(57)【要約】 【課題】フェイルビットマップを速やかに表示し、半導体装置の検査コストの増大を防止できる半導体装置の不良解析システムを提供する。【解決手段】不良解析システムは、物理フェイルビットマップをメッシュ分割して、一部ビット不良領域のフェイルビットマップ画像データを縮約率毎、チップ毎、レイヤ毎に分類して第１画像データ記憶領域３２に記憶する。また、不良解析システムは、フェイルビットマップ画像データを不良モードの種類毎、縮約率毎、チップ毎、レイヤ毎に分類して第２画像データ記憶領域３４に記憶する。さらに、不良解析システムは、ユーザからの表示形式及び／又は表示領域の指示に基づいて、第１画像データ記憶領域３２又は第２画像データ記憶領域３４からフェイルビットマップ画像データを抽出して結合し、表示部４４に表示する。【選択図】図１
2012018052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ少なくとも１つのチップを含む複数のレイヤを有する半導体装置の論理アドレスに対応する論理フェイルビットマップを前記半導体装置の物理アドレスに対応する物理フェイルビットマップに変換するアドレス変換部と、
前記物理フェイルビットマップをメッシュ分割し、分割領域に識別番号を付与する分割部と、
前記分割領域が、不良ビットの無い第１領域であるか、又は全てのビットが不良ビットである第２領域であるか、又は正常ビットと不良ビットとが存在する第３領域であるかを判定する判定部と、
前記第３領域と判定された分割領域について第１フェイルビットマップ画像データを作成し、この第１フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第１縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第１画像データ作成部と、
前記第１フェイルビットマップ画像データ及び前記第１縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第１画像データ記憶部と、
前記物理フェイルビットマップにおけるフェイルビットの分布形状に基づいて、このフェイルビットに対応する不良モードの種類を特定する特定部と、
前記不良モードの種類が特定されたフェイルビットが存在する前記分割領域について第２フェイルビットマップ画像データを作成し、この第２フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第２縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第２画像データ作成部と、
前記第２フェイルビットマップ画像データ及び前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第２画像データ記憶部と、
前記第１領域と判定された分割領域及び前記第２領域と判定された分割領域の識別番号を含む第１管理情報と、前記不良モードの種類とこの不良モードに対応するフェイルビットが存在する分割領域の識別番号との対応関係を含む第２管理情報とを記憶する管理情報記憶部と、
フェイルビットマップ画像の表示形式及び／又は表示領域の指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示に基づいて、前記第１フェイルビットマップ画像データ又は前記第１縮約フェイルビットマップ画像データ又は前記第２フェイルビットマップ画像データ又は前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出したデータと、前記第１管理情報又は前記第２管理情報とを結合し、表示部に表示されるフェイルビットマップ画像を作成する結合部と、
を備える半導体装置の不良解析システム。
【請求項２】
前記第１画像データ作成部及び前記第２画像データ作成部は、縮約率の異なる複数の前記第１縮約フェイルビットマップ画像データ及び前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを作成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の不良解析システム。
【請求項３】
前記第１画像データ記憶部は、縮約率毎、チップ毎、レイヤ毎に分類して前記第１フェイルビットマップ画像データ及び前記第１縮約フェイルビットマップ画像データを格納し、前記第２画像データ記憶部は、不良モードの種類毎、縮約率毎、チップ毎、レイヤ毎に分類して前記第２フェイルビットマップ画像データ及び前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを格納することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の不良解析システム。
【請求項４】
第１画像データ作成部は、前記第１乃至第３領域のうち、前記第３領域と判定された分割領域についてのみ前記第１フェイルビットマップ画像データ及び前記第１縮約フェイルビットマップ画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の不良解析システム。
【請求項５】
前記指示受付部が、少なくとも１つのレイヤについて、不良モード別の表示又は複数の種類の不良モードの重ね合わせ表示の指示を受け付けた場合、前記抽出部は、前記第２画像データ記憶部から、指示されたレイヤ及び指示された不良モードに対応する前記第２フェイルビットマップ画像データ又は前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを抽出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の不良解析システム。
【請求項６】
それぞれ少なくとも１つのチップを含む複数のレイヤを有する半導体装置の論理アドレスに対応する論理フェイルビットマップを前記半導体装置の物理アドレスに対応する物理フェイルビットマップに変換するアドレス変換部と、
前記物理フェイルビットマップをメッシュ分割し、分割領域に識別番号を付与する分割部と、
前記分割領域が、不良ビットの無い第１領域であるか、又は全てのビットが不良ビットである第２領域であるか、又は正常ビットと不良ビットとが存在する第３領域であるかを判定する判定部と、
前記第３領域と判定された分割領域について第１フェイルビットマップ画像データを作成し、この第１フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第１縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第１画像データ作成部と、
前記第１フェイルビットマップ画像データ及び前記第１縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第１画像データ記憶部と、
前記物理フェイルビットマップにおけるフェイルビットの分布形状に基づいて、このフェイルビットに対応する不良モードの種類を特定する特定部と、
前記不良モードの種類が特定されたフェイルビットが存在する前記分割領域について第２フェイルビットマップ画像データを作成し、この第２フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第２縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第２画像データ作成部と、
前記第２フェイルビットマップ画像データ及び前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第２画像データ記憶部と、
前記第１領域と判定された分割領域及び前記第２領域と判定された分割領域の識別番号を含む第１管理情報と、前記不良モードの種類とこの不良モードに対応するフェイルビットが存在する分割領域の識別番号との対応関係を含む第２管理情報とを記憶する管理情報記憶部と、
指示受付部、抽出部、結合部、及び表示部を有する画像処理部と、
を備える半導体装置の不良解析システムを用いた不良解析方法であって、
前記指示受付部が、フェイルビットマップ画像の表示形式及び／又は表示領域の指示を受け付ける工程と、
前記抽出部が、前記指示に基づいて、前記第１フェイルビットマップ画像データ又は前記第１縮約フェイルビットマップ画像データ又は前記第２フェイルビットマップ画像データ又は前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを抽出する工程と、
前記結合部が、前記抽出部により抽出されたデータと、前記第１管理情報又は前記第２管理情報とを結合してフェイルビットマップ画像を作成する工程と、
前記表示部が、前記結合部により作成された前記フェイルビットマップ画像を表示する工程と、
を備える半導体装置の不良解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の不良解析システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のメモリセルを有する半導体メモリの不良解析方法の１つにフェイルビットマップ（Fail Bit Map）を用いたものがある。フェイルビットマップは、テスタを用いて全てのメモリセルに対して電気的特性試験を行い、その試験結果をそれぞれのメモリセルに対応する位置に表示したものである。
【０００３】
フェイルビットマップは、１チップ分のデータが１ファイルに圧縮して記憶されている。しかし、半導体メモリの微細化、高集積化に伴い、フェイルビットマップのデータサイズが大きくなり、１ファイルに圧縮されたデータを展開すると、計算機メモリに保持できずにスワップが発生し、データアクセス速度が低下していた。データアクセス速度が低下すると、フェイルビットマップの表示にかかる時間が長くなり、半導体装置の検査コストが増大するという問題があった。
【０００４】
３次元構造を有する半導体メモリの不良解析では、ウェーハ面に対して水平な方向に沿ってスライスした面におけるフェイルビットマップ、ウェーハ面に対して垂直な方向に沿ってスライスした面におけるフェイルビットマップ、３次元表示のフェイルビットマップなど様々な表示形式のフェイルビットマップを切り替えて表示することが求められる。従って、フェイルビットマップの表示に長い時間を要することは、半導体装置の検査コスト増大の大きな要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、フェイルビットマップを速やかに表示し、半導体装置の検査コストの増大を防止できる半導体装置の不良解析システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、半導体装置の不良解析システムは、それぞれ少なくとも１つのチップを含む複数のレイヤを有する半導体装置の論理アドレスに対応する論理フェイルビットマップを前記半導体装置の物理アドレスに対応する物理フェイルビットマップに変換するアドレス変換部と、前記物理フェイルビットマップをメッシュ分割し、分割領域に識別番号を付与する分割部と、前記分割領域が、不良ビットの無い第１領域であるか、又は全てのビットが不良ビットである第２領域であるか、又は正常ビットと不良ビットとが存在する第３領域であるかを判定する判定部と、前記第３領域と判定された分割領域について第１フェイルビットマップ画像データを作成し、この第１フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第１縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第１画像データ作成部と、を備える。また、前記不良解析システムは、前記物理フェイルビットマップにおけるフェイルビットの分布形状に基づいて、このフェイルビットに対応する不良モードの種類を特定する特定部と、前記不良モードの種類が特定されたフェイルビットが存在する前記分割領域について第２フェイルビットマップ画像データを作成し、この第２フェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施して第２縮約フェイルビットマップ画像データを作成する第２画像データ作成部とを備える。また、前記不良解析システムは、前記第１フェイルビットマップ画像データ及び前記第１縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第１画像データ記憶部と、前記第２フェイルビットマップ画像データ及び前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第２画像データ記憶部と、前記第１領域と判定された分割領域及び前記第２領域と判定された分割領域の識別番号を含む第１管理情報と、前記不良モードの種類とこの不良モードに対応するフェイルビットが存在する分割領域の識別番号との対応関係を含む第２管理情報とを記憶する管理情報記憶部とを備える。さらに、前記不良解析システムは、フェイルビットマップ画像の表示形式及び／又は表示領域の指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に基づいて、前記第１フェイルビットマップ画像データ又は前記第１縮約フェイルビットマップ画像データ又は前記第２フェイルビットマップ画像データ又は前記第２縮約フェイルビットマップ画像データを抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出したデータと、前記第１管理情報又は前記第２管理情報とを結合し、表示部に表示されるフェイルビットマップ画像を作成する結合部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る不良解析システムの概略構成図である。
【図２】３次元構造メモリの概略構成図である。
【図３】チップのメッシュ分割の一例を示す図である。
【図４】識別番号が付与された分割領域の一例を示す図である。
【図５】縮約処理の一例を示す図である。
【図６】第１画像データ記憶領域のディレクトリ構造の一例を示す図である。
【図７】第１画像データ記憶領域の画像データ格納の一例を示す図である。
【図８】管理情報の一例を示す図である。
【図９】フェイルビットデータ作成部によるデータ処理を説明するフローチャートである。
【図１０】第２画像データ記憶領域のディレクトリ構造の一例を示す図である。
【図１１】第２画像データ記憶領域の画像データ格納の一例を示す図である。
【図１２】管理情報の一例を示す図である。
【図１３】表示するレイヤ及び不良モードを切り替えるトグルボタンの一例を示す図である。
【図１４】フェイルビットマップ画像の表示切り替えの一例を示す図である。
【図１５】フェイルビットマップ画像の表示切り替えの一例を示す図である。
【図１６】表示するレイヤ及び不良モードを切り替えるトグルボタンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に本発明の実施形態に係る不良解析システム１の概略構成を示す。不良解析システム１は、フェイルビットデータ作成部１０、不良モードデータ作成部２０、記憶部３０、及び画像処理部４０を備える。本実施形態では、不良解析システム１は、３次元構造を有するメモリの不良解析を行うものとする。
【００１１】
まず、フェイルビットデータ作成部１０について説明する。フェイルビットデータ作成部１０は、アドレス変換部１１、領域分割部１２、領域状態判定部１３、画像データ作成部（第１画像データ作成部）１４、及び管理情報登録部１５を有する。
【００１２】
アドレス変換部１１は、外部のテスタから、不良解析対象となるメモリについての電気的特性試験の試験結果（メモリセルのPass/Fail情報）を取得する。この試験結果は、メモリの論理アドレスに対応する論理フェイルビットマップとなっている。
【００１３】
アドレス変換部１１は、記憶部３０の構成情報記憶領域３１から、不良解析対象となるメモリの物理的な構成情報を取得する。そして、アドレス変換部１１は、メモリの構成情報に基づいて、メモリの論理アドレスを物理アドレスに変換する。すなわち、アドレス変換部１１は、論理フェイルビットマップを、メモリのセルアレイの並びに対応する物理フェイルビットマップに変換する。これにより、図２に示すような、３次元構造を有するメモリの物理フェイルビットマップが得られる。
【００１４】
図２において、ＸＹ平面はウェーハ面に平行な平面であり、Ｚ軸はウェーハ面に対して垂直な軸である。物理フェイルビットマップは複数のレイヤ（層）を有し、各レイヤには複数のチップが含まれる。
【００１５】
アドレス変換部１１は、アドレス変換後の物理フェイルビットマップを領域分割部１２へ出力する。
【００１６】
領域分割部１２は、アドレス変換部１１から受け取った物理フェイルビットマップを所定の小領域に分割する。例えば、領域分割部１２は、図３に示すように、各チップに対応する物理フェイルビットマップを、４０９６ビット×４０９６ビットの小領域にメッシュ分割する。なお、図３では、フェイルビット（不良ビット）が黒色で表示されている。
【００１７】
また、領域分割部１２は、分割領域（小領域）に識別番号を付与する。例えば、図４に示すように、１つのチップを１００個の小領域に分割した場合、１００個の小領域に順に＃０〜＃９９の識別番号を付与する。
【００１８】
さらに、領域分割部１２は、各分割領域にフェイルビットが存在するか否かを検出し、フェイルビットが存在する場合は、フラグを立てる。例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していた場合、識別番号が＃１０〜＃１９、＃６４〜＃６８、＃７４〜＃８３、＃８６〜＃９３の分割領域にフラグが立てられる。
【００１９】
領域分割部１２は、上述のような処理を、全てのレイヤの全てのチップに対して行う。
【００２０】
領域状態判定部１３は、領域分割部１２によって分割された分割領域の各々について、フェイルビットがない状態か、又は全ビットがフェイルビットの状態か、又は一部のビットがフェイルビットである（フェイルビットと正常ビットとが存在する）状態かを判定する。
【００２１】
以下では、フェイルビットが無い分割領域を不良無し領域、全ビットがフェイルビットである分割領域を全ビット不良領域、一部のビットがフェイルビットである分割領域を一部ビット不良領域と称する。
【００２２】
例えば、領域状態判定部１３は、領域分割部１２によるフラグが立てられていない分割領域を、不良無し領域と判定する。また、領域状態判定部１３は、領域分割部１２によるフラグが立てられている分割領域について、全ビットがフェイルビットであるか否かを検出し、全ビット不良領域又は一部ビット不良領域のいずれであるかを判定する。
【００２３】
例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していた場合、領域状態判定部１３は、識別番号が＃０〜＃９、＃２０〜＃６３、＃６９〜＃７３、＃８４、＃８５、＃９４〜＃９９の分割領域を不良無し領域と判定する。また、領域状態判定部１３は、識別番号が＃１０〜＃１９、＃６４〜＃６８、＃７４〜＃７９、＃８６〜＃８９の分割領域を一部ビット不良領域と判定し、識別番号が＃８０〜＃８３、＃９０〜＃９３の分割領域を全ビット不良領域と判定する。
【００２４】
画像データ作成部１４は、領域状態判定部１３により一部ビット不良領域と判定された分割領域に対応するフェイルビットマップ画像データを作成する。
【００２５】
なお、画像データ作成部１４は、領域状態判定部１３により不良無し領域と判定された分割領域及び全ビット不良領域と判定された分割領域については、フェイルビットマップ画像データを作成しない。不良無し領域及び全ビット不良領域は、フェイルビットマップ画像データが無くても、フェイルビットマップ表示が可能なためである。
【００２６】
従って、例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していた場合、画像データ作成部１４は、１００個の分割領域のうち、領域状態判定部１３により一部ビット不良領域と判定された、識別番号が＃１０〜＃１９、＃６４〜＃６８、＃７４〜＃７９、＃８６〜＃８９の２５個の分割領域についてのみフェイルビットマップ画像データを作成する。
【００２７】
また、画像データ作成部１４は、一部ビット不良領域のフェイルビットマップ画像データに対して縮約処理を施し、縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。ここで縮約処理とは、分割領域内の複数ビットを１ビットに圧縮することをいう。縮約フェイルビットマップ画像データを用いることで、フェイルビットマップの表示の高速化を図ることができる。なお、不良を確実に評価するために、圧縮（縮約）前の複数ビットの中に１ビットでもフェイルビットがある場合は、圧縮（縮約）後の１ビットをフェイルビットとする。
【００２８】
図５に縮約処理の一例を示す。図５では、分割領域内の４ビット×４ビットが１ビットに縮約されている。従って、４０９６ビット×４０９６ビットの分割領域（一部ビット不良領域）のフェイルビットマップ画像データは、図５に示すような縮約処理により、１０２４ビット×１０２４ビットのサイズの縮約フェイルビットマップ画像データとなる。
【００２９】
画像データ作成部１４は、このような縮約処理を複数の縮約率で行い、縮約率の異なる複数の縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。例えば、画像データ作成部１４は、４０９６ビット×４０９６ビットの分割領域のフェイルビットマップ画像データに対して、４ビット×４ビットを１ビットに縮約する縮約率、１６×１６ビットを１ビットに縮約する縮約率、・・・、２５６×２５６ビットを１ビットに縮約する縮約率で縮約処理を行い、１０２４ビット×１０２４ビットのサイズの縮約フェイルビットマップ画像データ、２５６ビット×２５６ビットのサイズの縮約フェイルビットマップ画像データ、・・・、１６ビット×１６ビットのサイズの縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。縮約率はメモリサイズ等に応じて適宜決定する。
【００３０】
このように、画像データ作成部１４は、一部ビット不良領域について、フェイルビットマップ画像データ及び縮約率の異なる複数の縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。
【００３１】
画像データ作成部１４は、作成したフェイルビットマップ画像データ及び縮約率の異なる複数の縮約フェイルビットマップ画像データを、記憶部３０の第１画像データ記憶領域３２に格納する。
【００３２】
図６に、フェイルビットマップ画像データ及び縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第１画像データ記憶領域３２のディレクトリ構造の一例を示す。
【００３３】
図６に示すディレクトリ構造において、「縮約レベル」は縮約処理の縮約率に対応する。従って、例えば、画像データ作成部１４が、４ビット×４ビットを１ビットに縮約する縮約率、１６×１６ビットを１ビットに縮約する縮約率、２５６×２５６ビットを１ビットに縮約する縮約率の３種類の縮約率で縮約処理を行った場合、縮約レベルの最も低い「縮約レベル０」のディレクトリには縮約されていないフェイルビットマップ画像データが格納され、「縮約レベル１」のディレクトリには４ビット×４ビットを１ビットに縮約した縮約フェイルビットマップ画像データが格納され、「縮約レベル２」のディレクトリには１６×１６ビットを１ビットに縮約した縮約フェイルビットマップ画像データが格納され、縮約レベルの最も高い「縮約レベル３」のディレクトリには２５６×２５６ビットを１ビットに縮約した縮約フェイルビットマップ画像データが格納される。
【００３４】
「チップアドレス」は、チップが各レイヤのどの位置にあるかを示し、図２におけるＸＹ座標に対応する。「レイヤ」はチップがどのレイヤにあるかを示し、図２におけるＺ座標に対応する。
【００３５】
例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していたチップが、メモリの一番下のレイヤ（最下層）で、チップアドレス（Ｘ，Ｙ）が（５，５）である場合、フェイルビットマップ画像データは図７に示すような形式で第１画像データ記憶領域３２に格納される。画像ファイル名には分割領域に付与された識別番号が用いられている。
【００３６】
図１に示すフェイルビットデータ作成部１０の管理情報登録部１５は、不良解析対象となる３次元構造メモリの製品名、ロット番号、ウェーハ番号、チップアドレス、レイヤ、測定日時、不良無し領域の識別番号、全ビット不良領域の識別番号、一部ビット不良領域の識別番号及びそのフェイルビットマップ画像データのファイル名等を含む管理情報（第１管理情報）を記憶部３０の管理情報記憶領域３３に登録する。
【００３７】
例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していたチップが、メモリの一番下のレイヤ（最下層）で、チップアドレス（Ｘ，Ｙ）が（５，５）である場合、管理情報記憶領域３３には図８に示すような管理情報が登録される。
【００３８】
このようなフェイルビットデータ作成部１０によるデータ処理を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
（ステップＳ１０１）アドレス変換部１１が、外部のテスタから、不良解析対象となる３次元構造メモリについての電気的特性試験の試験結果（論理フェイルビットマップ）を取得する。
【００４０】
（ステップＳ１０２）アドレス変換部１１が、メモリの論理アドレスを物理アドレスに変換して、論理フェイルビットマップを物理フェイルビットマップに変換する。
【００４１】
（ステップＳ１０３）領域分割部１２が、各チップに対応する物理フェイルビットマップを所定の小領域に分割し、分割領域に識別番号を付与する。
【００４２】
（ステップＳ１０４）領域状態判定部１３が、未選択の分割領域を１つ選択する。
【００４３】
（ステップＳ１０５）ステップＳ１０４で選択された分割領域にフェイルビットが含まれているか否かが判定される。フェイルビットが含まれる場合はステップステップＳ１０６に進み、含まれない場合はステップＳ１０９に進む。
【００４４】
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０４で選択された分割領域の全ビットがフェイルビットであるか否かが判定される。全ビットがフェイルビットである場合はステップＳ１０９に進み、一部のビットがフェイルビットである場合はステップＳ１０７に進む。
【００４５】
（ステップＳ１０７）画像データ作成部１４が、ステップＳ１０４で選択された分割領域（一部ビット不良領域）に対応するフェイルビットマップ画像データを作成する。
【００４６】
（ステップＳ１０８）画像データ作成部１４が、ステップＳ１０７で作成したフェイルビットマップ画像データに対して複数の縮約率で縮約処理を行い、縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。
【００４７】
（ステップＳ１０９）全ての分割領域が選択された場合はステップＳ１１０へ進み、未だ選択されていない分割領域がある場合はステップＳ１０４に戻る。
【００４８】
（ステップＳ１１０）画像データ作成部１４が、作成したフェイルビットマップ画像データ及び縮約フェイルビットマップ画像データを第１画像データ記憶領域３２に格納する。
【００４９】
（ステップＳ１１１）管理情報登録部１５が、不良解析対象の３次元構造メモリの製品名、ロット番号、ウェーハ番号、チップアドレス、レイヤ、測定日時、領域状態等の管理情報を管理情報記憶領域３３に登録する。
【００５０】
このようにして、フェイルビットデータ作成部１０により、一部ビット不良領域に対するフェイルビットマップ画像データ及び縮約フェイルビットマップ画像データの作成と、管理情報の登録とが行われる。
【００５１】
次に、図１に示す不良モードデータ作成部２０について説明する。不良モードデータ作成部２０は、不良モード特定部２１、画像データ作成部（第２画像データ作成部）２２、及び管理情報登録部２３を有する。
【００５２】
不良モード特定部２１は、フェイルビットデータ作成部１０の領域分割部１２から、領域分割及び識別番号の付与が行われた図４に示すような物理フェイルビットマップを取得する。
【００５３】
そして、不良モード特定部２１は、予め定義された種々の不良モードを格納する不良モード知識ベースを参照して、各チップの物理フェイルビットマップにおけるフェイルビットの分布形状から、フェイルビットに対応する不良モードを特定する。不良モードとしては、例えば、単ビット不良、カラム不良、ロウ不良、ブロック不良などがある。
【００５４】
例えば、不良モード特定部２１は、図４に示すようなフェイルビットが分布していた場合、識別番号＃１０〜＃１９の分割領域におけるフェイルビットがカラム不良に対応すると特定する。また、例えば、不良モード特定部２１は、識別番号＃６４〜＃６８、＃７４〜＃７９、＃８６〜＃８９の分割領域におけるフェイルビットが単ビット不良に対応すると特定し、識別番号＃８０〜＃８３、＃９０〜＃９３の分割領域におけるフェイルビットがブロック不良に対応すると特定する。
【００５５】
画像データ作成部２２は、不良モード特定部２１により不良モードが特定されたフェイルビットを含む分割領域のフェイルビットマップ画像データを作成する。また、画像データ作成部２２は、フェイルビットデータ作成部１０の画像データ作成部１４と同様に、上述した縮約処理を行い、縮約フェイルビットマップ画像データを作成する。
【００５６】
画像データ作成部２２は、作成したフェイルビットマップ画像データ及び縮約率の異なる複数の縮約フェイルビットマップ画像データを、記憶部３０の第２画像データ記憶領域３４に格納する。
【００５７】
図１０に、フェイルビットマップ画像データ及び縮約フェイルビットマップ画像データを格納する第２画像データ記憶領域３４のディレクトリ構造の一例を示す。第２画像データ記憶領域３４は、不良モードの種類を区別するディレクトリを設けて、フェイルビットマップ画像データ及び縮約フェイルビットマップ画像データを格納する。
【００５８】
例えば、図４に示すようなフェイルビットが分布していたチップが、メモリの一番下のレイヤ（最下層）で、チップアドレス（Ｘ，Ｙ）が（５，５）である場合、フェイルビットマップ画像データは図１１に示すような形式で第２画像データ記憶領域３４に格納され得る。
【００５９】
なお、異なる不良モードに対応するフェイルビットが１つの分割領域に存在していた場合、画像データ作成部２２は、それぞれの不良モードに対応するフェイルビットのみが存在するフェイルビットマップ画像データを作成し、第２画像データ記憶領域３４に格納する。例えば、１つの分割領域に、カラム不良に対応するフェイルビットと、単ビット不良に対応するフェイルビットが存在している場合、画像データ作成部２２は、カラム不良に対応するフェイルビットのみが存在するフェイルビットマップ画像データを作成して、第２画像データ記憶領域３４の“カラム不良”ディレクトリに格納する。また、画像データ作成部２２は、単ビット不良に対応するフェイルビットのみが存在するフェイルビットマップ画像データを作成して、第２画像データ記憶領域３４の“単ビット不良”ディレクトリに格納する。このようにすることで、不良モード別にフェイルビットマップを表示した際に、他の不良モードに対応するフェイルビットが表示されることを防止できる。
【００６０】
管理情報登録部２３は、不良解析対象となる３次元構造メモリの製品名、ロット番号、ウェーハ番号、不良モード、チップアドレス、レイヤ、測定日時、この不良モードに対応するフェイルビットが無い分割領域の識別番号、この不良モードに対応するフェイルビットが存在する分割領域の識別番号及びそのフェイルビットマップ画像データのファイル名等を含む管理情報（第２管理情報）を記憶部３０の管理情報記憶領域３３に登録する。
【００６１】
例えば、図４に示すようにフェイルビットが分布していたチップが、メモリの一番下のレイヤ（最下層）で、チップアドレス（Ｘ，Ｙ）が（５，５）である場合、管理情報記憶領域３３には、図１２に示すような、不良モードと分割領域の識別番号との対応関係を含む管理情報が登録される。
【００６２】
次に、図１に示す画像処理部４０について説明する。画像処理部４０は、指示受付部４１、画像データ抽出部４２、画像データ結合部４３、及び表示部（ディスプレイ）４４を有する。
【００６３】
指示受付部４１は、例えばマウスやキーボードを介して、ユーザからフェイルビットマップの表示形式や表示領域の指示を受け付ける。フェイルビットマップの表示形式は、２次元表示、３次元表示、レイヤ別表示、レイヤ重ね合わせ表示、不良モード別表示、不良モード重ね合わせ表示等がある。例えば、表示部４４に、図１３（ａ）に示すようなレイヤの選択を行うトグルボタンが表示され、ユーザは指示受付部４１を介して、表示するレイヤを選択する。また、例えば、表示部４４に、図１３（ｂ）に示すような不良モードの選択を行うトグルボタンが表示され、ユーザは指示受付部４１を介して、表示する不良モードを選択する。なお、図１３（ｂ）に示すように、不良モード毎に色を変えて表示できるようにすることが好適である。これにより、複数の不良モードを表示した場合に、フェイルビットがどの不良モードに対応するか判別しやすくなる。
【００６４】
指示受付部４１はユーザから受け付けた表示形式や表示領域の指示を画像データ抽出部４２へ出力する。
【００６５】
画像データ抽出部４２は、管理情報記憶領域３３に登録されている管理情報を参照し、指示受付部４１から取得したユーザの指示に基づいて、フェイルビットマップの表示に必要なフェイルビットマップ画像データ又は縮約フェイルビットマップ画像データを、第１画像データ記憶領域３２又は第２画像データ記憶領域３４から抽出する。
【００６６】
画像データ結合部４３は、画像データ抽出部４２が抽出したフェイルビットマップ画像データ又は縮約フェイルビットマップ画像データと、画像データ抽出部４２が参照した管理情報記憶領域３３内の管理情報と、構成情報記憶領域３１に記憶されているメモリの物理的な構成情報とを結合して、フェイルビットマップ画像を作成する。
【００６７】
表示部４４は、画像データ結合部４３が作成したフェイルビットマップ画像を表示する。
【００６８】
図１４にフェイルビットマップ画像の表示の切り替えの一例を示す。
【００６９】
ユーザが、メモリ中の１つのチップについて全レイヤの重ね合わせ表示（２次元表示）を選択すると、画像データ抽出部４２は、縮約レベルが最も高いディレクトリの下層の、選択されたチップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれる全レイヤの一部ビット不良領域の画像データを、第１画像データ記憶領域３２から抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、選択されたチップ内の不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００７０】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとを結合し、重ね合わせて、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１４（ａ）に示すようなフェイルビットマップ画像を表示する。
【００７１】
ユーザが、図１４（ａ）における所望の領域の拡大表示を指示すると、画像データ抽出部４２は、縮約レベルが低いディレクトリ（例えば“縮約レベル１”ディレクトリ）の下層の、選択チップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれ、ユーザに指定された領域に対応する全レイヤの一部ビット不良領域の画像データを、第１画像データ記憶領域３２から抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、ユーザに指定された領域内の不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００７２】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとを結合し、重ね合わせて、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１４（ｂ）に示すようなフェイルビットマップ画像を表示する。
【００７３】
続いて、ユーザが、図１４（ｂ）における所望の領域の拡大表示を指示すると、画像データ抽出部４２は、第１画像データ記憶領域３２から、縮約レベルがさらに低いディレクトリ（例えば“縮約レベル０”ディレクトリ）の下層の、選択チップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれ、ユーザに指定された領域に対応する全レイヤの一部ビット不良領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、ユーザに指定された領域内の不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００７４】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとを結合し、重ね合わせて、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１４（ｃ）に示すようなフェイルビットマップ画像を表示する。
【００７５】
続いて、ユーザが図１４（ｃ）における所望の領域の３次元表示を指示すると、画像データ抽出部４２は、第１画像データ記憶領域３２から、同じ縮約レベルのディレクトリの下層の、選択チップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれ、ユーザに指定された領域に対応する全レイヤの一部ビット不良領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、ユーザに指定された領域内の不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００７６】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとレイヤ毎に結合し、各レイヤの情報をＺ方向（高さ方向）の情報に置き換えて、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１４（ｄ）に示すように、フェイルビットマップ画像を３次元表示することができる。
【００７７】
第１画像データ記憶領域３２は、縮約率（縮約レベル）毎に、フェイルビットマップ画像データを保持しているため、画像データ抽出部４２はフェイルビットマップ画像の表示に必要な（表示領域の大きさに対応した）画像データを速やかに抽出することができる。そのため、表示部４４はフェイルビットマップ画像を速やかに表示することができる。また、第１画像データ記憶領域３２は、レイヤ毎にフェイルビットマップ画像データを保持しているため、画像データ抽出部４２はフェイルビットマップ画像の３次元表示に必要な画像データを速やかに抽出することができる。そのため、表示部４４はフェイルビットマップ画像の３次元表示を速やかに行うことができる。
【００７８】
図１５にフェイルビットマップ画像の表示切り替えの別の例を示す。
【００７９】
表示部４４に図１４（ｃ）に示すようなフェイルビットマップ画像が表示されている時に、ユーザが図１５（ａ）に示すようにレイヤ０の表示を指示すると、画像データ抽出部４２は、第１画像データ記憶領域３２から、同じ縮約レベルのディレクトリの下層の、選択チップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれるレイヤ０の一部ビット不良領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、このチップのレイヤ０における不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００８０】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとを結合し、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１５（ｂ）に示すようなレイヤ０のフェイルビットマップ画像を表示する。
【００８１】
続いて、ユーザが図１５（ｃ）に示すようにレイヤ１の表示を指示すると、画像データ抽出部４２は、第１画像データ記憶領域３２から、同じ縮約レベルのディレクトリの下層の、選択チップのチップアドレスに対応するディレクトリに含まれるレイヤ１の一部ビット不良領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、このチップのレイヤ１における不良無し領域の識別番号と、全ビット不良領域の識別番号とを抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００８２】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、全ビット不良領域の識別番号から全ビット不良領域の画像データを作成し、これらの画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された一部ビット不良領域の画像データとを結合し、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４は図１５（ｄ）に示すようなレイヤ１のフェイルビットマップ画像を表示する。
【００８３】
第１画像データ記憶領域３２は、レイヤ毎に、フェイルビットマップ画像データを保持しているため、画像データ抽出部４２はフェイルビットマップ画像のレイヤ別表示に必要な画像データを速やかに抽出することができる。そのため、表示部４４はフェイルビットマップ画像のレイヤ別表示を速やかに行うことができる。
【００８４】
ユーザは、図１３（ｂ）に示すようなトグルボタンを用いて不良モードの選択を行うことで、不良モード別にフェイルビットマップ画像を２次元／３次元表示したり、不良モード別に表示色を割り当てて複数の不良モードを重ね合わせて２次元／３次元表示したりすることができる。
【００８５】
例えば、ユーザがカラム不良のフェイルビットマップ画像の表示を指示した場合、画像データ抽出部４２は、第２画像データ記憶領域３４の“カラム不良”のディレクトリから、カラム不良のフェイルビットが存在する分割領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、カラム不良に対応するフェイルビットが無い分割領域の識別番号を抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００８６】
画像データ結合部４３は、不良無し領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、この画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された画像データとを結合し、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４はカラム不良のフェイルビットマップ画像を表示する。
【００８７】
第２画像データ記憶領域３４は、不良モード毎にフェイルビットマップ画像データを保持しているため、画像データ抽出部４２はフェイルビットマップ画像の不良モード別表示に必要な画像データを速やかに抽出することができる。そのため、表示部４４はフェイルビットマップ画像の不良モード別表示を速やかに行うことができる。
【００８８】
また、第２画像データ記憶領域３４は、不良モード毎、縮約レベル毎、レイヤ毎にディレクトリを分けてフェイルビットマップ画像データを保持しているため、画像データ抽出部４２は、不良モード別のフェイルビットマップ画像や複数の不良モードを重ね合わせたフェイルビットマップ画像の２次元／３次元表示、拡大／縮小表示、レイヤ別表示、レイヤ重ね合わせ表示に必要な画像データを速やかに抽出できる。そのため、表示部４４は、不良モード別のフェイルビットマップ画像や複数の不良モードを重ね合わせたフェイルビットマップ画像の２次元／３次元表示、拡大／縮小表示、レイヤ別表示、レイヤ重ね合わせ表示を高速に切り替えることができる。
【００８９】
例えば、図１６（ａ）に示すように、ユーザがレイヤ０のブロック不良のフェイルビットマップ画像の表示を指示した場合、画像データ抽出部４２は、第２画像データ記憶領域３４の“ブロック不良”のディレクトリ内の“レイヤ０”のディレクトリから、ブロック不良のフェイルビットが存在する分割領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、ブロック不良に対応するフェイルビットが無い分割領域の識別番号を抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００９０】
画像データ結合部４３は、ブロック不良の無い分割領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、この画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された画像データとを結合し、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４はレイヤ０のブロック不良のフェイルビットマップ画像を高速に表示することができる。
【００９１】
また、例えば、図１６（ｂ）に示すように、ユーザがレイヤ０及びレイヤ１のブロック不良及びロウ不良のフェイルビットマップ画像の表示を指示した場合、画像データ抽出部４２は、第２画像データ記憶領域３４の“ブロック不良”のディレクトリ内の“レイヤ０”及び“レイヤ１”のディレクトリから、ブロック不良のフェイルビットが存在する分割領域の画像データを抽出し、“ロウ不良”のディレクトリ内の“レイヤ０”及び“レイヤ１”のディレクトリから、ロウ不良のフェイルビットが存在する分割領域の画像データを抽出する。また、画像データ抽出部４２は、管理情報を参照して、ブロック不良、ロウ不良に対応するフェイルビットが無い分割領域の識別番号を抽出し、画像データ結合部４３に通知する。
【００９２】
画像データ結合部４３は、ブロック不良の無い分割領域の識別番号から不良無し領域の画像データを作成し、この画像データと、画像データ抽出部４２により抽出された画像データとを結合し、フェイルビットマップ画像を作成する。このようにして、表示部４４はレイヤ０及びレイヤ１のブロック不良及びロウ不良を重ね合わせたフェイルビットマップ画像を高速に表示することができる。
【００９３】
このように、本実施形態によれば、ユーザに指示された１つ以上の不良モードかつ１つ以上のレイヤについてのフェイルビットマップ画像を高速に表示することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、フェイルビットデータ作成部１０の領域分割部１２が、１チップを複数の小領域にメッシュ分割しているため、画像データの１ファイル当たりのサイズが小さくなる。１ファイルのデータサイズが小さくなると、１ファイルに圧縮・保存したデータを計算機メモリ上に展開してもスワップを起こさずにデータ操作することが容易となり、フェイルビットマップ画像の表示も高速化できる。
【００９５】
このように、本実施形態に係る不良解析システム１によれば、フェイルビットマップ画像の２次元／３次元表示、拡大／縮小表示、レイヤ別／レイヤ重ね合わせ表示、不良モード別／不良モード重ね合わせ表示を速やかに行うことができ、３次元構造メモリ等の半導体装置の検査コストの増大を防止できる。
【００９６】
上記実施形態では、フェイルビットデータ作成部１０の画像データ作成部１４は、全ビット不良領域のフェイルビットマップ画像データを作成しなかったが、作成してもよい。
【００９７】
画像データ作成部１４、２２による画像データ作成処理は、マルチコアプロセッサで実行することが好適である。マルチコアプロセッサで複数の小領域の画像データ作成処理を並行して実行することで、画像データを短時間に作成することができる。
【００９８】
上記実施形態では、図６、図７、図１０、図１１に示すように、第１画像データ記憶領域３２、第２画像データ記憶領域３４において、チップアドレス毎、レイヤ毎にディレクトリを分けていたが、例えば“5-5-Layer0-#10.png”のように、画像データのファイル名にチップアドレスやレイヤの情報を含めて、ディレクトリ構造の階層数を減らすようにしてもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、図１０、図１１に示すように、第２画像データ記憶領域３４において、不良モード種類を分類するディレクトリの下層にレイヤを分類するディレクトリを設けていたが、ユーザの指示に応じて、レイヤを分類するディレクトリの下層に不良モード種類を分類するディレクトリを設けるようにしてもよい。例えば、フェイルビットマップ画像のレイヤ別表示を実行する頻度が高い場合は、レイヤを分類するディレクトリを上層に設けることで、より速やかに画像データを抽出することができる。
【０１００】
図８に示す管理情報は、一部ビット不良領域の識別番号や画像ファイル名を含んでいたが、これらは省略してもよい。第１画像データ記憶領域３２に、一部ビット不良領域の識別番号をファイル名に含むフェイルビットマップ画像データが格納されているためである。
【０１０１】
上記実施形態では、不良解析システム１が３次元構造を有するメモリの不良解析を行うことを例に説明を行ったが、メモリ以外の３次元構造を有する半導体装置や、２次元構造のメモリなどについても、不良解析を行うことができる。
【０１０２】
上述した実施形態で説明した不良解析システムの少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、不良解析システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【０１０３】
また、不良解析システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【０１０４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１  不良解析システム
１０  フェイルビットデータ作成部
１１  アドレス変換部
１２  領域分割部
１３  領域状態判定部
１４  画像データ作成部
１５  管理情報登録部
２０  不良モードデータ作成部
２１  不良モード特定部
２２  画像データ作成部
２３  管理情報登録部
３０  記憶部
３１  構成情報記憶領域
３２  第１画像データ記憶領域
３３  管理情報記憶領域
３４  第２画像データ記憶領域
４０  画像処理部
４１  指示受付部
４２  画像データ抽出部
４３  画像データ結合部
４４  表示部
【図１】
2012018052.tif 000003
【図２】
2012018052.tif 000004
【図６】
2012018052.tif 000005
【図７】
2012018052.tif 000006
【図８】
2012018052.tif 000007
【図９】
2012018052.tif 000008
【図１０】
2012018052.tif 000009
【図１１】
2012018052.tif 000010
【図１２】
2012018052.tif 000011
【図１３】
2012018052.tif 000012
【図１６】
2012018052.tif 000013
【図３】
2012018052.tif 000014
【図４】
2012018052.tif 000015
【図５】
2012018052.tif 000016
【図１４】
2012018052.tif 000017
【図１５】
2012018052.tif 000018