體器件10相關之對應於該位置之位置的波形資料之間，計算時間波形之振幅變化之一致度。再者，計算部26對互相對應之複數個位置重複2個波形資料間之一致度計算。圖像產生部27藉由將由計算部26計算出之半導體器件10上之複數個位置之每一者之一致度映射於二維座標上，而產生一致度圖像資料。
圖7中顯示藉由圖像產生部27產生之一致度圖像資料之影像。計算部26藉由將由測量部25取得之不良品之半導體器件10之波形資料D1 (t)、D2 (t)(圖7(a)部及(b)部)、與良品之半導體器件10之波形資料DA1 (t)、DA2 (t)(圖7(c)部及(d)部)於對應於同一光測量位置之資料間進行比較而計算一致度。此時，於採取以不良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置、與以良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置之對應時，應用使用基於兩者之影像圖像導出之匹配資訊等座標轉換資訊的方法(參照國際公開WO2015/098343號公報)。又，此時，亦可於採取以不良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置、與以良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置之對應時，應用將半導體器件10之基板座標系統之座標轉換為測定座標系統之座標時使用之順序。再者，圖像產生部27產生半導體器件10上之2維座標上，以濃淡表示各光測量位置之波形資料之一致度之高低的一致度圖像資料GCOM (圖7(e)部)。
此處，針對計算部26之一致度之計算順序之細節進行說明。於圖8及圖9顯示計算部26之處理對象之波形資料之例。
作為一致度之計算順序之一例，列舉將評估計算對象之2個波形資料之時間波形之上升及下降時點是否一致之評估值，作為一致度計算。例如，以圖8(a)部所示之表示時間波形之波形資料D3 (t)、及圖8(b)部所示之表示時間波形之波形資料DA3 (t)為對象之情形時，計算部26以各個資料為對象，判定特定之時鐘週期下時間波形之振幅是否超出特定之臨限值Th1，並記錄其判定結果變化之變化時點。該記錄之變化時點成為時間波形之上升及下降之時點。例如，將圖8(a)部所示之時間波形之上升及下降之時點記錄為變化時點t1 ～t8 ，將圖8(b)部所示之時間波形之上升及下降之時點記錄為變化時點tA1 ～tA8 。
且，計算部26以分數評估2個波形資料間記錄之變化時點之偏差是否在一定時間範圍(例如1個時鐘週期)以內，並對所有變化時點加上評估之分數。再者，計算部26計算所有變化時點之相加分數之比例作為一致度。例如，圖8(a)部及(b)部所示之時間波形之例中，1次之變化時點一致之情形時計數為分數2，評估為5個變化時點相對於8個變化時點一致，一致度計算為2×5/(2×8)＝62.5%。
於該計算順序中，EOP之波形取得之情形時，以表示相反相位之時間波形之波形資料為對象計算之一致度係作為相同值計算。例如，考慮以圖8(a)部所示之表示時間波形之波形資料D3 (t)、及圖8(c)部所示之表示與波形資料DA3 (t)之時間波形相反相位之時間波形之波形資料DB3 (t)為對象之情形。以該波形資料DB3 (t)為對象記錄之變化時點tB1 ～tB8 與波形資料DA3 (t)之變化時點tA1 ～tA8 一致。因此，以波形資料D3 (t)與波形資料DB3 (t)為對象計算之一致度計算為相同值62.5%。
另，上述計算順序所使用之臨限值可由操作員輸入任意值，亦可基於處理對象之波形資料自動設定。例如，將波形資料之最大值及最小值之中央值設為最初之臨限值之初始值，計算以該臨限值劃分成上下之波形資料之臨限值以上之值之平均值、與臨限值以下之值之平均值之平均，作為第1階段之臨限值。此處亦有決定臨限值之情形，但於操作員判斷該臨限值不適當之情形時，亦可進而藉由再次或重複複數次相同操作而計算最終之臨限值。
又，作為一致度之計算順序之其他例，列舉將計算對象之2個波形資料之時間波形中與臨限值之比較結果於複數個時點進行計算，基於該複數個時點之比較結果而計算一致度。例如，以圖9(a)部所示之表示時間波形之波形資料D3 (t)、及圖9(b)部所示之表示時間波形之波形資料DA3 (t)為對象之情形時，計算部26以各個資料為對象，判定特定之時鐘週期下時間波形之振幅是否超出特定之臨限值Th1，並於每個時鐘週期記錄其判定結果。例如，超出臨限值Th1之情形時，判定結果記錄為“1”，未超出臨限值Th1之情形時，判定結果記錄為“-1”。該記錄之判定結果成為表示時間波形之振幅之高低(變化)者。例如，圖9(a)部所示之時間波形之每個時鐘週期之判定結果依時間順序記錄為“1”、“1”、“1”、“-1”，圖9(b)部所示之時間波形之每個時鐘週期之判定結果依時間順序記錄為“1”、“1”、“1”、“-1”。
且，計算部26於將2個波形資料間記錄之判定結果之值相乘之後於所有時鐘週期相加，並計算相加而得之值之絕對值。再者，計算部26計算遍及所有時鐘週期之相加值的絕對值除以時鐘週期數之結果，作為一致度。例如，圖9(a)部及(b)部所示之時間波形之例中，計算為所有時鐘週期之相加值=14，根據時鐘週期數=20，一致度計算為14/20=70%。
於該計算順序中，以表示相反相位之時間波形之波形資料為對象計算之一致度係作為相同值計算。例如，考慮以圖9(a)部所示之表示時間波形之波形資料D3 (t)、及圖9(c)部所示之表示與波形資料DA3 (t)之時間波形相反相位之時間波形之波形資料DB3 (t)為對象之情形。以該波形資料DB3 (t)為對象記錄之判定結果“-1”、“-1”、“-1”、“1”成為符號相對於波形資料DA3 (t)之判定結果反轉者。因此，以波形資料D3 (t)與波形資料DB3 (t)為對象計算之一致度計算為相同值70%。
另，一致度之計算順序不限於比較如上述之信號之變化時點之時間序列解析般之方法，亦可根據波形之狀況選擇適當之其他方法。例如，解析正常狀態與異常狀態根據器件之動作頻率變化之樣本之情形時，即使於相同測試矢量之區間，時鐘頻率亦不同，有應比較之波形時間性伸縮之情況。該情形時，並非比較波形之轉變時點，而需要於執行使時間寬度一致之處理之基礎上進行比較。如此，於波形之比較中，除了單純之轉變時點比較外，亦可視需要而採用動態地伸縮時間之方法。
再次返回至圖2，解析部28基於藉由圖像產生部27產生之一致度圖像資料，解析不良品之半導體器件10之不良部位，並輸出作為其結果取得之解析資料。即，解析部28使用一致度圖像資料，追蹤基板座標系統之複數個光測量位置，藉由追蹤而特定不良之可能性較高之位置。且，解析部28對於藉由追蹤而特定為不良之可能性較高之位置及其前後之位置，以不良品之半導體器件10為對象而經由測量部25取得詳細之波形資料，並將該波形資料與表示基板座標系統之光測量位置之資料一起輸出至顯示器裝置、記憶媒體、外部裝置等。藉由將此種波形資料與藉由邏輯模擬獲得之波形資料進行比較，而可縮小不良部位。另，藉由追蹤而位置出現於一致度圖像資料之視野外之情形時，僅繼續設定次數之追蹤，即便如此亦無法返回至視野內之情形時，將最初自視野內離開之位置設定為下個視野之中心後，重複光測量位置之設定、光測量之執行、一致度圖像資料之產生、位置之追蹤。
於圖10顯示解析部28之解析對象之一致度圖像資料之一例之圖。以如圖10所示之一致度圖像資料GCOM 為對象，解析部28設定開始追蹤之位置P0 。例如，作為位置P0 ，設定全體圖像上之一致度相對較低之左下角之光測量位置。且，解析部28推測自該位置P0 連接之電性連接路徑，以相對於該連接路徑之信號傳遞方向溯上之方式追蹤位置。例如，解析部28以依位置P0 、位置P2 、位置P3 、位置P4 、位置P5 之順序相對於信號傳遞方向溯上之方式檢索位置。此時，於連接於位置P0 之連接路徑上存在位置P1 與位置P2 ，但自位置P0 朝向位置P1 之方向為信號傳遞方向，自位置P0 朝向位置P2 之方向為相對於信號傳遞方向之溯上方向，故自位置P0 向位置P2 追蹤位置。又，存在複數個相對於位置P0 於溯上方向連接之位置之情形時，追蹤一致度更低之位置。再者，解析部28於到達一致度高於特定臨限值之位置P6 後停止追蹤。藉此，可推測半導體器件10之不良之信號傳遞路徑。停止追蹤時，解析部28將停止時之位置正前方之位置，特定為不良之可能性較高之部位。
此處，位置追蹤之路線之後補即連接路徑及其路徑上之信號傳遞方向係藉由根據半導體器件相關之遮罩資料，製作構築於半導體器件10上之電性電路之電路圖而推測。又，用以決定追蹤停止之臨限值亦可根據一致度之分佈等自動計算並設定。
此處，針對解析部28之半導體器件10上之電性電路之電路圖之製作功能進行說明。
圖11係用以說明根據主資料製作電路圖之功能之一例之圖。解析部28藉由主資料，辨識半導體器件10之閘極層之層、擴散層layer、金屬層layer、接點及通孔等佈局。例如，如圖11所示，辨識n型井80n及p型井80p上之p型擴散層81p、n型擴散層81n、閘極層71、金屬層82、及接點83之佈局。解析部28基於其辨識結果，將閘極層71橫穿擴散層81p、81n且於各個擴散層存在接點83之區域特定為電晶體84p、84n。只要擴散層81p、81n為p型或n型之記述包含於主資料，則可判別電晶體84p為PMOS(p-Channel Metal-Oxide Semiconductor，p通道金屬氧化物半導體)，電晶體84n為NOMS(n-Channel Metal-Oxide Semiconductor，n通道金屬氧化物半導體)。此種記述未包含於主資料之情形時，根據橫穿閘極層71中央部之圖案70(圖4)對應於上下之何者而判別為PMOS或NOMS。詳細而言，將圖案70至閘極層71前端之長度較長者設為PMOS，較短者設為NOMS。此時，亦可根據接點83存在之位置而判別PMOS、NMOS。又，解析部28判斷PMOS側之金屬層82連接於電源電壓Vdd，NMOS側之金屬層82連接於接地電壓Vss。
解析部28進而追蹤特定之電晶體84p、84n之各端子(接點83)連接於何處。解析部28辨識出若追蹤目的地為其他電晶體之端子則連接於此。對於各端子之連接目的地，追蹤至連接於閘極層71或擴散層81p、81n處為止。追蹤之結果，解析部28製作如圖11所示之電路圖85。再者，解析部28藉由變更成形電晶體之朝向而製作反相器之電路圖86。該等電路圖中，將連接於閘極層側之端子製作為輸入端子I，連接於擴散層側之端子製作為輸出端子O。但，轉移閘極之電路圖中，亦有將連接於擴散層之端子製作為輸入端子I之情形。
圖12、圖13及圖14顯示解析部28根據主資料製作之其他電路圖。如該等圖所示，解析部28藉由相同順序，亦包含各個電路區塊間之輸入及輸出之連接關係在內，根據主資料製作NAND電路之電路圖87、NOR(Not-OR：反或)電路之電路圖88、轉移閘極之電路圖89等。但，解析部28亦可不製作如圖11～圖14所示之詳細電路圖，而僅製作電路區塊間之輸入及輸出間之連接關係之資訊。例如，如圖15所示，若可辨識出依電路區塊90A、90B、90C、90D之順序傳遞信號，則基於一致度圖像資料之一致度，依電路區塊90D內之光測量位置PD 、電路區塊90C內之光測量位置PC 、電路區塊90B內之光測量位置PB 、電路區塊90A內之光測量位置PA 之順序完成位置追蹤。
接著，說明上述半導體器件檢查裝置1之光測量動作，且針對實施形態之解析方法之流程詳述。圖16係顯示半導體器件檢查裝置1之光測量之動作順序之流程圖。
首先，若藉由來自半導體器件檢查裝置1之操作員之指示輸入而開始光測量，則藉由控制裝置18之資料讀取部23，讀取半導體器件10相關之遮罩資料(步驟S01)。接著，藉由控制裝置18之設定部24，探索半導體器件10中驅動能力相對較高之電晶體之位置(步驟S02)。其後，將良品之半導體器件10設置於半導體器件檢查裝置1，藉由控制裝置18之設定部24，設定測定座標系統之半導體器件10上之光測量位置(步驟S03)。且，藉由控制裝置18之測量部25，控制以設定之光測量位置為對象之光測量之執行，並於光測量之每個位置取得反射光強度之波形資料(步驟S04；第1測量步驟)。
接著，將不良品之半導體器件10設置於半導體器件檢查裝置1，藉由控制裝置18，取得用以採取以良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置與以不良品之半導體器件10為對象之光測量時之測定座標系統之光測量位置之對應的座標轉換資訊(步驟S05)。其後，藉由控制裝置18之設定部24，設定測定座標系統之半導體器件10上之光測量位置(步驟S06)。然後，藉由控制裝置18之測量部25，控制以設定之光測量位置為對象之光測量之執行，於光測量之每個位置取得反射光強度之波形資料(步驟S07；第2測量步驟)。
再者，藉由控制裝置18之計算部26，基於良品之波形資料與不良品之波形資料，計算複數個光測量之每個位置之一致度(步驟S08；計算步驟)。其後，藉由控制裝置18之圖像產生部27，產生計算之一致度映射於圖像座標上之一致度圖像資料(步驟S09；圖像產生步驟)。
接著，藉由控制裝置18之解析部28，以一致度圖像資料為對象，設定位置測量之起點，並基於主資料製作包含該起點之區域之電路圖(步驟S10；解析步驟)。其後，藉由解析部28，於一致度圖像資料上使用電路圖推測連接路徑及信號傳遞方向，且追蹤光測量之位置(步驟S11；解析步驟)。然後，藉由解析部28，基於追蹤結果設定複數個光測量之位置，並取得該等位置之詳細之反射光強度之波形資料(步驟S12；解析步驟)。最後，藉由解析部28，將取得之詳細波形資料、與表示對應於該波形資料之基板座標系統之光測量位置之資料建立對應而輸出(步驟S13)。
接著，參照圖17，說明用以使電腦作為上述半導體器件檢查裝置1之控制裝置18發揮功能之解析程式。
解析程式P1具備主模組P10、資料讀取模組P15、設定模組P16、測量模組P17、計算模組P18、圖像產生模組P19及解析模組P20。
主模組P10為統括性地控制解析動作之部分。藉由執行資料讀取模組P15、設定模組P16、測量模組P17、計算模組P18、圖像產生模組P19及解析模組P20實現之功能分別與控制裝置18之資料讀取部23、設定部24、測量部25、計算部26、圖像產生部27及解析部28之功能相同。
解析程式P1例如藉由CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory：緊密磁碟唯讀記憶體)、DVD(Digital Versatile Disk：數位多功能光碟)或ROM等電腦可讀取之記錄媒體或半導體記憶體提供。又，解析程式P1亦可作為重疊於搬送波之電腦資料信號而經由網路提供。
根據上述之半導體器件檢查裝置1，計算不良品之半導體器件10與良品之半導體器件10間對應之複數個位置之光測量結果即波形資料之一致度，並產生該一致度映射於座標上之一致度圖像資料。再者，基於該一致度圖像資料，解析不良品之半導體器件10之不良部位。藉此，由於可基於時間波形之一致度之半導體器件10上之分佈而解析不良部位，故可有效地解析不良部位。
又，於半導體器件檢查裝置1中，藉由使用一致度圖像資料自一致度相對較低之座標上之位置至一致度相對較高之座標上之位置追蹤位置，而特定不良部位。藉由如此，可藉由位置追蹤解析成為故障原因之部位，可更有效地特定不良部位。
又，基於半導體器件10相關之遮罩資料製作電路圖，基於電路圖決定位置追蹤之路線。該情形時，可基於電路圖一面添加電路區塊間之信號傳遞方向一面進行位置追蹤，可確實地特定不良部位。
再者，一致度圖像資料之一致度係作為波形資料間之時間波形之振幅變化之一致程度而計算。該情形時，半導體器件10之不良部位可使用振幅變化之一致度適當特定。另一方面，一致度圖像資料之一致度亦可作為波形資料間之上升及下降時點之一致程度計算。該情形時亦可容易地特定半導體器件10之不良部位。
又，對輸入有電性信號之不良品/良品之半導體器件10之複數個位置照射光，測量來自複數個位置之反射光而取得波形資料。藉此，藉由以半導體器件10內之複數個位置為對象測量相應於光照射之反射光，而可容易地進行半導體器件10之不良部位之解析。
以上，雖已針對本發明之各種實施形態進行說明，但本發明並非限定於上述實施形態，亦可為在不變更各請求項所記載之主旨之範圍內進行變化，或應用於其他者。
例如，於上述實施形態中，計算不良品之半導體器件10與良品之半導體器件10間對應之複數個位置之光測量結果即波形資料之一致度，基於該一致度映射於座標上產生之一致度圖像資料而解析不良品之半導體器件10之不良部位，但並非必須產生一致度圖像資料。例如，亦可產生複數個位置之一致度清單，基於依一致度自低至高之順序排序顯示之清單而進行半導體器件之不良解析。
又，於上述實施形態中，並非必須具備光源2，以半導體器件10為對象之光測量亦可藉由測量光測量位置之發光而進行。例如，於半導體器件檢查裝置1中，亦可以輸入有電性信號之狀態之不良品之半導體器件10及良品之半導體器件10為對象，執行利用TRIEM之光測量。根據TRIEM，於不良品之半導體器件10及良品之半導體器件10內之電晶體中，檢測與閘極電壓於高電壓與低電壓間轉變之時點在源極-汲極間行走之熱載子相應之發光。
但，於安裝有進行利用TRIEM之光測量之功能之半導體器件檢查裝置1中，藉由測量部25取得之發光強度之波形資料中包含電晶體於發光時點之尖峰，故具有如下計算一致度之功能。
於圖18顯示變化例之控制裝置18中，藉由以對應之光測量位置為對象之利用TRIEM進行之光測量取得之發光強度之波形資料之一例。如圖18(a)部所示，關於不良品之半導體器件10，於複數個時刻tC1 、tC2 、…tCN (N為整數)之發光時點觀測尖峰，如圖18(b)部所示，關於良品之半導體器件10，於複數個時刻tD1 、tD2 、…tDM (M為整數)之發光時點觀測尖峰。以此種波形資料為對象，控制裝置18之計算部26如圖18(c)部所示，藉由將波形資料之振幅與特定之臨限值Th2進行比較，而檢測複數個各個波形資料之尖峰之產生時點tC1 、tC2 、…tCN 、tD1 、tD2 、…tDM 。此時，計算部26於超出臨限值Th2之時刻為連續之情形時，將中心時刻作為尖峰之產生時點進行檢測，於超出臨限值Th2之時刻未持續特定時間之情形時，作為雜訊予以忽視。
且，本變化例之計算部26係評估一波形資料中檢測出之產生時點tC1 、tC2 、…tCN 、與另一波形資料中檢測出之產生時點tD1 、tD2 、…tDM 之間各個時刻之一致/不一致，且基於其評估結果之值求得一致度。例如，計算部26亦可對一致/不一致賦予評估分“1”/“0”，求得合計評估分相對於全體產生時點之評估次數之比例作為一致度。為去除測定系統之波動之影響，此時之產生時點之一致/不一致之評估亦可以當產生時點之偏差為測定系統之時鐘週期之一半等特定期間以下則評估為一致之方式進行。
對於上述實施形態之計算部26之波形資料間之一致度之計算方法，除了上述方法以外，亦可採用使用相關計算之下述方法。此處，將一波形資料設為複數個時間時點之時間序列資料x(k)(k為1至N之自然數)，將另一波形資料設為複數個時間時點之時間序列資料y(k)(k為1至N之自然數)。此處，x(k)與y(k)成為將各個平均值作為中心值之資料。
首先，如下述式(1)所示，於各個時間時點k將兩個波形資料相乘，將相乘值相加至時間時點k=1～N而求得相關值R。 [數1]
Figure 02_image001
且，如下述式(2)～(3)所示，將相關值R除以各波形資料之平方和之平方根，求得其絕對值作為一致度S。藉由該等計算式，波形之大小不同之情形時亦將值正規化，一致度S之最大值變為1。此處，求得絕對值，係因有EOP波形根據條件反轉之情形，故波形反轉之情形之一致度亦作為較高值求得之故。另，一般之相關係數之計算式係以自式(2)除去絕對值之記號之式表示。 [數2]
Figure 02_image003
[數3]
Figure 02_image005
又，於上述使用將EOP之波形資料之平均值設為中心值之資料，但一般資料之情形時，如下述式(4)，亦可使用波形資料x(k)、y(k)之平均值 [數4]
Figure 02_image007
計算一致度S。 [數5]
Figure 02_image009
於圖19～21分別顯示由一致度S之計算對象之兩個波形資料表示之時間波形。圖19(a)部及(b)部所示之2個波形資料具有對於互相完全一致之波形以雜訊要素0.2添加雜訊的時間波形。該「添加雜訊要素之波形」係指對於波形之高度±1，添加其數值寬度之隨機數之波形。以該等波形資料為對象使用上述式(4)計算一致度之情形時，計算為一致度S=0.997。圖20(a)部及(b)部所示之2個波形資料具有對於互相完全一致之波形以雜訊要素2.0添加雜訊的時間波形，以該等為對象之情形時，計算為一致度S=0.734。圖21(a)部及(b)部所示之2個波形資料具有對於互相完全一致之波形以雜訊要素4.0添加雜訊的時間波形，以該等為對象之情形時，計算為一致度S=0.402。即，相關係數之計算中，重疊於波形之雜訊會對一致度造成影響。雜訊根據波形取得時之裝置或樣本、或周邊機器之狀況而不同，若一概地設置臨限值區分一致度之高低則會錯誤判斷。因此，需要某些修正計算。
此次，作為該修正計算之方法，採用Sigmoid修正。Sigmoid修正為使用下述式(5)所示之Sigmoid函數之修正方法。 [數6]
Figure 02_image011
除上述式(5)之修正以外，一致度相對較高之狀況下亦可採用γ修正，可藉由各種修正方法修正一致度S。但，γ修正中亦有修正之可撓性不足之情形，為了更有效之修正，期望應用Sigmoid函數。上述式(5)中，值S為修正前之一致度，值Sc表示經修正之一致度。又，上述式(5)中之Sigmoid函數中包含增益a及臨限值h作為參數。增益a係表示使修正值急劇變化多少之值，臨限值h成為表示修正值自何處變化之值，應用該修正式時，預先設定適當之增益a及臨限值h。
作為式(5)所含之參數之設定方法，可應用以下方法。首先，以良品及不良品兩者為對象，取得已知取得之波形一致之部位之波形資料。作為該部位，例如只要選擇如時鐘緩衝器般可容易取得EOP波形，且確實動作之部位即可。即使為以如此取得之波形資料為對象計算之一致度S，亦會因雜訊之影響而降低。計算之一致度S例如為0.5之情形時，由於設想實際波形之一致度較高，故以修正後之一致度Sc成為較高值(例如0.95)之方式設定參數。又，上述式(5)可如下述式(6)般變化。 [數7]
Figure 02_image013
此處，若將增益a設為30，一致度S計算為0.5時，修正值Sc為0.95，設定如此條件，則該條件下可決定臨限值h為0.40。於圖22顯示如此條件下決定參數之一致度S與修正值Sc之關係。於該關係中，自相對於修正前之一致度S=0.5的修正值Sc=0.95之值，修正值Sc於一致度S之降低方向急劇變化。藉此，計算對波形之變化敏感之修正值Sc。此時，設定為增益a=30，但該值亦藉由以下方法設定為適當值。
即，作為增益a之設定方法，可採用以下所示之方法。此處，使用一致度圖像資料GCOM 使一致度圖像顯示於顯示器裝置之畫面之狀態下，例如於一致度圖像上設置滾動條，並使控制裝置18具備藉由使用者操作滾動條而使增益a之值變化之功能。再者，亦使控制裝置18具備如下之功能：使基於對應於變動之增益a計算之一致度實時取得之一致度圖像、及表示一致度S與修正值Sc之關係之修正函數之圖表GP並列顯示。例如，以一致度越高明度越高，一致度越低明度越低之方式，顯示一致度圖像。該修正函數之圖表之顯示功能亦包含以例如陰影等顯示一致度S之變化範圍之功能。藉由此種功能，例如將增益a設定為小於適當值的值之情形時，表示一致度圖像之各點為同等之較高一致度，明亮地顯示所有點(圖23)。相反地，將增益a設定為大於適當值的值之情形時，較暗地顯示所有點(圖24)。如此，無論增益a過大或過小，皆難以明確地確認一致度之變化。另一方面，將增益a調整為適當值之情形時，可明確地確認一致度之差異(圖25)。此時之修正函數之圖表GP之一致度S變化之範圍落入修正函數之變化較大之範圍內。利用此種控制裝置18之功能，使用者一面使增益a之值變化一面確認一致度圖像及修正函數之圖表，藉此可將增益a設定為適當值。另，臨限值h根據增益a之變化，以將對波形一致之部位計算之一致度(例如0.8)修正為預先設定之較高修正值(例如0.95)之方式，根據上述式(6)計算及設定。
針對使用上述一致度之計算方法及參數設定方法之處理之例進行說明。
於圖26(a)部及(b)部顯示以已知取得之波形一致之2個部位為對象取得之2個波形資料之時間波形。以該等波形資料為對象處理後，計算為一致度S=0.964。以修正後之一致度Sc=0.95，且一致度S變化之範圍落入修正函數之變化較大之範圍內之方式，決定參數，結果計算為增益a=15，臨限值h=0.768。
使用如上述調整之參數計算一致度。於圖27(a)部顯示一致度之計算對象之一波形資料之時間波形，於圖27(b)部～(f)部分別顯示一致度之計算對象之其他波形資料之時間波形，即相對於一波形資料相同之波形、反轉之波形、1個波峰消失之波形、自中途產生延遲之波形、信號自中途停止之波形。以圖27(b)部～(f)部為對象計算之修正前之一致度S分別計算為0.877、0.971、0.787、0.300、0.410，隨著波形之變化程度增加，一致度降低。另，此處，反轉波形通常為預估一致度較低之波形，但EOP解析中有藉由焦點設定而波形相對容易反轉之情況。因此，以對於反轉波形亦成較高一致度之方式，於一致度計算中計算絕對值。該情況與上述相同。由於一致度S之變化較波形之變化更緩慢，故進行對一致度S使用上述之Sigmoid函數之修正。其結果，各個一致度S為0.836、0.954、0.570、0.001、0.005，對於波形明顯變化之1個波峰消失之波形、自中途產生延遲之波形、信號自中途停止之波形，修正為較低之一致度Sc。將此轉換成一致度圖像時容易辨識，可確認對一致度之修正有效果。
於上述實施例中，如圖23、圖24及圖25所示，一面視認一致度圖一面規定增益a，但亦可應用僅藉由計算而規定增益與臨限值h之方法。例如，將原始之一致度之最大值設為S(max)，將最小值設為S(min)。相對於此，將Sigmoid修正後設定為最大一致度之值設為S(high)，設定為最小一致度之值設為S(low)。例如，成為如S(high)=0.95，S(low)=0.05之值。臨限值h係以式(6)表示，但此對於S(max)、S(high)與S(min)、S(low)之組合亦相同。即，下述式(7)成立。 [數8]
Figure 02_image015
若根據上述式(7)計算，則增益a係由下述式(8)表示。 [數9]
Figure 02_image017
此處，S(high)=1-S(low)，即，自0及1設定之最小一致度與最大一致度偏離相同程度。如此一來，上述式(8)轉換成下述式(9)。 [數10]
Figure 02_image019
藉由如此設定最大一致度與最小一致度，而規定增益a與臨限值h。若為此種方法，則只要決定一致度之設定範圍最初為多大範圍，即可自動計算Sigmoid修正，可謂有效方法。
接著，針對上述一致度之計算方式之其他效果進行敘述。近年來，藉由器件規則進展，電晶體尺寸縮小。另一方面，使用於EOP解析之雷射之聚焦點徑隨著稱為固態浸沒式透鏡之特殊形狀透鏡之應用進展而縮小，但其有物理界限，逐漸無法完全追隨於器件尺寸之縮小。該情形時，變為雷射點中包含複數個電晶體之狀況，EOP之波形信號進行干擾。該情形時，如設定信號之臨限值，使用超過該臨限值之信號之時點計算一致度之方法中，以產生干擾之信號為對象之一致度計算之可靠性將降低。另一方面，使用上述相關計算之一致度之計算方式中，即使為產生干擾之波形，只要自良品與不良品之相同位置取得波形資料，一致度計算亦不會因干擾而受到影響。作為一例，若於圖28(a)部所示之波形資料、與圖28(b)部～(e)部所示之波形資料，即相對於(a)部所示之波形資料之波形相同之波形、1個波谷消失之波形、2個波谷消失之波形及3個波谷消失之波形之間，計算一致度S，則計算為0.969、0.898、0.827、0.755。再者，若將該等以Sigmoid函數進行修正，則分別變為Sc=0.950、0.526、0.061、0.004，可明確地識別一致度之變化。本計算方法對於如此干擾之波形亦可謂有效。
上述一致度之計算方法為有效方法，可應用於波形之變化遍及時間區域之全域相對較大之情形。另一方面，於實際之波形資料中，亦有幾乎所有時間帶中持續相同波形，於限定範圍之時間序列資料之資料點，於良品與不良品中產生波形差異般之情形。此係一般於稱為功能不良之不良中產生，僅於較長測試圖案之最後，觀察良品與不良品間之波形變化。例如，以如圖29(a)部及(b)部分別顯示之良品及不良品為對象之波形資料間，可能於波形最後之時間時點T11 於不良品之波形產生下降之變弱，於波形最後之時間時點T12 產生波形之延遲。較佳為進行亦可對應於此種狀況之一致度之計算方法。因此，上述一致度之計算方法亦較佳為變更為如下之方法。
即，於該一致度計算方法中，使用之計算式與上述計算式相同，並非使用二個波形資料之所有值計算一致度，而抽出其中一部分實施一致度計算。詳細而言，使用下述式(10) [數11]
Figure 02_image021
計算一致度SS(m)(將該值SS稱為移動一致度)。移動一致度SS(m)為根據k=i至k=j(i、j為自然數)之波形資料之資料點計算一致度的值。該一致度之計算式作為擷取可能埋入至全體波形中之限定時間範圍之資料點之波形之不一致的方法有效。上述式(10)中，變量 [數12]
Figure 02_image023
表示時間序列資料x(k)、y(k)之資料點i至j之平均值。
針對使用上述移動一致度之計算之處理之例進行說明。
首先，顯示對包含雜訊成分之波形計算移動一致度SS之例。於圖30(a)部顯示對應於良品之波形資料之波形，於圖30(b)部顯示對應於不良品之波形資料之波形，於圖30(c)部顯示以該等波形資料為對象計算之一致度SS之變化，於圖30(d)部顯示將(c)部之一部分波形時間性放大之波形。該等波形資料係由控制裝置18之測量部25可取得之最大資料點數即219 =524,288點之時間序列資料構成。於該例中，波形資料之波形之圖案週期長度TCY 為215 =32,768，重複16週期之高波形及低波形。不良品之波形相對於良品之波形使最後之圖案週期之下降僅延遲相當於圖案週期之1/16之延遲時間TDE 。若以此種波形資料為對象計算一致度S，則變為0.744。於一致度S發現由雜訊成分引起之降低，但若計算除去雜訊成分之修正值Sc則一致度變為0.992，預估一致度之降低較小。相對於此，若計算移動一致度SS，則於資料點之最後附近確認一致度降低。預估一致度之降低於良品之波形與不良品之波形間產生不一致之2個時點產生。此處，所謂2個時點，為良品之波形逐漸下降但延遲之不良品之波形保持高狀態之時點、及良品之波形穩定為低狀態但延遲之不良品之波形逐漸下降之時點。藉由如此應用移動一致度SS之計算，可解析波形中之限定範圍之資料點處變化之不良品之波形。
於圖31(a)部顯示對應於良品之波形資料之波形，於圖31(b)部顯示對應於不良品之波形資料之波形，於圖31(c)部顯示以該等波形資料為對象計算之一致度SS之變化。於該例中，不良品之波形相對於良品之波形，僅於中央附近之時點延遲相當於圖案週期之1/16之延遲時間TDE 之時點，之後時點之延遲持續。可知以此種波形資料為對象計算之移動一致度SS於最初時點偏離之時點降低，之後於時點偏離之各時點降低。於該例中，最初一致度降低之時點可辨識為不良之產生時點。另，以相同波形資料為對象，使用全體波形資料計算一致度S之情形時，其值計算為0.657，除去雜訊成分之修正後之一致度Sc計算為0.875。如此，若與僅存在一處不一致時點之圖30之例比較，則一致度之降低較大，但一致度之降低並不充分，可謂難以辨識不一致。另一方面，應用移動一致度之計算之情形時，有可相對容易地辨識資料點中之一部分不一致，且亦可確認產生不一致之時點之優點。將以該方法取得之資訊顯示於一致度圖之方法有若干個，例如考慮對檢測出一致度降低之時點周邊之時間帶製作一致度圖，確認其中各點之一致度變化之有無之方式。
於上述計算方法中，不處理取得之波形資料，而實施一致度計算，但亦可對波形資料添加一定處理後實施一致度計算。一定處理係指例如添加移動平均濾波器、中值濾波器、小波濾波器般之處理。該情形時，可降低雜訊之影響。另一方面，亦有根據處理之選擇而減弱精細信號動作之可能性，需要選擇適當之處理及其參數。該等處理於對上述時間波形之值設置一定臨限值並檢測時間波形超過臨限值之時點之方法中，因擷取適當之時點而有效。
於上述實施形態中，較佳為進而具備：圖像產生步驟，其將藉由上述計算步驟計算之複數個位置之每一者之一致度映射於座標上，而產生一致度圖像資料；且於上述解析步驟中，基於上述一致度圖像資料而解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位。於上述其他態樣中，較佳為上述控制裝置進而具有：圖像產生機構，其將藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度映射於座標上，而產生一致度圖像資料；且上述解析機構基於上述一致度圖像資料而解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位。該情形時，由於基於時間波形之一致度映射於座標上之圖像資料解析不良部位，故可更有效地解析不良部位。
又，於解析步驟中，較佳為使用一致度圖像資料，自一致度相對較低之座標上之位置，追蹤位置直至一致度相對較高之座標上之位置，藉此解析不良部位。解析機構較佳為使用一致度圖像資料，自一致度相對較低之座標上之位置，追蹤位置直至一致度相對較高之座標上之位置，藉此解析不良部位。該情形時，可藉由位置追蹤解析成為故障原因之部位，可更有效地特定不良部位。
又，於解析步驟中，亦較佳為基於第1半導體器件及第2半導體器件之任一者相關之遮罩資料而製作電路圖，基於電路圖而決定位置追蹤之路線。解析機構亦較佳為基於第1半導體器件及第2半導體器件之任一者相關之遮罩資料而製作電路圖，基於電路圖而決定位置追蹤之路線。該情形時，可基於電路圖一面添加電路區塊間之信號傳遞方向一面進行位置追蹤，可確實地特定不良部位。
再者，於計算步驟中，亦較佳為計算第1波形資料及第2波形資料之時間波形之振幅變化之一致度。計算機構亦較佳為計算第1波形資料及第2波形資料之時間波形之振幅變化之一致度。該情形時，半導體器件之不良部位可使用振幅變化之一致度適當特定。
又再者，於計算步驟中，亦較佳為基於第1波形資料及第2波形資料之上升及下降之時點而計算一致度。計算機構亦較佳為基於第1波形資料及第2波形資料之上升及下降之時點而計算一致度。根據該構成，可容易地特定半導體器件之不良部位。
再者又，於計算步驟中，亦較佳為於複數個時點計算第1波形資料及第2波形資料中與臨限值之比較結果，並基於複數個時點之比較結果而計算一致度。計算機構亦較佳為於複數個時點計算第1波形資料及第2波形資料中與臨限值之比較結果，並基於複數個時點之比較結果而計算一致度。根據該構成，可容易地特定半導體器件之不良部位。
又，於第1測量步驟及第2測量步驟中，亦較佳為對輸入有測試信號之第1半導體器件或第2半導體器件之複數個位置照射光，測量來自複數個位置之反射光而取得第1波形資料或第2波形資料。於上述其他態樣中，亦較佳為進而具備出射光之光源、及將自光源出射之光掃描於半導體器件上之光掃描部，控制裝置之取得機構以對第1半導體器件及第2半導體器件之複數個位置照射光之方式控制光掃描部，藉由測量來自第1半導體器件及第2半導體器件之複數個位置之反射光而取得第1波形資料及第2波形資料。根據該構成，藉由以半導體器件內之複數個位置為對象測量相應於光照射之反射光，而可容易地進行半導體器件之不良部位之解析。
再者，於第1測量步驟及第2測量步驟中，亦較佳為測量來自輸入有測試信號之第1半導體器件或第2半導體器件之複數個位置之發光，而取得第1波形資料或第2波形資料。取得機構亦較佳為藉由測量來自第1半導體器件及第2半導體器件之複數個位置之發光而取得第1波形資料及第2波形資料。根據該構成，藉由以半導體器件內之複數個位置為對象測量發光，而可容易地進行半導體器件之不良部位之解析。 [產業上之可利用性]
實施形態係將以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理之解析方法、解析裝置、解析程式以及記錄解析程式之記錄媒體作為使用用途，可有效地解析半導體器件之不良部位者。
1‧‧‧半導體器件檢查裝置 2‧‧‧光源 3‧‧‧第1電源 5‧‧‧探測光用光纖 6‧‧‧暗箱 7‧‧‧掃描光學系統(光掃描部) 8‧‧‧掃描頭 9‧‧‧透鏡系統 10‧‧‧半導體器件 11‧‧‧光纖(光學系統) 12‧‧‧光感測器(光檢測器) 13‧‧‧第2電源 14‧‧‧放大器 18‧‧‧控制裝置 21‧‧‧光束掃描控制器 22‧‧‧測試器單元 23‧‧‧資料讀取部 24‧‧‧設定部 25‧‧‧測量部(取得機構) 26‧‧‧計算部(計算機構) 27‧‧‧圖像產生部(圖像產生機構) 28‧‧‧解析部(解析機構) 50‧‧‧運算裝置 60‧‧‧半導體基板之外緣 60A‧‧‧邊 60B‧‧‧邊 61‧‧‧遮罩圖案 63‧‧‧半導體基板 64‧‧‧光測量位置 70‧‧‧圖案 71‧‧‧圖案 80n‧‧‧n型井 80p‧‧‧p型井 81n‧‧‧n型擴散層 81p‧‧‧p型擴散層 82‧‧‧金屬層 83‧‧‧接點 84n‧‧‧電晶體 84p‧‧‧電晶體 85‧‧‧電路圖 86‧‧‧電路圖 87‧‧‧電路圖 88‧‧‧電路圖 89‧‧‧電路圖 90A‧‧‧電路區塊 90B‧‧‧電路區塊 90C‧‧‧電路區塊 90D‧‧‧電路區塊 101‧‧‧CPU 102‧‧‧RAM 103‧‧‧ROM 104‧‧‧通信模組 105‧‧‧輸入輸出模組 106‧‧‧輸入輸出器件 a‧‧‧增益 D1(t)‧‧‧波形資料 D2(t)‧‧‧波形資料 D3(t)‧‧‧波形資料 DA1(t)‧‧‧波形資料 DA2(t)‧‧‧波形資料 DA 3(t)‧‧‧波形資料 DB3(t)‧‧‧波形資料 GCOM‧‧‧一致度圖像資料 GP‧‧‧圖表 h‧‧‧臨限值 I‧‧‧輸入端子 O‧‧‧輸出端子 P0～P6‧‧‧位置 P1‧‧‧解析程式 P10‧‧‧主模組 P15‧‧‧資料讀取模組 P16‧‧‧設定模組 P17‧‧‧測量模組 P18‧‧‧計算模組 P19‧‧‧圖像產生模組 P20‧‧‧解析模組 PA‧‧‧光測量位置 PB‧‧‧光測量位置 PC‧‧‧光測量位置 PD‧‧‧光測量位置 S01～S13‧‧‧步驟 S‧‧‧一致度 Sc‧‧‧修正值 t1～t8‧‧‧變化時點 T11‧‧‧時間時點 T12‧‧‧時間時點 tA1～tA8‧‧‧變化時點 tB 1～tB 8‧‧‧變化時點 tC1、tC2、…tCN‧‧‧時刻 TCY‧‧‧週期長度 tD 1、tD 2、…tDM‧‧‧時刻 TDE‧‧‧延遲時間 Th1‧‧‧臨限值 Th2‧‧‧臨限值 Vdd‧‧‧電源電壓 Vss‧‧‧接地電壓 W1‧‧‧寬度
圖1係顯示實施形態之解析裝置即半導體器件檢查裝置1之概略構成之方塊圖。 圖2係顯示圖1之控制裝置18之功能構成之方塊圖。 圖3係顯示圖1之控制裝置18之硬體構成之圖。 圖4係顯示藉由圖2之設定部24處理之遮罩資料所含之多邊形資料之影像之圖。 圖5(a)、(b)係顯示藉由圖2之設定部24以測定座標系統設定之光測量位置之影像之圖。 圖6(a)～(c)係顯示藉由圖2之測量部25檢測之反射光之影像之圖。 圖7(a)～(e)係顯示藉由圖2之圖像產生部27產生之一致度圖像資料之影像之圖。 圖8(a)～(c)係顯示由圖2之計算部26之處理對象即波形資料表示之時間波形之圖。 圖9(a)～(c)係顯示由圖2之計算部26之處理對象即波形資料表示之時間波形之圖。 圖10係顯示圖2之解析部28之解析對象之一致度圖像資料之一例之圖。 圖11係用以說明根據主資料製作電路圖之功能之一例之圖。 圖12係用以說明根據主資料製作電路圖之功能之一例之圖。 圖13係用以說明根據主資料製作電路圖之功能之一例之圖。 圖14係用以說明根據主資料製作電路圖之功能之一例之圖。 圖15係用以說明圖2之解析部28之位置追蹤之影像之圖。 圖16係顯示實施形態之半導體器件檢查裝置1之解析處理之動作順序之流程圖。 圖17係顯示實施形態之解析程式之構成之方塊圖。 圖18(a)～(c)係顯示由變化例之處理對象即波形資料表示之時間波形之圖。 圖19(a)、(b)係顯示由一致度之計算對象之兩個波形資料表示之時間波形之圖。 圖20(a)、(b)係顯示由一致度之計算對象之兩個波形資料表示之時間波形之圖。 圖21(a)、(b)係顯示由一致度之計算對象之兩個波形資料表示之時間波形之圖。 圖22係顯示一致度S與其修正值Sc之關係之圖表。 圖23係顯示藉由控制裝置18並列顯示之一致度圖像資料GCOM 與修正函數之圖表GP的影像之圖。 圖24係顯示藉由控制裝置18並列顯示之一致度圖像資料GCOM 與修正函數之圖表GP的影像之圖。 圖25係顯示藉由控制裝置18並列顯示之一致度圖像資料GCOM 與修正函數之圖表GP的影像之圖。 圖26(a)、(b)係顯示由一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形之圖。 圖27(a)～(f)係顯示由一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形之圖。 圖28(a)～(e)係顯示由一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形之圖。 圖29(a)、(b)係顯示由一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形之圖。 圖30(a)～(d)係顯示由移動一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形、及計算之移動一致度之時間變化之圖。 圖31(a)～(c)係顯示由移動一致度之計算對象之波形資料表示之時間波形、及計算之移動一致度之時間變化之圖。
18‧‧‧控制裝置
23‧‧‧資料讀取部
24‧‧‧設定部
25‧‧‧測量部(取得機構)
26‧‧‧計算部(計算機構)
27‧‧‧圖像產生部(圖像產生機構)
28‧‧‧解析部(解析機構)

Claims (28)

  1. 一種解析方法，其係以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理者，且具備以下步驟：第1測量步驟，其取得第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第1波形資料；第2測量步驟，其取得第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算步驟，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度；解析步驟，其基於藉由上述計算步驟計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位；及圖像產生步驟，其將藉由上述計算步驟計算出之複數個位置之每一者之一致度映射於座標上，而產生一致度圖像資料；且於上述解析步驟中，基於上述一致度圖像資料而解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位，於上述解析步驟中，使用上述一致度圖像資料，自上述一致度相對較低之上述座標上之位置至上述一致度相對較高之上述座標上之位置，沿著上述第1或第2半導體器件上之信號傳達方向而追蹤位置，藉此解析上述不良部位。
  2. 如請求項1之解析方法，其中 於上述解析步驟中，基於上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之任一者相關之遮罩資料而製作電路圖，基於上述電路圖而決定位置追蹤之路線。
  3. 如請求項1或2之解析方法，其中於上述計算步驟中，計算上述第1波形資料及上述第2波形資料之時間波形之振幅變化之一致度。
  4. 如請求項3之解析方法，其中於上述計算步驟中，基於上述第1波形資料及上述第2波形資料之上升及下降之時點而計算上述一致度。
  5. 如請求項3之解析方法，其中於上述計算步驟中，於複數個時點計算上述第1波形資料及上述第2波形資料中與臨限值之比較結果，基於上述複數個時點之上述比較結果而計算上述一致度。
  6. 如請求項1或2之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，對輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置照射光，測量來自上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  7. 如請求項3之解析方法，其中 於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，對輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置照射光，測量來自上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  8. 如請求項4之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，對輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置照射光，測量來自上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  9. 如請求項5之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，對輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置照射光，測量來自上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  10. 如請求項1或2之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，測量來自輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置之發光，而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  11. 如請求項3之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，測量來自輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置之發光，而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  12. 如請求項4之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，測量來自輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置之發光，而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  13. 如請求項5之解析方法，其中於上述第1測量步驟及上述第2測量步驟中，測量來自輸入有測試信號之上述第1半導體器件或上述第2半導體器件之複數個位置之發光，而取得上述第1波形資料或上述第2波形資料。
  14. 一種解析裝置，其係以半導體器件為對象進行利用光測量之解析處理者，且具備：光檢測器，其檢測來自輸入有測試信號之半導體器件之光；光學系統，其將來自上述半導體器件之光向上述光檢測器導光；及控制裝置，其與上述光檢測器電性連接；且上述控制裝置具有：取得機構，其取得上述第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用上述光測量獲得之時間波形即第1波形資料、及第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用上述光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算機構，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度； 解析機構，其基於藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位；及圖像產生機構，其將藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度映射於座標上，而產生一致度圖像資料；且上述解析機構係：基於上述一致度圖像資料而解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位；上述解析機構係：使用上述一致度圖像資料，自上述一致度相對較低之上述座標上之位置至上述一致度相對較高之上述座標上之位置，沿著上述第1或第2半導體器件上之信號傳達方向而追蹤位置，藉此解析上述不良部位。
  15. 如請求項14之解析裝置，其中上述解析機構基於上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之任一者相關之遮罩資料而製作電路圖，基於上述電路圖而決定位置追蹤之路線。
  16. 如請求項14或15之解析裝置，其中上述計算機構計算上述第1波形資料及上述第2波形資料之時間波形之振幅變化之一致度。
  17. 如請求項16之解析裝置，其中上述計算機構基於上述第1波形資料及上述第2波形資料之上升及下降之時點而計算上述一致度。
  18. 如請求項16之解析裝置，其中上述計算機構於複數個時點計算上述第1波形資料及上述第2波形資料中與臨限值之比較結果，基於上述複數個時點之上述比較結果而計算上述一致度。
  19. 如請求項14或15之解析裝置，其進而具備：光源，其出射光；及光掃描部，其將自上述光源出射之光於上述半導體器件上掃描；且上述控制裝置之上述取得機構係以對上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之複數個位置照射光之方式控制上述光掃描部，藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  20. 如請求項16之解析裝置，其進而具備：光源，其出射光；及光掃描部，其將自上述光源出射之光於上述半導體器件上掃描；且上述控制裝置之上述取得機構係以對上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之複數個位置照射光之方式控制上述光掃描部，藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  21. 如請求項17之解析裝置，其進而具備： 光源，其出射光；及光掃描部，其將自上述光源出射之光於上述半導體器件上掃描；且上述控制裝置之上述取得機構係以對上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之複數個位置照射光之方式控制上述光掃描部，藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  22. 如請求項18之解析裝置，其進而具備：光源，其出射光；及光掃描部，其將自上述光源出射之光於上述半導體器件上掃描；且上述控制裝置之上述取得機構係以對上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之複數個位置照射光之方式控制上述光掃描部，藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之反射光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  23. 如請求項14或15之解析裝置，其中上述取得機構藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之發光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  24. 如請求項16之解析裝置，其中上述取得機構藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之發光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  25. 如請求項17之解析裝置，其中上述取得機構藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之發光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  26. 如請求項18之解析裝置，其中上述取得機構藉由測量來自上述第1半導體器件及上述第2半導體器件之上述複數個位置之發光而取得上述第1波形資料及上述第2波形資料。
  27. 一種解析程式，其使電腦作為以下機構發揮功能：取得機構，其取得第1半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第1波形資料、及第2半導體器件上之複數個位置之每一者之利用光測量獲得之時間波形即第2波形資料；計算機構，其於上述第1半導體器件之複數個位置之每一者之上述第1波形資料、與對應於該複數個位置之上述第2半導體器件之複數個位置之每一者之上述第2波形資料之間，計算一致度；解析機構，其基於藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度，解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位；及圖像產生機構，其將藉由上述計算機構計算之複數個位置之每一者之一致度映射於座標上，而產生一致度圖像資料；且上述解析機構係：基於上述一致度圖像資料而解析上述第1或第2半導體器件之任一者之不良部位；上述解析機構係：使用上述一致度圖像資料，自上述一致度相對較低之上述座標上之位置至上述一致度相對較高之上述座標上之位置，沿著 上述第1或第2半導體器件上之信號傳達方向而追蹤位置，藉此解析上述不良部位。
  28. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄請求項27之解析程式。
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