WO2001054186A1 - Procede d'analyse de defaillances utilisant un microscope a emission, systeme correspondant et procede de production de dispositifs a semiconducteur - Google Patents

Description

明 細 書

エミッション顕微鏡を用いた不良解析方法およびそのシステム並びに半 導体装置の製造方法 技術分野

本発明は、 システム L S Iなどの互いに異なる複数の種類の回路プロ ックが混在する L S I を配列した半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって撮像される発光像に基いて不良解析を行うエミッション顕微 鏡を用いた不良解析方法およびそのシステム並びに半導体装置の製造方 法に関する。 技術背景

半導体装置の製造は、 いわゆるシリコン基板上に半導体装置を形成し ていくウェハ処理工程と、 半導体装置を基板から切り離し、 パケ一ジ等 を行なう組み立て工程からなる。 このうちウェハ処理工程は素子分離、 素子形成、 そして配線などの大工程からなっている。 これらの大工程は 成膜、 露光、 エッチング等の処理の繰り返しからなっている。 また、 そ れぞれの処理の前後には洗浄や品質検査などの工程が必要に応じて付加 されている。 このためウェハ処理工程の処理工程数は、 数百にもなつて いる。 一方これらの工程の加工寸法はしばしば 1マイクロメ一トル以下 であり、 その加工精度も加工寸法の十分の 1程度と、 大変微細で高精度 な加工を行なっている。 そのため、処理装置に何か不具合が発生すると、 要求されている加工精度が保てず不良となる。 半導体装置の製造工程で は先に述べたように数百の処理が行なわれているので、 不良が発生した とき、 その原因工程を探し出すのは多くの時間がかかる。 不良原因を特 定し、 その対策が完了するまで、 不良品が発生しつづけてしまうため、 不良原因の解析時間を短縮することはきわめて重要な課題であり、 不良 解析時間を短くする手段を組み込んだ半導体製造方法の,確立が求められ ている。

一方、 D RAM等のメモリ製品では、 特開昭 6 1— 2 4 3 3 7 8号公 報 （従来技術 1 ) に開示されているような、 いわゆるフェイルビッ ト解 析の方法が知られている。

他方、 「エミッション顕微鏡を用いた故障解析技術」 NE C技報 V o l . 4 6 N o . 1 1 / 1 9 9 3 P 4 0〜P 4 5 (従来技術 2 ) には、 エミッション顕微鏡が示す発光個所を手がかりにして MO トラ ンジス夕からなる L S I の断線個所を特定することが記載されている。 また、 特開平 1 0— 4 1 2 8号公報 （従来技術 3 ) には、 エミッショ ン顕微鏡で走査して得られる画像イメージについて、 その 2次元位置と 該 2次元位置に関連付けられた発光強度とを含む発光情報を、 所定の単 位走査領域毎に分割して 3次元的なメモリ空間を有する画像メモリに格 納し、 該格納された発光情報を検索し、 該検索された発光情報に基づき 前期単位走査領域毎に半導体装置の故障解析を行うか、 又は前記発光情 報に基づき複数の半導体装置それぞれの発光状況を所定のウェハ上に一 括表示して発光ウェハマツプを生成し、 この生成された発光ウェハマツ プに基づき複数の半導体装置の故障解析を行うエミッション顕微鏡によ る半導体装置の故障解析方法が記載されている。

しかし、 上記従来技術 1に記載されたフェイルビッ ト解析の手法は、 メモリ製品以外のシステム L S Iでは、 内蔵メモリ部においてのみ適用 が可能であり、 れ以外のロジック部等では適用することができないも のである。

また、 上記従来技術 2および 3には、 システム L S Iなどのように口 ジック部、 メモリ部、 およびパッ ド部等の互いに異なる複数種類の回路 ブロックが混在する L S I を配列した半導体装置に対して L S I内部の 回路ブロックに対応付けして分類された発光モードに基いて不良解析を 行おうとする点については考慮されていなかった。 発明の開示

本発明の目的は、 上記課題を解決すべく、 システム L S Iなどのよう に互いに異なる複数種類の回路ブロックを有する L S Iチップが配列さ れた半導体装置 （半導体基板） に対して L S Iチップ内部における回路 ブロックに対応付けしてエミッション顕微鏡によって検出される発光像 に基いて不良解析をできるようにしたエミッション顕微鏡を用いた不良 解析方法およびそのシステムを提供することにある。

また、 本発明の他の目的は、 システム L S Iなどのように互いに異な る複数種類の回路ブロックを有する L S Iチップが配列された半導体装 置 (半導体基板） に対して L S Iチップ内部における回路ブロックに対 応付けしてエミッション顕微鏡によって検出される発光像に基いて不良 解析をできるようにして高歩留まりで製造することができるようにした 半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、 本発明は、 L S Iチップが配列された半 導体装置に対してエミッション顕微鏡によって検出される発光像を元に 発光点の配列状態を調べ、 この調べられた発光点の配列状態に基いて複 数の発光種類 （孤立、 密集、 線状、 および周期又は破線状の発光モード ) に分類し、 この分類された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ 毎および Zまたは前記 L S Iチップ内の異なる種類の回路プロック毎に 算出する発光算出過程と、 該発光算出過程で算出された L S Iチップ毎 および Zまたは回路ブロック毎の各発光種類毎の発生数に基いて不良解 析を行う解析過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用 いた不良解析方法である。

また、 本発明は、 予め、 L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種 類毎と、 その推測される不良原因との対応関係を登録したデータベース を準備する準備過程と、 L S Iチップが配列された半導体装置に対して エミッション顕微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態 を調べ、 この調べられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分 類し、 この分類された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出過程と、 該発光算出過 程で算出された L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種類毎の発生 数に応じて前記準備過程で準備されたデータベースからそれに対応する 不良原因を検索して出力する解析過程とを有することを特徴とするエミ ッション顕微鏡を用いた不良解析方法である。

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調 ベ、 この調べられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類 （孤立、 密集、 線状、 および周期又は破線状の発光モード） に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発光点を示す発光マツプ情報を表示する発光表示 過程と、 該発光表示過程で表示された各種類毎の発光マツプ情報に基い て不良解析を行う解析過程とを有することを特徴とするェミッション顕 微鏡を用いた不良解析方法である。

また、 本発明は、 前記ェミッション顕微鏡を用いた不良解析方法にお いて、 発光表示過程における各発光種類毎の発光マップ情報として、 L S Iチップ単位で表示することを特徴とする。

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に前記 L S Iチップ内の 異なる種類の回路ブロック毎に発光点の配列状態を調べ、 この調べられ た回路ブロック毎の発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し. この分類された回路ブロック毎の各発光種類毎の発光点を示す発光マツ プ情報を表示する発光表示過程と、 該発光表示過程で表示された回路ブ 口ック毎の各発光種類毎の発光マツプ情報に基いて不良解析を行う解析 過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析 方法である。 '

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態また は L S Iチップ内の異なる種類の回路ブロック毎に発光点の配列状態を 調べ、 この調べられた発光点の配列状態または回路ブロック毎の発光点 の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類された各発光種 類毎の発光点の配列状態または回路プロック毎の各発光種類毎の発光点 の配列状態を示す発光マップ情報を表示する発光表示過程と、 所望の製 造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半導体装置上 の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の発生状態を示す 異物マツプ情報を表示する異物表示過程と、 前記発光表示過程で表示さ れた発光マップ情報と前記異物表示過程で表示された異物マツプ情報と を照合することにより不良解析を行う解析過程とを有することを特徴と するエミッション顕微鏡を用いた不良解析方法である。

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調 ベ、この調べられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類された各発光種類毎の発生数を L S Iチップ毎およびノまたは L S Iチップ内の異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出過程 と、 所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される 半導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の前 記 L S Iチップ毎の発生数を算出する異物算出過程と、 前記発光算出過 程で算出された L S Iチップ毎の各発光種類毎の発生数と前記異物算出 過程で算出された L S Iチップ毎の異物の発生数とを関連付けして出力 し、 この出力された関連付けに基いて不良解析を行う解析過程とを有す ることを特徵とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析方法である。 また、 本発明は、 前記ェミッション顕微鏡を用いた不良解析方法を用 いて不良解析し、 この不良解析結果に基いて製造ラインにおいて推測さ れる不良原因について対策を施して半導体装置を製造することを特徴と する半導体装置の製造方法である。

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調 ベ、この調べられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類された各発光種類毎の発生数を L S Iチップ毎および Zまたは L S Iチップ内の異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出装置 と、 該発光算出装置で算出された L S Iチップ毎の各発光種類毎の発生 数を出力する出力装置とを備えたことを特徴とするエミッション顕微鏡 を用いた不良解析システムである。

また、 本発明は、 予め、 L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種 類毎と、 その推測される不良原因との対応関係を登録したデータベース と、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微鏡 によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べら れた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類され た各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 異なる種類の回路ブ ロック毎に算出する発光算出装置と、 該発光算出装置で算出された L S Iチップ毎で回路プロック毎の各発光種類毎の発生数に応じて前記デ一 夕ベースからそれに対応する不良原因を検索して出力する出力装置とを 備えたことを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析システム である。

また、 本発明は、 L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミ ッション顕微鏡によって検出される発光像を元に、 発光点の配列状態ま たは L S Iチップ毎に発光点の配列状態または L S Iチップ内の異なる 種類の回路ブロック毎に発光点の配列状態を調べ、 この調べられた発光 点の配列状態または L S Iチップ毎の発光点の配列状態または回路プロ ック毎の発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の ¾光点または L S Iチップ毎の各発光種類毎の発 光点または回路ブロック毎の各発光種類毎の発光点を示す発光マツプ情 報を作成する発光マップ情報作成装置と、 該発光マップ情報作成装置で 作成された各種類毎の発光マツプ情報を表示する表示装置とを備えたこ とを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析システムである。 また、 本発明は、 発光像を半導体装置の基板側から検出することを特 徴とする。

以上説明したように、 前記構成によれば、 発光点の配列状態を基本パ 夕一ンに基いて L S Iチップ単位または L S Iチップ内の回路プロック 単位で自動分類することによって、 システム L S Iなどのように、 '様々 な回路ブロックから構成される L S I を配列した半導体装置に対して不 良解析を行うことができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係るエミッション顕微鏡を用いた発光モード分類解 析システムの一実施例を示した概略構成図である。

図 2は、 被測定ウェハに対して設定された座標系を示す図である。 図 3は、 データ処理装置において管理するデータ管理フォーマツ トを '示す図である。

図 4は、 データ処理装置において実行する発光点の座標算出フローを 示す図である。

'図 5は、 本発明に係る発光点の配列状態に基いて分類する発光モード の定義を示す図である。

図 6は、 本発明に係る発光点の配列状態に基いて分類する発光モード についての更に回路ブロック毎の定義を示す図である。

図 7は、 本発明に係る発光モード分類解析システムを用いて発光モー ドを分類する処理フローを示す図である。

図 8は、 本発明に係る発光モード分類結果の出力例を示す図である。 図 9は、 データ格納装置に格納された回路ブロック毎の発光モード分 類と不良原因の対応付けをしたデータベースを示す図である。

図 1 0は、 本発明に係る発光ウェハマップと発光モード分類結果とを 同時表示した画面を示す図である。

図 1 1は、 本発明に係る発光チップマップと発光モード分類結果とを 同時表示した画面を示す図である。

図 1 2は、 本発明に係る抽出モードマップの実施例を示す図である。 図 1 3は、 本発明に係る異物数と発光頻度との相関関係を表示した相 関図である。

図.1 4は、 本発明に係る被測定ゥェ八の基板側から裏面観察時におけ る鏡像反転について説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態 '

本発明に係るエミッション顕微鏡を用いた故障解析方法およびそのシ ステム並びに半導体装置の製造方法の実施の形態について図面を用いて 説明する。

.まず、 本発明に係るェミッション顕微鏡を用いた発光モード分類解析 システムの実施例について図 1を用いて説明する。 測定系は、 テスタ 1 と被測定ウェハ （半導体装置） 3を載せるステージ 2とプロ一バ 4と発 光像をとるカメラ 5からなるェミッション顕微鏡によって構成される。 このように、 ェミッション顕微鏡は、 （ 「ェミッション顕微鏡を用いた 故障解析技術」 N E C技報 V o l . 4 6 N o . 1 1 / 1 9 9 3 P 4 0〜P 4 5 ) に記載されているように、 半導体装置 3において、 不 良箇所あるいは不良の存在により負荷がかかっている箇所から発光する 微弱な光を検出し、 その発光箇所を高い精度で出力するものである。 データ処理系は、 データ処理装置 6とデ一夕格納装置 7とデータ出力 装置 8からなる。 測定系ではテスタ 1により、 プローブ 5を介して、 被 測定ゥェ八 （半導体装置） 3に電圧および信号が印加される。 その際、 測定は通常チップ単位で行われる。複数チップを同時に測定した場合は、 後のデータ処理系で測定結果からチップ毎の情報を取り出す手続きが必 要になる。 ここでは説明を簡単にする為、 1チップ 2 0毎に測定する場 合について述べる。 1チップ 2 0毎に電圧と信号を印加し、 そのときの 発光像をカメラ 5により撮像する。 この発光像と、 ステージ 2から得ら れるチップ位置を、 データ処理装置 6が収集する。 なお、 データ処理装 置 6は、 カメラ 5により撮像された発光像と、 ステージ 2から得られる チップ位置とをテス夕 1およびネットワーク 1 0を介して収集してもよ い。 当然、 データ処理装置 6は、 テスタ 1からプロ一バ 5を介して被測 定ウェハ 3に印加した電圧および信号も取得することが可能である。 と ころで、 チップ位置とは図 2に示すような、 被.測定ウェハ 3内の予め設 定された座標系に基づく被測定チップの座標 （X n、 Y n ) である。 こ こで X n、 Y nは整数である。 なお、 W xはチップ 2 0における X方向 の幅、 W yはチップ 2 0における y方向の幅を示す。 また、 チップ 2 0 内における発光点の座標を （X c， Y c ) で示す。

発光像が得られたならば、 カメラ 5から発光像がデータ処理装置 6に, 送られ、 テス夕 1から被測定ウェハ 3の品種、 ロッ ト番号、 測定条件、 測定日時、 測定装置情報、 作業者情報 （これらを以下、 測定情報と呼ぶ ) がデータ処理装置 6に送られる。デ一夕処理装置 6が収集した情報は、 例えば図 3に示すようなフォーマッ トでデータ格納装置 （記憶装置） 7 に格納される。 ここでは、 発光画像の格納場所 3 1 と測定情報 3 2が対 になって格納されている。 発光画像の測定情報 3 2としては、 半導体装置 3の品種、 ロッ ト番号、 測定条件、 測定日時、 測定装置情報、 および作業者情報等から構成され る。 発光画像の格納場所 3 1 としては、 測定チップ数繰返され、 チップ 位置 1〜nと発光画像格納場所 I 1〜 I nとが対応して構成される。 次に、 デ一夕処理装置 6で行,う発光モード分類解析の一実施例につい て説明する。

ところで、 データ処理装置 6で行うエミッション顕微鏡から検出され る発光点情報に基づく発光モ一ド分類解析においては、 発光している個 所は点であるとは限らず、 広がりを持った領域であることもあるが、 ど ちらの場合も単に発光点と呼ぶことにする。

まず、 データ処理装置 6は、 図 4に示すように、 発光画像格納場所 I 1〜 I nにチップ毎 1〜nに格納された発光画像から発光点の座標 （X c , Y c ) を求め、 この求められた発光点の座標とチップについての設 計情報と比較することによって、 発光点がチップ内におけるメモリ部、 ロジック部、 およびパッド部等のどの領域に発生したものかを判定し、 その判定された領域情報を発光点の座標 （X c， Y c ) と共にデ一夕格 納装置 7に格納する。 即ち、 データ処理装置 6は、 ステップ S 4 1にお いて発光画像格納場所 I 1 ~ I nにチップ毎 1〜nに格納された発光画 像を取得し、 次に、 ステップ S 4 2 nにおいて例えばチップ 2 0に関す る情報 (W x , W y ) を元に輪郭処理を行って、 周辺部分を切り落とす。 次に、 データ処理装置 6は、 ステップ S 4 3において、 発光点のない背 景画像からなる参照画像と発光画像を比較して例えば差画像を抽出し、 該抽出された差画像に対して所定の閾値を掛けて判定することによって 相違点である発光点を抽出し、 次に、 ステップ S 4 4において、 発光画 像上における相違点である発光点の座標を認識する。 次に、 データ処理 装置 6は、 ステップ S 4 5において、 発光画像上の相違点である発光点 の座標を実チップ上の座標 （X c， Y c ) に変換する。 このようにして 発光点のチップ内の座標 （X c , Y c ) が求められる。 そして、 デ一夕 処理装置 6は、 求められた発光点のチップ内の座標 （X c , Y c ) とチ ップ 2 0内の設計情報 （メモリ部の領域、 ロジック部の領域、 およびパ ッ ド部の領域に関する設計情報） とを比較することによって、 どの領域 において発光した発光点であるかを判定し、 その領域の情報および発光 点のチップ内の座標 （X c， Y c ) を求めてデータ格納装置 7に格納す ることができる。

次に、 データ処理装置 6が行う発光点の分類について説明する。

即ち、 本発明における発光点の分類の基準として、 発光点の配置状況 に着目し、 発光点の配置状況として、 図 5に示すように、 孤立、 密集、 破線状、 線状、 および周期に分類定義する。

孤立とは、 近傍に他の発光点がない単独の発光領域をさす。 単なる点 ではなく、 広がりを持っている場合もある。 孤立して発光する原因はい くつか考えられるが、 システム L S Iなどの半導体装置において、 結晶 欠陥によるゲート破壊や酸化膜リークが孤立的に起こっていると考えら れる。

密集とは、 近傍にいくつかの発光点が集まっている場合をさす。 ここ で、 近傍とは、 ある程度任意性のあるパラメ一夕によって指定されるが、 たとえば、 発光点の中心から半径 1 m m以内などと決めれば良い。 発光 点が密集する原因もいくつかあるが、 システム L S Iなどの半導体装置 において、 酸化膜のリークが、 ある範囲に広がっている等の原因が考え られる。

破線状とは、 発光点が直線状に、 かつ断続的に並んだものである。 周 期とは、 一見孤立点の様に見えるが、 チップ全体を見渡すと、 ほぼ等間 隔に、 直線状に並んでいるものである。 これらは、 システム L S Iなど の半導体装置において、 分岐先にいくつかの同様な回路を有する様な場 合で、 分岐の手前で配線に異常があつたときに、 分岐先のいくつかの回 路が一斉に発光している場合などに見られる。 ここで、 分岐先の回路が ほぼ等間隔に並んでいれば、 周期的な発光に見え、 そうでないときには、 破線状の発光に見える。 したがって、 破線状の発光と周期的な発光とを 区別しなくても良い。 '

線状とは、 発光点が直線状に連続して並んだものである。 これは、 シ ステム L S Iなどの半導体装置において、 特定のトランジスタ列に対す る入力電圧の異常など、 それら トランジスタが誤動作している場合など に見られる。

以上説明したように、 本発明に係る発光モードを、 発光点の配列の仕 方によって分類定義する。

このように、 本発明に係る発光モードについて、 発光点の配列の仕方 によって分類定義されたものを、 更に、 図 6に示すように、 発光してい る場所 （例えば、 チップ 2 0内におけるメモリ部、 口.ジック部、 および パッ ド部） に注目して細かく分類定義する。 即ち、 システム L S Iなど の場合、 チップ 2 0内には、 メモリ部の領域、 ロジック部の領域、 およ びパッ ド部の領域が存在し、 設計情報に基いて発光点が生じた座標 （X c , Y c ) がどの領域であるかを知ることができる。

ところで、 この場合、 発光点が、 たとえばロジック部とメモリ部の両 方にまたがって存在していても、それらは互いに関係しないと仮定する。

このように、 発光している場所 （領域） について、 判定するのは、 メ モリ部とロジック部などでは、' 一部製造プロセスが異なったり、 配線間 隔が異なるなど、 製造方法、 および回路構造が、 回路ブロック毎、 つま りそれら回路ブロックの存する領域毎に異なるからである。 従って、 発 光している領域が特定の回路ブロックしか現れない場合には、 その回路 ブロック独自の製造工程 （製造プロセス） や回路構造に問題があると判 定することができるからである。

次に、 以上説明した定義に基いてデータ処理装置 6が行う発光点の分 類について更に詳細に図 7を用いて説明する。 なお、 この分類処理は、 基本的には、 チップ毎に行うものとする。

まず、 データ処理装置 6は、 発光画像格納場所 I 1 〜 I nにチップ毎 1〜 nに格納された発光像を取り込み （ステップ S 7 1 ) 、 次に、 ステ ップ S 4 3と同様に、 この取り込まれた発光画像と予め準備された発光 点のない背景画像からなる参照画像との差画像を差画像抽出回路 （図示 せず） において抽出し、 この抽出された差画像に対して判定回路 （図示 せず） で所定の閾値で持って判定し、 発光点を抽出する （ステップ S 7 2 ) 。 次に、 データ処理装置 6内の形状パラメ一夕算出回路' （図示せず ) により、 各発光点の形状パラメータ （例えば各発光点の縦横比） を算 出し （ステップ S 7 3 ) 、 ついで、 前記算出された形状パラメ一夕に基 いて各発光点の重心座標を算出する （ステップ S 7 4 ) 。

次に、 データ処理装置 6は、 チップ毎に算出された各発光点の重心座 標を元に、 チップ毎に処理すべき発光点があるか否かを判定する （ステ ップ S 7 5 ) 。 もしチップ毎に処理すべき発光点がなければそのまま終 了する。

もし、 処理すべき発光点があるなら、 デ一夕処理装置 6は、 以下の処 理をおこなう。 まず、 データ処理装置 6は、 処理すべき発光点から 1つ 選んで、 その他の発光点と直線状に並んでいるか否か判定する （ステツ プ S 7 6 ) 。 直線状に並んでいる場合、 それらが概略等間隔かどうか判 定する （ステップ S 7 7 ) 。 等間隔ならば周期と判定し、 該当する周期 の発光点群に共通した周期のグループ識別子を付与してその発光点群の 座標列と共にデータ格納装置 7に格納する （ステップ S 7 8 ) 。 そして、 データ処理装置 6は、 等間隔でないなら破線状と判定し、 該当する破線 状の発光点群に共通した破線状のグループ識別子を付与してその発光点 群の座標列と共にデータ格納装置 7に格納する （ステップ S 7 9 ) 。 次に、 ステップ S 7 6で直線状でないと判定された場合について説明 する。 まず、 データ処理装置 6は、 特定の発光点の近傍に他の発光点が あるかどうか （密集性） を判定する （ステップ S 8 0 ) 。 他の発光点が 存在する場合、 密集と判定し発光点群に共通した密集のグループ識別子 を付与してその発光点群の座標列と共にデータ格納装置 7に格納する （ ステップ S 8 1 ) 。 近傍に発光卓がないと判定されたなら、 線状である か否か判定する （ステップ S 8 2 ) 。 線状ならば、 その発光点単独に線 状のグループ識別子を付与してその発光点群の座標列と共にデータ格納 装置 7に格納する （ステップ S 8 3 ) 。 そうでないなら孤立と認識し、 その発光点単独に孤立のグループ識別子を付与してその発光点群の座標 列と共にデータ格納装置 7に格納する （ステップ S 8 4 ) 。

そして、 データ処理装置 6は、 いずれかのモードに分類されたなら、 グループ識別子が付与された発光点を処理すべき発光点から除外し （ス テツプ S 8 5 ) 、 再び発光点を 1つ選んで、 ステップ S 7 5からの処理 を繰り返す。

以上説明したように、 データ処理装置 6は、 発光点を、 前述の図 5に 示す定義に従って、 周期および破線状、 密集、 線状、 孤立め 4つの発光 モードに分類し、 この分類されたものにグループ識別子を付与してその 座標と共にデータ格納装置 7に格納される。 なお、 グループ識別子は、 一連の整数値を付与するのが簡便であり、 扱いやすい。

このように、 システム L S Iなどの半導体装置 3において、 孤立に分 類されると、 結晶欠陥によるゲート破壊や酸化膜リークが孤立的に起こ つていると解析することができ、 密集に分類されると、 酸化膜のリーク がある範囲に広がっている等と解析することができ、 周期および破線状 に分類されると、 分岐先にいくつかの同様な回路を有する様な場合で分 岐の手前で配線に異常があつたと解析することができ、 線状に分類され ると、 特定のトランジスタ列に対する入力電圧の異常などそれらトラン ジス夕が誤動作していると解析することができる。 次に、 個別の認識アルゴリズムに関して説明する。

まず、 ステップ S 7 6の直線性の認識方法であるが、 ステップ S 7 4 において算出した各発光点の重心座標を元に、 ハフ （H o u g h) 変換 と呼ばれる方法が知られている。 これに関してはすでに広く知られてお り 説明は省略する （参考文献 画像認識論 長尾 誠著 コロナ社刊 p 72〜 p 74) 。

ステップ S 7 7の等間隔性の認識では、 次のようなアルゴリズムが考 えられる。 直線状に並ぶ発光点は、 ほとんどの場合、 X軸か、 Y軸に平 行である。 ここでは 1例として X方向の発光点列について説明する。 Y 方向に関しても同様に行なえばよい。 '

ステップ S 7 4において算出された対象となる n個の発光点列の の 重心座標、 X ( 1 ) 、 X ( 2) 、 X ( 3 ) 〜 x (n) に関して差分 d ( i ) = x ( i + 1 ) - x ( i ) を定義する。 ここで X ( 1 ) < X ( 2 ) <x ( 3) <— <x (n) とする。 次に、 d ( i ) に関して標準偏差 S Gを計算する。 そして、 S G/ l x (n) 一 x ( 1) 1を計算し、 この 値がほぼ一定値以下ならば等間隔と判定する。この一定値はたとえば 0. 0 0 1などと決めておけば良い。

次に、 ステップ S 8 0の密集性の判定について述べる。 ここでは、 ス テツプ S 7 4において算出された注目した発光点の重心座標から一定の 半径内に他の発光点の重心座標がある場合、 それらは密集していると判 定する。 この半径はたとえば 1 mmと設定すればよい。

次に、 データ処理装置 6は、 発光点を周期および破線状、 密集、 線状、 孤立の 4つに分類したものを、 更に、 前述の図 6に示す定義に従って、 メモリ部、 ロジック部、 パッ ド部などの領域について細分類してデータ 格納装置 7に格納することについて説明する。 即ち、 半導体装置 3のチ ップ 2 0内のメモリ部、 ロジック部、 およびパッド部の領域デ一夕につ いては、 予め、 設計情報として CADシステム （図示せず） から例えば ネッ トワーク 1 0を介してテスタ 1に入力されて例えばデ一夕格納装置 7に格納されている。 従って、 前述したように、 図 4に示すステップ S

4 6において、 変換された実チップ上の発光点の座標と例えばデータ格 納装置 7に格納された領域データとを比較することによって発光点がど の領域において発生したものかを知ることができ、 その結果をデータ格 納装置 7に登録することができる。

また、 図 7に示すステップ S 7 5において、 ステップ S 7 4において 算出された各発光点の重心座標と例えばデータ格納装置 7に格納された 各チップにおける上記領域デ一夕と比較することによって、 各発光点が どの領域に存在しているかを検知することができる。 そして、 ステップ

5 7 6〜 S 8 4までの判定を上記各領域毎に実行すればよい。 ここで、 直線性、 等間隔性、 密集性の認識は異なる定義領域間にまたがって行わ ない。

以上により、 発光している回路ブロックの領域を特定することができ るので、 その回路ブロック独自の製造工程 （製造プロセス） や回路構造 に問題があると判定することが可能となる。

次に、 データ格納装置 7に格納された測定情報、 発光画像、 および発 光モード分類結果の出力について説明する。 即ち、 図 3に示す如く、 被 測定ウェハの品種名、 ロッ ト番号、 ウェハ番号等の測定情報 3 2、 チッ プ位置に対応させた発光画像 3 1、 および発光モード分類結果は、 デー 夕処理装置 6に対して入力されてデータ格納装置 7に格納されている。 従って、 測定したウェハあるいはチップのデ一夕処理結果が知りたい 場合は、 データ処理装置 6に対して、 被測定ウェハの品種名、 ロッ ト番 号、 ウェハ番号等をキーポードゃ.マウスや記録媒体等からなる入力装置 9を用いて入力することによって、 出力装置 8に図 8、 図 1 0、 図 1 1、 図 1 2に示すようなフォ一マツ トで出力することができる。

まず、 発光モード分類結果の出力の第 1の実施例を図 8を用いて説明 する。 この第 1の実施例におけるフォーマツ トは、 品種名、 口ッ ト番号、 ウェハ番号を示す欄 5 1、 測定日、 測定者、 測定装置等を示す欄 5 2、 測定条件を示す欄 5 3、 分類名称を示す欄 5 4、 各分類毎のゥェ八上の 発光モード数を示す欄 5 5、 ウェハ内の各チップの位置を示す欄 5 6、 各チップの発光モード毎の発生数を示す欄 5 7からなる。 即ち、 分類名 称 （領域毎に分類された周期および破線状、 密集、 線状、 孤立の 4つの 発光モード） 5 4についての被測定ウェハに亘る発生個数 5 5、 および チップ毎の発生個数 5 7を表示などして出力することが可能となる。 従って、 操作者は、 被測定ウェハ全体に亘つて、 およびチップ毎に、 領 域毎に発光モードの発生個数を把握することが可能となる。

具体的な出力装置 8としては、 プリンタや C R Tなどがあるが、 C R Tに表示する場合は、 欄 5 6、 5 7が横に長くなるのでいわゆるスクロ —ル機能を持たせると操作がしゃすくなる。 図 8に示すフォーマツ トは あくまで一例であって、 いくつかの情報を付加して表示したり、 削除し て簡便に表示することもある。 また、 データ処理装置 6に被測定ウェハ の品種名、 ロッ ト番号、 ェハ番号等を入力することによって、 デ一ダ 処理結果を得るとしているが、 測定終了後、 自動的にデータ処理結果を 出力してもよい。

さらに、 予め、 前述したように、 領域毎の発光モードで示される分類 名称 6 1 と不良原因 6 2との対応付けをデ一夕格納装置 7に格納してお くことが可能であるので、 図 8に示す出力フォーマツ 卜から得られる特 に発生個数の多い分類名称 6 1に対応する不良原因 6 1を、 図 9に示す ような形で出力装置 8で出力することによって、 容易に不良原因 6 1を 把握することができ、 不良原因解析に役立てることが可能となる。

次に、 発光モード分類結果の出力の第 2の実施例について図 1 0を用 いて説明する。 この第 2の実施例は、 いわゆるマップ表示 7 1 と測定情 報 7 3を含む発光モード分類 7 2を組み合わせた表示である。 既に述べ たように各発光点に関して、 該当するチップの位置 （X n, Y n) とチ ップ内の座標 （X c , Y c ) が分かっている。 従って、 データ処理装置 6は、 デ一夕格納装置 7に格納されているチップのサイズ （Wx， Wy ) を用いれば、 ウェハ内の座標 （Xw， Yw) は次に示す （数 1 ) 式に 基いて容易に算出することができる。 チップサイズ （Wx， Wy) は品 種毎にデータ格納装置 7に格納されて管理されている。

Xw= X n · Wx + X c

Yw= Y n · Wy + Y c (数 1 ) そして、 データ処理装置 6は、 各発光点について算出された座標 (X w、 Yw) を打点することによって、 ウェハ上の発光点の分布を示す発 光マップ 7 1 を作成し、 C R T 8に図 1 0に示すように表示することが できる。 図 1 0にその表示例を示す。 ウェハ上の発光点の分布を示す発 光マップ 7 1 と、 当該ウェハに関する発光モード分類結果 7 2と当該ゥ ェハに関する測定条件 7 3とを互いに参照できるように出力画面等に配 置する。 C R T 8に出力するときは、 発光マップ 7 1、 発光モード分類 結果 7 2、 測定条件 7 3をそれそれ別ウインドウを用いて表示すると、 必要に応じて当該情報の表示 ·非表示、 表示個所の移動等ができるので 操作性がよい。

また、 データ格納装置 7に格納された図 3に示すデータベースから容 易にチップと発光画像の対応をとることができるので、 所望のチップを 指定することで、 データ処理装置 6は、 図 1 1に示すように、 そのチッ プ 8 1における発光画像 8 3を C R T 8に表示することができる。また、 その際、 当該チップのみの発光モード分類結果 8 2を表示すると、 注目 しているチップの情報のみ絞り込めるので、 操作性がよい。

また、 操作者は、 図 1 0に示す画面上において特定の発光モードを指 定することによってデータ処理装置 6は、 モード抽出機能を有し、 発光 マップ 7 1上に当該モードの発光点のみデータ格納装置 7から抽出して C R T 8に表示する。 その結果、 例えばロジック部の孤立点不良のゥェ ハ上の分布が図 1 2 ( a ) に示す如く、 ウェハ上にほぼ一様に分布して いるのに対し、 メモリ部の孤立点不良のウェハ上の分布が図 1 2 ( b ) に示す如く、 ウェハ周辺部に集中して発生しているのならば、 これらの 不良をもたらした製造工程中の原因は異なると判断でき、 製造ライン管 理者は、 別々に対策を立案することが可能となる。 また、 発光点がゥェ ハの特定の領域に集中した場合、 ウェハ加工が面内で不均一であつたと 判断することができる。 例えば、 図 1 2 ( b ) の如く、 ウェハ周辺に発 光点が多いならば、 データ処理装置 6は、 ウェハ周辺部の膜厚や異物密 度といった品質管理項目に着目し、 これらの項目の内ウェハ中心部と差 がある項目を調べ、 この調べられた項目が不良原因の候補として出力す ることが可能となる。 なお、 ウェハ中心部と差がある項目を調べるの'は、 上記品質管理項目を C R T 8に表示することによって行ってもよい。 ま た、 ウェハ周辺部の膜厚は、 膜厚測定装置 （図示せず） で測定し、 例え ばネッ トワーク 1 0を介してデータ処理装置 6に入力してデータ格納装 置 7に格納すればよい。 また、 ゥェ八周辺部の異物密度は、 異物検査装 置 （図示せず） で検査し、 例えばネッ トワーク 1 0を介してデータ処理 装置 6に入力してデータ格納装置 7に格納すればよい。 このように、 発 光点がウェハのどこに集中しているか、 といった不良の領域性に関する 情報を取得することは、 不良対策を打つ上で有効となる。

また、 データ処理装置 6は、 分類された発光モード毎にそれぞれの発 光点を有するチップ数を調べ、 その結果を出力装置 8を用いて出力する ことによって、 それぞれの発光モードが歩留まりに与える影響を知るこ とができる。 なお、 この際、 データ処理装置 6は、 発光モード毎の歩留 まりを算出し、 この算出結果を出力装置 8を用いて出力させても良い。 このように、 それぞれの発光モード毎の発光点を有するチップ数やその 歩留まりを出力することは、 対策の優先順位付けを行う上での指針を得 ることが可能となる。 通常、 当該発光モードにおいて発光点を有するチ ップ数の多い方 （歩留まりが悪い方） を、 優先して対策を実施すること になる。

また、 発光モード抽出機能により、 データ処理装置 6は、 対策の前後 の被測定ウェハ 3に対してカメラ 5で撮像して得られる特定の発光モー ドに関しての発生分布を比較して例えば差画像を抽出し、 その比較結果 を例えば C R T 8に出力表示することにより、 対策の有効性を確認する ことができる。 なお、 対策の前後の被測定ウェハ 3から得られる特定の 発光モードに関する発生分布をそのまま、 C R T 8に出力して表示して もよい。

次に、 以上述べた発光モード分類解析方法およびそのシステムを用い た半導体の製造方法について更に詳細に説明する。

半導体ウェハのいわゆるウェハ処理工程が済んだ時点で、 通常プロ一 ブテストと呼ばれる電気特性試験が行われる。 ここで、 ウェハ処理工程 における歩留まりを評価することにより、 歩留まりの悪いウェハが抽出 される。

次に、 この抽出きれた歩留まりの悪いウェハを、 前述した発光モード 分類解析システムにかける。 先に述べたように、 少なく とも図 8に示す 分類名称 （領域毎に分類された発光モード） における発生個数 （発光モ ード毎の発生頻度マップデータでもよい。 ） を出力することによって、 おおよその不良原因を究明することができる。 この際、 図 9に示すよう に、 分類名称 6 1に対応する不良原因 6 2を表示すれば、 容易におおよ その不良原因を究明することが可能となる。

更に、 データ処理装置 6は、 製造ライン全体を管理している製造ライ ン管理装置 （図示せず） や異物検査装置を含む外観検査装置 （図示せず ) から例えばネッ トワーク 1 0を介して、 上記測定情報に基づくウェハ 番号、 品種名、 ロッ ト番号をキーにして製造プロセス条件や回路構造条 件を検索し、 発光点の存する回路ブロックについての製造プロセス条件 や回路構造条件と、 発光点が存しない回路ブロックについての製造プロ セス条件や回路構造条件とを比較して、 それらの回路ブロック間の製造 プロセス条件の差、 および回路構造条件の差を例えば C R T 8に出力表 示することによって不良原因を絞り込むことができる。 なお、 このとき、 必ずしも、 差を表示する必要はなく、 両者を表示して製造ライン管理者 がその差を認識させてもよい。 また、 回路構造条件としては、 実際に測 定された配線幅とか配線間隔とか、 絶緑膜の厚さなどでも良い。 また、 ほぼ完成した後、 加工して断面を観察することによって、 測定.されるも のでも良い。

具体的には、 例えば、 パッ ド部に波線状の発光モードが多発していた とする。

これは、 直流電流の異常が疑われるので、 データ処理装置 6は、 それに 関連する回路構造条件とその製造プロセス条件を製造ライン管理装置や 異物検査装置を含む外観検査装置から例えばネッ トワーク 1 0を介して 取得し、 それらのデ一タを C R T 8に表示するなどして製造ライン管理 者がチェックして不良原因を究明する。 例えば、 回路パターンの間隔に 余裕がないところはないか、 とか、 配線上に異物がないかといつたこと である。

そして、 製造ライン管理者は、 そのチェック結果である究明された不 良原因に基づき対策を打つ。 回路パターンに起因するのであれば、 マス クを修正する。 異物に起因するので有れば、 その配線層を加工した処理 装置に対して、 全掃等の対策をおこなう。 このような対策を施された口 ッ トに対し、 再び発光モード分類解析システムを適用する。 ここで、 パ ッド周辺部破線状の発光モードの出現頻度が減っていれば、 対策が有効 であったことが確認できる。 もし、 当該発光モードの出現頻度が減って いなければ、 対策が有効でなかったことになり、 再度不良原因を調査す る必要がある。

この様に発光点を発光モードに分類することによって、 不良原因の解 析を発光モード毎に行える様になる。これにより原因解析が効率化する。 さらに発光モ一ド分類ごとの探索の前後での出現頻度を比較することに よって、 対策の有効性の確認が容易に出来るようになる。

ここでは、 歩留まりの悪いウェハを、 発光モード分類解析システムに かける実施例を説明したが、ウェハのサンプリングの方法は他にもある。 例えば口ット内の常に同じ位置にあるウェハを測定する、 全数を測定す る、 ランダムに一定数を測定するといつた方法がある。

次に、 前述した発光モード分類結果を用いた解析方法の他の実施例に ついて図 1 3を用いて説明する。 即ち、 この実施例は、 半導体製造工程 (半導体製造ライン） 中での異物検査装置によって検査された異物検査 結果や、 外観検査装置 （光学的な外観検査装置や S E M外観検査装置を 含む） によって検査された外観検査結果と、 発光モード分類結果との照 合方法である。 特に、 不良個所が発光しているとは限らないので、 異物 や外観不良 （以下単に異物と記する。 ） と発光個所との照合には、 特段 の工夫が必要となる。 その一つとして、 デ一夕処理装置 6は、 チップ内 部を例えばメモリ部、 ロジック部、 パッ ト部に分け、 それぞれの領域に 付着した異物の数と、 対応する領域の発光モードとの相関を解析する相 関図 （グラフ） を C R T 8に出力して表示することにある。 ところで、 ある製造工程におけるそれぞれの領域に付着した異物の数は、 デ一夕処 理装置 6が、 異物検査装置 （図示せず） や外観検査装置. （図示せず） か ら例えばネッ トワーク 1 0を介して取得してもよいし、 またはデータ処 理装置 6が、 異物検査装置や外観検査装置から例えばネットワーク 1 0 を介して取得される異物が生じた座標データで示される異物検査結果を 元に、 設計情報である領域データと比較することにより算出することが 可能である。 そして、 一つ一つの相関図は、 横軸を異物数、 縦軸を注目 するモードの発生頻度である。 デ一夕処理装置 6は、 その相関図を、 横 方向に先のチップ内で定義した領域に関し、 縦方向に発光モード毎に並 ベ、 マトリックス状に俯瞰できるように C R T 8に出力する。 このよう な出力を用いれば、 マク口な回路ブロック毎に両者の因果関係を把握す ることができる。 そこで、 当該工程で発生した異物が不良を引き起こし ているか、 またそれがどのような不良なのかを把握することができる。

さらに、 データ処理装置 6は、 製造プロセス毎に異物検査結果を、 異 物検査装置や外観検査装置から例えばネッ トワーク 1 0を介して取得す れば、 上記解析を製造プロセス工程毎に繰り返すことが可能となる。 そ の結果、 データ処理装置 6は、 製造プロセス工程毎に繰り返された解析 結果を、 C R T 8などに出力して表示することによって、 注目する発光 モードを引き起こしているのは、 どの製造プロセス工程のどの部分に発 生した異物かを把握することができる。 これにより、 当該工程における 異物対策を優先させるといった具体的な不良対策を実現することができ る。

次に、 本発明に係る発光モ一ド分類解析システムの他の実施例につい て説明する。 即ち、 この実施例は、 カメラ 5によって発光像を取得する 際、 被測定ウェハ 3の下層において発生した発光を検出しやすくするた めに、 裏面の基板側から観察する方法である。 このように、 裏面の基板 側から発光像を観察するようにしたのは、 被測定ウェハ 3の下層におい て発光された光が、 その上に形成されている多層の配線層で遮光されて しまい、 表面側から発光像を観察することが難しくなる.からである。 さ らに、 裏面の基板を加工して薄肉化すれば、 下層において発光した発光 像を裏面側から観察しやすくなる。 しかし、 被測定ウェハ 3に対して裏 面側から発光像を観察すると鏡像反転された状態で観察されることにな る。 そのため、 データ処理装置 6は、 発光マップを作成する際、 図 1 4 に示すように、 発光点の座標データを鏡像反転 （X方向または y方向の うちどちらか一方の正負を逆転） させる必要がある。 このようにするこ とによって、 製造プロセス中に被測定ゥェ八上面に付着した異物の分布 と、 裏面側から測定した発光点の分布とを照合することが可能となる。 逆に、 異物の分布における座標データを鏡像反転しても、 発光点の分 布に突き合わせることも可能である。 しかし、 製造装置のジグゃアーム 等がこすれてウェハ上に異物が発生する場合には、 異物の付着位置は製 造装置のジグ等の配置に関連することになる。 このような場合、 異物の 座標データを鏡像反転してしまうと、 異物の付着位置と製造装置内のジ グゃアーム等のレイァゥトとの対応関係が把握しずらくなる。

次に、 発光モード分類をさらに詳細に行う方法について説明する。 以 上述べてきた方法は、 発光点の形状とその位置情報に基づいたものであ る。 ここでさらに発光点の光学的情報による分類尺度を加える。 光学的 情報とは、 カメラ 5等の検出光学系により検出する発光強度や発光スぺ ク トルなどである。 発光強度は各発光点における画素が検出するピーク 発光強度、 各画素の発光強度の総和である総発光強度などがある。 また 各発光点の発光スぺク トルをピーク位置やその半値幅等によって特徴付 け、 これらの特徴に基づき分類を詳細化することも可能である。 例えば L S Iチップにおける トランジスタのゲートに電流リークが見られる場 合、 その発光スペクトルは幅の広い連続スペク トルになり、 また、 配線 等に異常があり、 ゲートがオン · オフどちらにも明確に落ちないいわゆ る中間電位状態であるならば、比較的半値幅の小さいスぺクトルになり、 上記分類を詳細化、 即ち細分類することが可能となる。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 システム L S Iなどのように、 様々な回路ブロック によって構成される L S Iチップを配列した半導体装置に対して、 発光 点の配列状態に基いて発光モードを L S Iチップ毎および/または回路 ブロック毎に自動的に分類することで、 様々な回路プロックに対して不 良解析を定形的に行うことが可能となり、 その結果不良原因を推測する ことを可能にして対策の効果確認も容易になる。

また、 本発明によれば、 システム L S Iなどのように、 様々な回路ブ ロックによって構成される L S Iチップを配列した半導体装置に対して- 不良の原因解析と不良対策を発光モード毎並びに L S Iチップ^および Zまたは回路ブロック毎に行う'ことで、 迅速な歩留まり向上をはかるこ とができる。 また、 出力にグラフィカルなュ一ザインタ一フェイスを用 いることで、 作業効率を向上させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べ られた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎に算出する発光算出過 程と、

該発光算出過程で算出された L S Iチップ毎の各発光種類毎の発生数 に基いて不良解析を行う解析過程とを有することを特徴とするエミッシ ョン顕微鏡を用いた不良解析方法。

2 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べ られた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ内の異なる種類の回路ブ 口ック毎に算出する発光算出過程と、

該発光算出過程で算出された L S Iチップ内の回路ブロック毎の各発 光種類毎の発生数に基いて不良解析を行う解析過程とを有することを特 徵とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析方法。

2 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べ られた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 更に該 L S Iチッ プ内の異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出過程と、 該発光算出過程で算出された L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発 光種類毎の発生数に基いて不良解析を行う解析過程とを有することを特 徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析方法。

4 . 予め、 L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種類毎と、 その 推測される不良原因との対応関係を登録したデータベースを準備する準 備過程と、'

L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微鏡に よって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べられ た発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類された 各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 異なる種類の回路プロ ック毎に算出する発光算出過程と、 該発光算出過程で算出された L S

Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種類毎の発生数に応じて前記準備 過程で準備されたデータべ一スからそれに対応する不良原因を検索して 出力する解析過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用 いた不良解析方法。 ，

5 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べ られた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた各発光種類毎の発光点を示す発光マツプ情報を表示する発光表示過 程と、

該発光表示過程で表示された各種類毎の発光マツプ情報に基いて不良 解析を行う解析過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を 用いた不良解析方法。

6 . 前記発光表示過程における各発光種類毎の発光マツプ情報として、 L S Iチップ単位で表示することを特徴とする請求項 5記載のエミッシ ヨン顕微鏡を用いた不良解析方法。 .

7 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してェミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に前記 L S Iチップ内の異なる種類の 回路ブロック毎に発光点の配列状態を調べ、 この調べられた回路ブロッ ク毎の発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた回路ブロック毎の各発光種類毎の発光点を示す発光マツプ情報を表 示する発光表示過程と、

該発光表示過程で表示された回路ブロック毎の各発光種類毎の発光マ ップ情報に基いて不良解析を行う解析過程とを有することを特徴とする エミッション顕微鏡を用いた不良解析方法。

8 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べ られた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた各発光種類毎の発光点の配列状態を示す発光マツプ情報を表示する 発光表示過程と、

所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半 導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の発生 状態を示す異物マツプ情報を表示する異物表示過程と、

前記発光表示過程で表示された発光マツプ情報と前記異物表示過程で 表示された異物マツプ情報とを照合することにより不良解析を行う解析 過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析 方法。

9 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微 鏡によって検出される発光像を元に前記 L S Iチップ内の異なる種類の 回路ブロック毎に発光点の配列状態を調べ、 この調べられた回路ブロッ ク毎の発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類さ れた回路ブロック毎の各発光種類毎の発光点の配列状態を示す発光マツ プ情報を表示する発光表示過程と、

所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半 導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の発生 状態を示す異物マツプ情報を表示する異物表示過程と、

前記発光表示過程で表示された発光マツプ情報と前記異物表示過程で 表示された異物マップ情報とを照合することにより不良解析を行う解析 過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析 方法。

1 0 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してェミツシヨン顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎に算出する発光算出 過程と、

所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半 導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の前記 L S Iチップ毎の発生数を算出する異物算出過程と、

前記発光算出過程で算出された L S Iチップ毎の各発光種類毎の発生 数と前記異物算出過程で算出された L S Iチップ毎の異物の発生数とを 関連付けして出力し、 この出力された関連付けに基いて不良解析を行う 解析過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良 解析方法。

1 1 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッシヨン顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ内の異なる種類の回路 ブロック毎に算出する発光算出過程と、

所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半 導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の前記 L S Iチップ内の異なる種類の回路ブロック毎の発生数を算出する異物 算出過程と、

前記発光算出過程で算出された回路ブロック毎の各発光種類毎の発生 数と前記異物算出過程で算出された回路ブロック毎の異物の発生数とを 関連付けして出力し、 この出力された関連付けに基いて不良解析を行う 解析過程とを有することを特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良 解析方法。

' 1 2 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 5 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 更に該 L S Iチ ップ内の異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出過程と、 所望の製造プロセス工程まで製造された L S Iチップが配列される半 導体装置上の外観不良も含む異物を検査し、 この検査された異物の前記0 L S Iチップ毎で、 異なる種類の回路ブロック毎の発生数を算出する異 物算出過程と、

前記発光算出過程で算出された L S Iチップ毎で回路ブロック毎の 各発光種類毎の発生数と前記異物算出過程で算出された回路ブロック毎 の異物の発生数とを関連付けして出力し、 この出力された関連付けに基5 いて不良解析を行う解析過程とを有することを特徴とするエミッシヨン 顕微鏡を用いた不良解析方法。 . ，

1 3 . 請求項 1〜 1 2の何れかに記載されたエミッション顕微鏡を用 いた不良解析方法を用いて不良解析し、 この不良解析結果に基いて製造 ラインにおいて推測される不良原因について対策を施して半導体装置を0 製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。

1 4 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎に算出する発光算出5 装置と、

該発光算出装置で算出された L S Iチップ毎の各発光種類毎の発生数 を出力する出力装置とを備えたことを特徴とするエミッション顕微鏡を 用いた不良解析システム。

1 5 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッシヨン顕 ' 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ内の異なる種類の回路 ブロック毎に算出する発光算出装置と、

該発光算出装置で算出された L S Iチップ内の回路ブロック毎の各発 光種類毎の発生数を出力する出力装置とを備えたことを特徴とするエミ ッション顕微鏡を用いた不良解析システム。

1 6 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッシヨン顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 更に該 L S Iチ ップ内の異なる種類の回路ブロック毎に算出する発光算出装置と、 該発光算出装置で算出された L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発 光種類毎の発生数を出力する出力装置とを備えたことを特徴とするエミ ッシヨン顕微鏡を用いた不良解析システム。

1 7 . 予め、 L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発光種類毎と、 そ の推測される不良原因との対応関係を登録したデータベースと、

L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕微鏡に よって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調べられ た発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類された 各発光種類毎の発生数を前記 L S Iチップ毎で、 異なる種類の回路プロ ック毎に算出する発光算出装置と、

該発光算出装置で算出された L S Iチップ毎で回路ブロック毎の各発 光種類毎の発生数に応じて前記データベースからそれに対応する不良原 因を検索して出力する出力装置とを備えたことを特徴とするエミッショ ン顕微鏡を用いた不良解析システム。

1 8 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕 微鏡によって検出される発光像を元に発光点の配列状態を調べ、 この調 ベられた発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された各発光種類毎の発光点を示す発光マップ情報を作成する発光マツ プ情報作成装置と、

該発光マツプ情報作成装置で作成された各種類毎の発光マツプ情報を 表示する表示装置とを備えたことを特徴とするエミッション顕微鏡を用 いた不良解析システム。

1 9 . L S Iチップが配列された半導体装置に対してエミッション顕 微鏡によって検出される発光像を元に前記 L S Iヂップ内の異なる種類 の回路ブロック毎に発光点の配列状態を調べ、 この調べられた回路プロ ック毎の発光点の配列状態に基いて複数の発光種類に分類し、 この分類 された回路ブロック毎の各発光種類毎の発光点を示す発光マツプ情報を 作成する発光マツプ情報作成装置と、

該発光マツプ情報作成装置で作成された回路ブロック毎の各発光種類 毎の発光マツプ情報を表示する表示装置とを備えたことを有することを 特徴とするエミッション顕微鏡を用いた不良解析システム。