(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作回路の光学画像を表すデータを記憶する方法であって、
前記回路にテスト入力を印加するステップ（ａ）と、
前記テスト入力に応答して、前記回路内の複数の位置（ｘ、ｙ）の各々から、時間ｔにおいて出る光子を検出するステップ（ｂ）と、
前記テスト入力を印加するステップ（ａ）と前記光子を検出するステップ（ｂ）を繰り返して、各（ｘ、ｙ、ｔ）に対して検出された光子の合算数ｎをｎ（ｘ、ｙ、ｔ）として求めるステップ（ｃ）と、
前記光子数ｎがしきい値よりも大きい、ｎ（ｘ、ｙ、ｔ）だけを記憶するステップ（ｄ）と、を含む方法。
【請求項２】
前記しきい値が０である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記しきい値が前記回路がテストされている環境におけるバックグラウンド雑音を表す値に等しい、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記光子を検出するステップ（ｂ）が光学画像システムを用いて実行される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記テスト回路の要素が、電界効果トランジスタのチャネルまたは電界効果トランジスタのチャネルのグループである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
動作回路の光学画像を表すデータを圧縮する装置であって、
前記回路にテスト信号を繰り返し印加する手段と、
前記テスト信号に応答して、前記回路内の複数の位置（ｘ、ｙ）の各々から、時間ｔにおいて出る光子を検出する手段と、
前記テスト信号の繰り返しにおいて、各（ｘ、ｙ、ｔ）に対して検出された光子の合算数ｎをｎ（ｘ、ｙ、ｔ）として求める手段と
前記光子数ｎがしきい値よりも大きい、ｎ（ｘ、ｙ、ｔ）だけを記憶する手段と、
を含む、装置。
【請求項７】
前記しきい値が０である、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記しきい値が前記回路がテストされている環境におけるバックグラウンド雑音を表す値に等しい、請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記光子を検出する手段が光学画像システムを含む、請求項６記載の装置。
【請求項１０】
前記テスト回路の要素が、電界効果トランジスタのチャネルまたは電界効果トランジスタのチャネルのグループである、請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路をテストするための光学テスト装置に関して、特に、こうしたテスト装置から蓄積されたデータを圧縮するシステム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動作中の集積回路からの時間分解光学発光の測定の間に収集される生データは、個々に検出された光子を含み、各光子に対して、座標ｘ、ｙ及びｔ（すなわち、２つの空間座標ｘ、ｙが同一平面内における発生位置を表し、時間座標ｔが光子が発光された時間を表す）の記憶が要求される。このデータは、一定の条件の下で、繰り返し同一のテスト入力を回路に印加し、回路内のスイッチング事象から生じる光子発光の位置及び時刻をモニタすることにより収集される。繰り返しが要求される訳は、ほとんどの場合、そして特にシリコンから形成される集積回路では、個々のスイッチング事象が１よりも遥かに低い確率、通常およそ１０-6で光子の検出を生じるからである。入力信号の処理の繰り返しの少なくとも１回が、所与のｘ、ｙ、ｔにおいて光子の検出を生じた場合、光子発光がそのｘ、ｙ、ｔにおいて発生したものと見なされる。通常、ｘ、ｙ及びｔは各々整数として表され、ｘ及びｙは０乃至１０２３の範囲であって、対象領域を定義するグリッド上のポイントを表し、一方、ｔは０乃至８１９１の範囲であって、特定の観測期間における時間の段階（gradations）を表す。このデータをヒストグラム形式で記憶するために、１配列要素当たり２バイトを割当てると仮定すると、配列が８０憶個の要素、すなわち１６ギガバイトのメモリを含まねばならない。この大きな記憶要求のために、この形式のデータの記憶は通常、非実用的である。
【０００３】
"リスト"記憶と呼ばれる別の記憶アプローチは、検出光子の数がヒストグラム内の配列要素の数よりも大幅に小さいときに効率的にデータを記憶する。リスト記憶では、データが（ｘ、ｙ、ｔ）座標の長いリストとして記憶され、各（ｘ、ｙ、ｔ）３重対が１つの検出光子の座標を表す。前記の数値を使用すると、例えば２０００万個の検出光子が存在すると仮定すると、リスト・ファイルは１憶２０００万バイト長であり、前述の１６ギガバイトのヒストグラム・ファイルに比較して遥かに小さい。リスト・モード及びヒストグラム・モードの両者は、単に異なる様式で記憶されるだけの同一の情報を含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の要約：
本発明は、メモリ記憶要求を低減する追加の記憶方法を教示する。これらの方法は少ないメモリを使用し、またリスト・モードまたはヒストグラム・モードよりも構造化されるので、データ分析のための計算時間を低減することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本方法は２つの一般クラスに分類される。それらは、原子データの損失無しにデータを圧縮するクラス（無損失圧縮）と、原子データが完全に復元され得ないクラス（有損失圧縮）である。本発明の好適な実施例では、これらの方法の組み合わせが最適な結果を生成する。所与の入力の印加のどの繰り返しが、所与の（ｘ、ｙ、ｔ）３重対に対する光子発光を生じたかを示す情報は、通常、集積回路のテストにおいて有用でない。従って、この順序の痕跡を見失う圧縮方法は、無損失と見なされる。これが当てはまらない場合、前述のヒストグラム記憶モードとリスト記憶モードとは等価でない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１のフロー図を参照して、本発明の第１の実施例では、時間分解光学発光から生成されるデータを記憶するために要求されるメモリの無損失低減が、変更ヒストグラム・モードにおいて、座標ｘ、ｙ、ｔを表すデータ、及びｘ、ｙ、ｔにおける光子数ｎを蓄積することにより獲得される（非０のｎ（ｘ、ｙ、ｔ）の値だけを記憶する）。この記憶方法は、従来のヒストグラム・モードまたはリスト・モードよりも遥かに効率的である。これは特に、動作中のＣＭＯＳ回路からの光学発光に関するデータにおいて典型的なように、発光が限られた時間内に、限られたチップ領域から発生するとき、すなわち、多くの光子が同一の（ｘ、ｙ、ｔ）座標を有し、多くの他の（ｘ、ｙ、ｔ）座標は少しも光子を有さないときに当てはまる。
【０００７】
データをリスト・モードからこの形式に圧縮する１つのアルゴリズムは、全ての繰り返しからの同一の（ｘ、ｙ、ｔ）座標を有する全ての光子が、一緒にグループ化されるように最初にリスト・データを分類する。これは数ｎを計数するための容易な手段を提供する。ｎ＞０の場合、結果がこの値（ｘ、ｙ、ｔ）を有する光子の数ｎとして記憶される。
【０００８】
更に、変更ヒストグラム・モードにおいて記憶されたデータの無損失圧縮が、今日のＰＣにおけるディスク圧縮で使用される任意の技法などの、データを失うことのない任意の圧縮技術により達成される。
【０００９】
前記の記憶技法は、情報の損失無しに、生データ内の情報のあらゆる部分を保持する利点がある。本発明の更に別の好適な実施例に従えば、データに関する特定の仮定を行い、それらの仮定にもとづきデータを圧縮することによりデータが更に圧縮されるが、これは重要でない特定の情報が失われることを許可する。
【００１０】
本発明に従う１つのこうしたアプローチは、いかなる実際の光検出器も雑音を有することを認識するものである。光子計数検出器の場合、雑音は"暗計数（dark counts）"すなわち"偽陽性（false positives）"である。暗計数に加え、迷光が不要な信号光子を生成し得る。一緒に観測されるこれらの雑音源が、"バックグラウンド"を構成する。バックグラウンドは有用な情報を含まず、本発明に従う圧縮技法は、有用な信号とバックグラウンドとを区別し、記憶からバックグラウンドの排除を可能にし、更にデータを圧縮する。
【００１１】
所与のデータ積分時間Ｔ内に、各配列要素（ｘ、ｙ、ｔ）でのバックグラウンド数ｎbackgroundの平均を求める。そして、計数値ｎが特定の値ｎthreshold未満の場合は０として見なされて除外され、ｎthresholdよりも大きなｎのみが残される。なお、通常、ｎthresholdは、ほぼｎbackgroundに等しい。これにより、前述の任意のヒストグラム・モードにおいて要求される記憶量は大きく低減する。
【００１２】
スペクトル分析法（例えばフーリエ・フィルタ）などの、より高度な雑音低減アルゴリズムも適用可能で、これは例えば、ｘ、ｙ、ｔ空間の特定領域内の全てのポイントが、バックグラウンド計数だけを含むか否かを判定する。この判定は、暗計数がランダム過程により生成されることから可能である。従って、暗計数の時系列表現が、自己相関により容易に認識される白色雑音を構成する。所望のヒストグラム要素の大体の最も短い周期を知ることにより、遅れ値（特定の最小値）が決定され得る。すなわち、スイッチング事象が、特定の最小値よりも短い光学発光パルス期間内に生じるはずがないことが知れている場合、この最小値よりも小さな幅のパルスは、安全に暗計数と仮定され得る。
【００１３】
前パラグラフは、フーリエ・フィルタが時間領域において適用されることについて述べた。対象となるフィーチャが、２つ以上の空間画素ｘ、ｙを占めることが知れている場合、同じアプローチが空間座標にも適用され得る。
【００１４】
こうしたより高度なしきい値技法は、信号が弱く、配列要素（ｘ、ｙ、ｔ）内の有用な信号光子の典型的な数が、ｎbackgroundよりも少し大きかった場合に有用である。全てのこうした技法は、バックグラウンド計数の排除による用語"データ圧縮"により分類され得る。
【００１５】
データをこの形式に圧縮するアルゴリズムは、ｎが決定された後、ｎ＞ｎthresholdの値だけが記憶される以外は、無損失圧縮に対する前述のアルゴリズムと類似である。
【００１６】
本発明の別の実施例によれば、一般に２つ以上の画素ｘ、ｙを占める所与の電界効果トランジスタ・チャネル（または対象となる他の回路要素）、または関連チャネルのグループが、画素のグループに割当てられる。所与の回路要素に関連付けられるグループ内の、全ての画素に対するｘ、ｙ、ｔデータが記憶される場合、多くの情報が冗長である。従って、全てのこうしたｘ、ｙ、ｔデータを記憶するのではなく、回路要素における光学発光光子が全体として、リスト形式ｗ、ｔにより記憶される。ここでｗは特定の回路要素または要素グループ、またはテストされる素子の他の構造的特徴を識別する。データはまた、特定の回路要素に対して、ｎ（ｗ、ｔ）としてヒストグラム形式で記憶され得る。ここでｎは、リスト内に記憶される座標ｗ、ｔを有する光子の数である。特定の回路要素ｗに対するヒストグラムｎ（ｗ、ｔ）は、特定の回路要素ｗに対する"光学波形"である。
【００１７】
対象となる回路要素に関連付けられる画素グループを選択する手段は、例えば最初にコンピュータにより、時間積分された画像または様々な時間分解画像の画像分析を行い、チップ上の発光源を突き止め、チップ上のそれらの領域と物理的に整列する画素を決定する。第２の技法は、最初にテストされる集積回路についての設計データ（構成データまたはレイアウト・データ）を調査し、レイアウトの要素を画像装置の視野に位置合せする。更に別の技法では、最初に外部照明を用いてチップの画像を獲得し、チップ上のフィーチャを画像装置の視野に位置合せする。
【００１８】
本実施例によれば、光学データが一連の光学波形として記憶され、１波形が光学検出器の視野内の対象となる各素子に対応する。従って、特定の視野に対して記憶される光学波形の数が、視野内のｘ、ｙ画素の数よりも遥かに小さいので、データ圧縮が達成される。圧縮はまた、多くのｘ、ｙ画素が対象となる素子に対応せず、従って、こうしたｘ、ｙ画素からのデータが記憶される必要がないために生じる。
【００１９】
初期データ・ファイルの記憶要求を最小化するために、光学視野内の各素子（各素子に関連付けられる各画素ではなく）に対して光学波形を記憶するこのアプローチが、データが獲得されている間に適用され得る。すなわち、特定の素子に関連付けられる適切な画素の選択が、ユーザにより手動式に、またはシステムにより自動的に、オン・ザ・フライ式に実行され得る。意義深いことは、データ捕獲の間にこの技法を使用することにより、光学波形のリアルタイム読出しがユーザに提供されることである。（例えば設計データまたは外部照明により獲得される画像から、）各素子に属する画素が、発光データの捕獲事前に決定される場合、この技法の適用が直接的である。各素子に属する画素が、発光データの捕獲以前に決定され得ない場合、決定はデータ捕獲の途中に行われる。この決定フェーズの間に蓄積されるデータが、次に一連の光学波形に圧縮され、続くデータがこれらの既存の波形に追加される。
【００２０】
１９９６年７月１８日付けの係属中の米国特許出願第６８３８３７号で述べられるデータ表現方法の１つは、光学データを"映画（movie）"形式で、すなわち一連の時間分解画像により表示する。こうした映画はまた、光学波形の記憶によりデータを圧縮した後にも生成され得る。特に、時間積分された画像または様々な時間分解画像から、各素子の空間強度パターンが決定され得る。次に、その素子の光学波形が、映画の各フレームのこの空間強度パターンを適切に縮尺するために使用され得る。
【００２１】
最後に、光学波形データを強度対時間形式よりも、よりコンパクトな形式に記憶することが可能である。波形データは通常、光学発光が存在しない長い期間により分離された一連のパルスであるので、その時刻値をその素子の非０の発光と一緒に記憶することができる。更に、光子計数統計からのショット雑音が、標準のフィルタ技法により除去される。特定の素子が各パルスに対して標準の時間形状（temporal shape）を有する場合、観測される各パルスの時間位置及び振幅を記憶することにより、更に圧縮が達成され得る。フーリエ変換技法、ラプラス変換技法またはウェーブレット（wavelet）変換技法が、各光学波形内に含まれる意味深い情報をフィルタし、記憶するために使用され得る。フィルタされたデータは、時間領域または周波数領域のいずれかにおいて記憶され得る。
【００２２】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う圧縮技法の第１の実施例のフロー図である。
【図２】本発明に従う圧縮技法の第２の実施例のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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