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JP6868084B2 - Image generation method, image generation device, image generation program and recording medium - Google Patents
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JP6868084B2 - Image generation method, image generation device, image generation program and recording medium - Google Patents

Image generation method, image generation device, image generation program and recording medium Download PDF

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Description

本発明は、画像生成方法、画像生成装置、画像生成プログラム及び記録媒体に関する。 The present invention relates to an image generation method, an image generation device, an image generation program, and a recording medium.

従来、半導体デバイスの検査のために、半導体デバイスにおける電流の強度や電流の流れている部位を検出する検出装置が知られている。例えば、特許文献1には、半導体デバイスから発生する電流によって誘起される磁気を、磁気検出器(超伝導量子干渉素子:SQUID)を用いて検出する非破壊解析装置が開示されている。この装置では、基準信号に同期した変調信号によって強度変調された変調ビームを半導体デバイスに対して照射している。そして、磁気検出器から出力される検出信号と基準信号に基づいて位相差像を得ている。また、非特許文献1には、SQUID等の磁気検出器で検出された磁束密度から、平面方向の電流密度を求める手法が開示されている。この非特許文献1では、電流と磁場との関係をビオ・サバールの法則を用いて数式化し、磁場から電流密度を求める手法が提案されている。 Conventionally, for inspection of a semiconductor device, a detection device for detecting the strength of a current or a portion where a current is flowing in the semiconductor device has been known. For example, Patent Document 1 discloses a non-destructive analysis device that detects magnetism induced by an electric current generated from a semiconductor device using a magnetic detector (superconducting quantum interfering element: SQUID). In this device, the semiconductor device is irradiated with a modulation beam whose intensity is modulated by a modulation signal synchronized with the reference signal. Then, a phase difference image is obtained based on the detection signal and the reference signal output from the magnetic detector. Further, Non-Patent Document 1 discloses a method of obtaining the current density in the plane direction from the magnetic flux density detected by a magnetic detector such as SQUID. In Non-Patent Document 1, a method is proposed in which the relationship between a current and a magnetic field is mathematically expressed using Biot-Savart's law, and the current density is obtained from the magnetic field.

特開2005−134196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-134196

Bradley J. Roth, Nestor G.Sepulveda, and John P. Wikswo, Jr., “Using a magnetometer to image atwo-dimensional current distribution,”J. Appl. Phys. , 65 (1), 1 January1989.Bradley J. Roth, Nestor G. Sepulveda, and John P. Wikswo, Jr., “Using a magnetometer to image atwo-dimensional current distribution,” J. Appl. Phys., 65 (1), 1 January 1989.

しかしながら、特許文献1では、単に位相差像を用いて高感度に良品と不良品の差異を見分けるに過ぎない。また、非特許文献1では、磁場から電流密度を求める理論式が開示されるに過ぎない。このように、いずれの文献においても、半導体デバイスにおける電流の流れる方向を求める手法等は開示されていない。そこで、本発明は、半導体デバイスにおける電流の方向を示す画像である電流方向像を生成することができる画像生成方法及び画像生成装置を提供することを目的とする。 However, in Patent Document 1, the difference between a good product and a defective product is simply discriminated with high sensitivity by using a phase difference image. Further, Non-Patent Document 1 only discloses a theoretical formula for obtaining the current density from a magnetic field. As described above, neither document discloses a method or the like for determining the direction in which a current flows in a semiconductor device. Therefore, an object of the present invention is to provide an image generation method and an image generation device capable of generating a current direction image which is an image showing the direction of a current in a semiconductor device.

一側面に係る画像生成方法は、半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を生成する画像生成方法であって、半導体デバイスに刺激信号を印加するステップと、刺激信号の印加によって発生した磁気を検出し、検出信号を出力するステップと、刺激信号に基づいて生成される参照信号と検出信号との位相差に基づいて、位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成するステップと、位相像データに基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成するステップと、を含む。 The image generation method according to one aspect is an image generation method that generates an image indicating the direction of the current flowing through the semiconductor device, and detects a step of applying a stimulus signal to the semiconductor device and a magnetism generated by the application of the stimulus signal. Then, the step of outputting the detection signal, the step of generating the phase image data including the phase component indicating the phase difference based on the phase difference between the reference signal and the detection signal generated based on the stimulation signal, and the phase. It includes a step of generating a current direction image indicating the direction of the current based on the image data.

また、一側面に係る画像生成装置は、半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する画像生成装置であって、半導体デバイスに刺激信号を印加する信号印加部と、刺激信号の印加によって発生した磁気に基づく検出信号を出力する磁気検出部と、刺激信号に基づいて生成される参照信号と検出信号との位相差に基づいて、位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成し、位相像データに基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成する、画像生成部と、を備える。 Further, the image generator according to one aspect is an image generator that acquires an image indicating the direction of the current flowing through the semiconductor device, and is generated by a signal application unit that applies a stimulus signal to the semiconductor device and an application of the stimulus signal. Based on the phase difference between the reference signal and the detection signal generated based on the stimulation signal and the magnetic detection unit that outputs the detection signal based on the magnetism, the phase image data including the phase component indicating the phase difference is generated. , An image generation unit that generates a current direction image indicating the direction of the current based on the phase image data.

また、一側面に係る画像生成プログラムは、半導体デバイスに対して刺激信号を印加することにより半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータを、刺激信号の印加によって発生した磁気に基づく検出信号と刺激信号に基づいて生成される参照信号との位相差から位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成する位相像データ生成部と、位相像データに基づいて電流の方向を示す電流方向像を生成する画像生成部として機能させる。また、他の一側面に係る記録媒体は、画像生成プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 Further, the image generation program according to one aspect is a program for causing a computer to execute a process of acquiring an image indicating the direction of the current flowing through the semiconductor device by applying a stimulus signal to the semiconductor device. , A phase image data generator that generates phase image data including a phase component indicating the phase difference from the phase difference between the detection signal based on the magnetism generated by the application of the stimulation signal and the reference signal generated based on the stimulation signal. And, it functions as an image generation unit that generates a current direction image indicating the direction of the current based on the phase image data. The recording medium according to the other aspect is a computer-readable recording medium for recording an image generation program.

この画像生成方法、画像生成装置及び画像生成プログラムでは、半導体デバイスに印加された刺激信号によって磁気が発生する。そして、刺激信号に基づいて生成される参照信号と、磁気に基づく検出信号との位相差に基づいて、位相差を示す位相成分を含んだ位相像データが生成される。位相差は磁場の方向によって変化するため、位相像データは磁場の方向の情報を含むことになる。磁場の方向は、電流の方向によって決まるため、位相像データに基づいて、電流の方向を判定することが可能となる。これにより、判定された電流の方向を用いて、電流の方向を示す画像を生成することができる。 In this image generation method, image generation device, and image generation program, magnetism is generated by a stimulus signal applied to a semiconductor device. Then, based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal based on magnetism, phase image data including a phase component indicating the phase difference is generated. Since the phase difference changes depending on the direction of the magnetic field, the phase image data includes information on the direction of the magnetic field. Since the direction of the magnetic field is determined by the direction of the current, it is possible to determine the direction of the current based on the phase image data. This makes it possible to generate an image showing the direction of the current using the determined direction of the current.

一形態において、電流方向像は、方向に応じて設定された複数の色によって、電流の方向が示される構成でもよい。このような構成により、電流の位置と方向とを視覚的に容易に把握することができる。 In one form, the current direction image may be configured such that the direction of the current is indicated by a plurality of colors set according to the direction. With such a configuration, the position and direction of the electric current can be easily grasped visually.

一形態において、複数の色は、少なくとも、電流の方向に対応して区分された4つの角度範囲に対してそれぞれ設定された異なる色を有している構成でもよい。一般的に、半導体デバイスにおける電流経路は、平面視において、X軸方向及びY軸方向に設計されることが多い。この場合、電流の方向は、X方向、−X方向、Y方向及び−Y方向の4つとなる。上記構成のように少なくとも異なる4色を有することで、4つの方向を識別しやすくなる。 In one form, the plurality of colors may have at least different colors set for each of the four angular ranges divided according to the direction of the electric current. In general, the current path in a semiconductor device is often designed in the X-axis direction and the Y-axis direction in a plan view. In this case, there are four current directions: the X direction, the −X direction, the Y direction, and the −Y direction. Having at least four different colors as in the above configuration makes it easier to identify the four directions.

一形態において、電流方向像を生成するステップは、電流の方向と複数の色との対応関係を変更するステップを含む構成でもよい。例えば、画像生成部は、複数の色のデータをもつ色テーブルと、電流の方向に対応して区分された角度範囲のデータをもつ角度テーブルと、を有し、色テーブルと角度テーブルとの対応関係を変更可能である構成でもよい。この構成によれば、例えば、得られた画像の向きが傾いている場合でも、容易に配色の調整を行うことができる。 In one form, the step of generating the current direction image may include a step of changing the correspondence between the direction of the current and the plurality of colors. For example, the image generation unit has a color table having data of a plurality of colors and an angle table having data of an angle range divided according to the direction of the current, and the correspondence between the color table and the angle table. It may be a configuration in which the relationship can be changed. According to this configuration, for example, even when the orientation of the obtained image is tilted, the color scheme can be easily adjusted.

一形態において、検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成するステップをさらに含む構成でもよい。この場合、電流強度像と電流方向像とに基づいて電流の強度及び方向を示す電流像を生成するステップをさらに含む構成でもよい。この場合、画像生成部は、検出信号から生成された、磁気の強度を示す強度像データに対して位相像データに基づく磁気方向のデータが付加されたデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成する構成でもよい。磁気の強度は電流の大きさに対応している。そのため、強度像データに対して磁気方向のデータを付加することによって、電流の大きさを画像に表現することができる。 In one form, data is generated by adding data in the magnetic direction based on the phase image data to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current indicating the current intensity based on the data is generated. The configuration may further include a step of generating an intensity image. In this case, the configuration may further include a step of generating a current image showing the current intensity and direction based on the current intensity image and the current direction image. In this case, the image generation unit generates data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current is generated based on the data. It may be configured to generate a current intensity image showing the intensity of. The magnetic strength corresponds to the magnitude of the electric current. Therefore, the magnitude of the current can be expressed in the image by adding the data in the magnetic direction to the intensity image data.

一形態において、電流の方向を示す電流方向像を生成するステップは、検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流方向像を生成してもよい。この場合、画像生成部は、検出信号から生成された、磁気の強度を示す強度像データに対して位相像データに基づく磁気方向のデータが付加されたデータを生成し、当該データに基づいて電流方向像を生成する構成でもよい。位相成分と磁気の強度情報の両方を含む当該データを用いることで、より高精度に電流の方向を示す電流方向像を得ることができる。 In one form, the step of generating a current direction image indicating the direction of the current is to add data in the magnetic direction based on the phase image data to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal. It may be generated and a current direction image may be generated based on the data. In this case, the image generation unit generates data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current is based on the data. It may be configured to generate a directional image. By using the data including both the phase component and the magnetic intensity information, it is possible to obtain a current direction image showing the direction of the current with higher accuracy.

一形態において、磁気検出部は、光を発生する光源と、半導体デバイスに対向配置される磁気光学結晶と、光を磁気光学結晶に照射し、磁気光学結晶から反射された光を導光する照射光学系と、磁気光学結晶から反射された光を検出して、検出信号を出力する光検出器と、を有する構成でもよい。 In one form, the magnetic detection unit irradiates the magneto-optical crystal with a light source that generates light, a magneto-optical crystal arranged opposite to the semiconductor device, and an irradiation that guides the light reflected from the magneto-optical crystal. The configuration may include an optical system and an optical detector that detects the light reflected from the magneto-optical crystal and outputs a detection signal.

この画像生成方法及び画像生成装置によれば、半導体デバイスにおける電流の方向を示す画像である電流方向像を生成することができる。 According to this image generation method and the image generation device, it is possible to generate a current direction image which is an image showing the direction of the current in the semiconductor device.

本発明の第1実施形態に係る検査装置の構成図である。It is a block diagram of the inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の検査装置における光分割光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical division optical system in the inspection apparatus of FIG. 位相差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase difference. 電流像を得る手順の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the procedure for obtaining a current image. 強度像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of an intensity image. 位相像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a phase image. 電流強度像及び電流方向像を取得する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure for acquiring a current intensity image and a current direction image. 電流強度像及び電流方向像を取得する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure for acquiring a current intensity image and a current direction image. 電流強度像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a current intensity image. 電流方向像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of the current direction image. 電流方向像における色の割り当てを説明する図である。It is a figure explaining the color assignment in the current direction image. 角度と色との関係を示すテーブルである。It is a table showing the relationship between the angle and the color. 電流強度像による電流方向像のコントラスト調整を説明する図である。It is a figure explaining the contrast adjustment of the current direction image by the current intensity image. 電流像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a current image. 配色調整画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a color scheme adjustment screen. 電流方向像を取得する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure for acquiring a current direction image. 電流強度像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a current intensity image. 電流像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a current image. 電流強度像を取得する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure for acquiring a current intensity image. 電流強度像を取得する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure for acquiring a current intensity image. 電流強度像の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of a current intensity image. 画像生成プログラムを記録する記録媒体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recording medium which records an image generation program.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1に示されるように、本実施形態に係る画像生成装置1は、例えば、半導体デバイスDにおいて異常発生箇所を特定する等、半導体デバイスDの検査に使用することができる。画像生成装置1は、半導体デバイスDに対して刺激信号を印加することにより半導体デバイスDに流れる電流の方向を求め、半導体デバイスDに流れる電流の方向を示す画像を生成する。 As shown in FIG. 1, the image generation device 1 according to the present embodiment can be used for inspection of the semiconductor device D, for example, by identifying an abnormality occurrence location in the semiconductor device D. The image generation device 1 obtains the direction of the current flowing through the semiconductor device D by applying a stimulus signal to the semiconductor device D, and generates an image showing the direction of the current flowing through the semiconductor device D.

半導体デバイスDとしては、トランジスタ等のPNジャンクションを有する集積回路(例えば、小規模集積回路(SSI:Small Scale Integration)、中規模集積回路(MSI:Medium Scale Integration)、大規模集積回路(LSI:Large Scale Integration)、超大規模集積回路(VLSI:Very Large Scale Integration)、超々大規模集積回路(ULSI:Ultra Large Scale Integration)、ギガ・スケール集積回路(GSI:Giga Scale Integration))、大電流用/高圧用MOSトランジスタ及びバイポーラトランジスタ、電力用半導体素子(パワーデバイス)等がある。また、半導体デバイスDは、半導体デバイスを含むパッケージ、複合基板等であってもよい。 The semiconductor device D includes an integrated circuit having a PN junction such as a transistor (for example, a small integrated circuit (SSI: Small Scale Integration)), a medium scale integrated circuit (MSI: Medium Scale Integration), and a large scale integrated circuit (LSI: Large). Scale Integration), Very Large Scale Integration (VLSI), Ultra Large Scale Integration (ULSI), Giga Scale Integration (GSI), Large Current / High Pressure There are MOS transistors and bipolar transistors for power, semiconductor elements for power (power devices), and the like. Further, the semiconductor device D may be a package including the semiconductor device, a composite substrate, or the like.

半導体デバイスDには、デバイス制御ケーブルを介してテスタユニット11(信号印加部)が電気的に接続されている。テスタユニット11は、電源(図示せず)によって動作させられ、半導体デバイスDに所定の変調電流信号(刺激信号)を印加する。半導体デバイスDでは、当該変調電流信号に伴い変調磁場が発生する。変調磁場に応じて強度変調した光が後述する光検出器22に検出されることによって、特定の周波数で変調された光を検出することが可能となる。なお、テスタユニット11からの変調電流信号を半導体デバイスDに印加しながら、検出周波数に応じた光を光源13(後述)から発生させることによりロックイン検出を行うものであってもよく、この場合S/Nを向上させることができる。テスタユニット11は、タイミング信号ケーブルを介して周波数解析部12に電気的に接続されている。なお、刺激信号として変調電圧信号を印加してもよい。 A tester unit 11 (signal application unit) is electrically connected to the semiconductor device D via a device control cable. The tester unit 11 is operated by a power source (not shown) and applies a predetermined modulated current signal (stimulation signal) to the semiconductor device D. In the semiconductor device D, a modulated magnetic field is generated along with the modulated current signal. By detecting the light intensity-modulated according to the modulated magnetic field by the photodetector 22 described later, it is possible to detect the light modulated at a specific frequency. In this case, lock-in detection may be performed by generating light corresponding to the detection frequency from the light source 13 (described later) while applying the modulation current signal from the tester unit 11 to the semiconductor device D. The S / N can be improved. The tester unit 11 is electrically connected to the frequency analysis unit 12 via a timing signal cable. A modulated voltage signal may be applied as the stimulation signal.

画像生成装置1は、光源13を備えている。光源13は、電源(図示せず)によって動作させられ、後述するMO結晶18(磁気光学結晶)及び半導体デバイスDに照射されるCW光またはパルス光を発生し出力する。光源13から出力される光は、インコヒーレント(非コヒーレント)な光でもよいし、レーザ光のようなコヒーレントな光であってもよい。インコヒーレントな光を出力する光源13としては、SLD(Super Luminescent Diode)やASE(Amplified SpontaneousEmission)、LED(LightEmitting Diode)等を用いることができる。光源13から出力される光がインコヒーレントな光である場合には、MO結晶18における反射光と、半導体デバイスDにおける反射光との間で生じる干渉ノイズを低減することができる。MO結晶18における反射光には、MO結晶18の光入射面における反射光、及びMO結晶18の光反射面における反射光の双方が含まれる。なお、MO結晶18の光入射面における反射光の影響は、光入射面に反射防止加工を施すことにより低減してもよい。 The image generation device 1 includes a light source 13. The light source 13 is operated by a power source (not shown) to generate and output CW light or pulsed light irradiated to the MO crystal 18 (magneto-optical crystal) and the semiconductor device D, which will be described later. The light output from the light source 13 may be incoherent (non-coherent) light or coherent light such as laser light. As the light source 13 that outputs incoherent light, SLD (Super Luminescent Diode), ASE (Amplified SpontaneousEmission), LED (LightEmitting Diode) and the like can be used. When the light output from the light source 13 is incoherent light, it is possible to reduce the interference noise generated between the reflected light in the MO crystal 18 and the reflected light in the semiconductor device D. The reflected light in the MO crystal 18 includes both the reflected light on the light incident surface of the MO crystal 18 and the reflected light on the light reflecting surface of the MO crystal 18. The influence of the reflected light on the light incident surface of the MO crystal 18 may be reduced by applying antireflection processing to the light incident surface.

また、コヒーレントな光を出力する光源13としては、固体レーザ光源や半導体レーザ光源等を用いることができる。光源13から出力される光の波長は、530nm以上であり、好ましくは1064nm以上である。光源13から出力された光は、偏光保存シングルモード光カプラ(図示せず)、及び、プローブ光用の偏光保存シングルモード光ファイバを介して光分割光学系14に導かれる。光分割光学系14の詳細については後述する。光源13から光分割光学系14に導かれた光は、更に光スキャナ15及び対物レンズ16を含む照射光学系に導かれる。照射光学系である光スキャナ15及び対物レンズ16は、光源13から出力された光をMO結晶18に対して照射する。 Further, as the light source 13 that outputs coherent light, a solid-state laser light source, a semiconductor laser light source, or the like can be used. The wavelength of the light output from the light source 13 is 530 nm or more, preferably 1064 nm or more. The light output from the light source 13 is guided to the optical division optical system 14 via a polarization-preserving single-mode optical coupler (not shown) and a polarization-preserving single-mode optical fiber for probe light. The details of the optical division optical system 14 will be described later. The light guided from the light source 13 to the optical division optical system 14 is further guided to the irradiation optical system including the optical scanner 15 and the objective lens 16. The optical scanner 15 and the objective lens 16 which are irradiation optical systems irradiate the MO crystal 18 with the light output from the light source 13.

光スキャナ15は、MO結晶18の光入射面上の照射スポットを走査する。より詳細には、光スキャナ15は、後述するコンピュータ24によって制御されることにより、照射スポットを走査する。光スキャナ15は、例えばガルバノミラーやMEMS(micro electro mechanical system)ミラー等の光走査素子によって構成されている。 The optical scanner 15 scans the irradiation spot on the light incident surface of the MO crystal 18. More specifically, the optical scanner 15 scans the irradiation spot by being controlled by a computer 24 described later. The optical scanner 15 is composed of optical scanning elements such as a galvano mirror and a MEMS (micro electro mechanical system) mirror.

対物レンズ16は、光スキャナ15によって導かれた光をMO結晶18に集光する。対物レンズ16は、ターレット(不図示)等により、低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切替可能に構成されている。低倍率対物レンズの倍率は例えば5倍であり、高倍率対物レンズの倍率は例えば50倍である。対物レンズ16には、対物レンズ駆動部17が連結されている。対物レンズ駆動部17が光源13からの光の光軸方向ODに移動することにより、対物レンズ16の焦点位置を調整することができる。 The objective lens 16 concentrates the light guided by the optical scanner 15 on the MO crystal 18. The objective lens 16 is configured to be able to switch between a low-magnification objective lens and a high-magnification objective lens by means of a turret (not shown) or the like. The magnification of the low-magnification objective lens is, for example, 5 times, and the magnification of the high-magnification objective lens is, for example, 50 times. An objective lens driving unit 17 is connected to the objective lens 16. The focal position of the objective lens 16 can be adjusted by moving the objective lens driving unit 17 in the optical axis direction OD of the light from the light source 13.

MO結晶18は、半導体デバイスDに対向して配置される。MO結晶18は、磁気光学効果により、半導体デバイスDで発生した磁界に応じて屈折率が変化し、入射された光の偏光状態(偏光方向)を変化させる。例えば、半導体デバイスDの故障時等において、半導体デバイスDに変調電流信号が印加されると、故障個所に応じたリーク電流が流れる電流経路が発生する場合がある。この場合、リーク電流が発生した箇所では、リーク電流が発生していない箇所とは異なる磁界が生じる。MO結晶18は、このような磁界の変化に応じて、偏光方向が変化した反射光を出射する。当該反射光の偏光方向の相違は、後述する光検出器22によって取得される光の強度の相違として表れる。MO結晶18における反射光は、対物レンズ16及び光スキャナ15を介して光分割光学系14に戻され、戻り光用の光ファイバを介して光検出器22に導かれる。このような構成により、磁気を検出するための磁気検出部が構成される。 The MO crystal 18 is arranged so as to face the semiconductor device D. Due to the magneto-optical effect, the refractive index of the MO crystal 18 changes according to the magnetic field generated by the semiconductor device D, and the polarization state (polarization direction) of the incident light is changed. For example, when a modulation current signal is applied to the semiconductor device D at the time of failure of the semiconductor device D, a current path through which a leak current flows according to the failure location may be generated. In this case, a magnetic field different from the location where the leak current is generated is generated at the location where the leak current is generated. The MO crystal 18 emits reflected light whose polarization direction has changed in response to such a change in the magnetic field. The difference in the polarization direction of the reflected light appears as a difference in the intensity of light acquired by the photodetector 22 described later. The reflected light in the MO crystal 18 is returned to the optical division optical system 14 via the objective lens 16 and the optical scanner 15, and is guided to the photodetector 22 via the optical fiber for the return light. With such a configuration, a magnetic detector for detecting magnetism is configured.

ここで、MO結晶18には、可とう性部材21を介して、MO結晶18を保持するホルダ19が連結されている。可とう性部材21は、例えばゴムやバネ等を含んで構成されたリング状の弾性部材である。また、可とう性部材21は、形状が変形する部材であればよく、必ずしも弾性部材でなくてもよい。可とう性部材21は、光軸方向ODから見てMO結晶18の外縁の少なくとも一部を覆うように、MO結晶18に固着されている。可とう性部材21は、MO結晶18の光入射面側に固着されている。また、ホルダ19は、例えばリング状であって、光軸方向ODから見て可とう性部材21の外縁を覆うように、可とう性部材21に固着されている。よって、可とう性部材21の一面は、MO結晶18に固着され、可とう性部材21の他面はホルダ19に固着されている。リング状の可とう性部材21がMO結晶18の外縁を覆い、リング状のホルダ19が可とう性部材21の外縁を覆っているので、光軸方向ODから見ると、MO結晶18の光入射面上には、対物レンズ16からの光が入力されるための開口が形成されている。ホルダ19には、ホルダ駆動部20が連結されている。 Here, the MO crystal 18 is connected to the holder 19 that holds the MO crystal 18 via the flexible member 21. The flexible member 21 is a ring-shaped elastic member including, for example, rubber or a spring. Further, the flexible member 21 may be a member whose shape is deformed, and may not necessarily be an elastic member. The flexible member 21 is fixed to the MO crystal 18 so as to cover at least a part of the outer edge of the MO crystal 18 when viewed from the optical axis direction OD. The flexible member 21 is fixed to the light incident surface side of the MO crystal 18. Further, the holder 19 has a ring shape, for example, and is fixed to the flexible member 21 so as to cover the outer edge of the flexible member 21 when viewed from the optical axis direction OD. Therefore, one surface of the flexible member 21 is fixed to the MO crystal 18, and the other surface of the flexible member 21 is fixed to the holder 19. Since the ring-shaped flexible member 21 covers the outer edge of the MO crystal 18 and the ring-shaped holder 19 covers the outer edge of the flexible member 21, the light incident of the MO crystal 18 is viewed from the optical axis direction OD. An opening for inputting light from the objective lens 16 is formed on the surface. A holder drive unit 20 is connected to the holder 19.

ホルダ駆動部20は、光軸方向ODに移動することにより、ホルダ19を光軸方向ODに移動させる。ホルダ駆動部20が光軸方向ODに移動することにより、ホルダ19と半導体デバイスDとの距離が縮められ、MO結晶18が半導体デバイスDに押し付けられる。つまり、MO結晶18は、半導体デバイスDに当接可能とされている。MO結晶18への光照射は、MO結晶18が半導体デバイスDに当接した状態で行われる。なお、MO結晶18への光照射は、半導体デバイスDに当接した状態で行われることに限らず、MO結晶18と半導体デバイスDの間に所定の間隔を持った状態で行われてもよい。また、対物レンズ駆動部17とホルダ駆動部20とは一体型の構成とされていてもよい。この場合、当該一体型の構成は、対物レンズ16及びホルダ19をそれぞれ個別に移動させる機構を有していてもよい。 The holder drive unit 20 moves the holder 19 in the optical axis direction OD by moving in the optical axis direction OD. By moving the holder drive unit 20 in the optical axis direction OD, the distance between the holder 19 and the semiconductor device D is shortened, and the MO crystal 18 is pressed against the semiconductor device D. That is, the MO crystal 18 can come into contact with the semiconductor device D. The light irradiation of the MO crystal 18 is performed in a state where the MO crystal 18 is in contact with the semiconductor device D. The light irradiation of the MO crystal 18 is not limited to the state of being in contact with the semiconductor device D, and may be performed in a state of having a predetermined distance between the MO crystal 18 and the semiconductor device D. .. Further, the objective lens driving unit 17 and the holder driving unit 20 may be integrated. In this case, the integrated configuration may have a mechanism for individually moving the objective lens 16 and the holder 19.

光検出器22は、照射された光に応じて、半導体デバイスDに当接したMO結晶18からの反射光を検出し、検出信号を出力する。光検出器22は、例えば、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、又はエリアイメージセンサ等である。光検出器22は、少なくとも1つの検出器を有しており、当該検出器に入力された光の強度を検出する。 The photodetector 22 detects the reflected light from the MO crystal 18 in contact with the semiconductor device D according to the irradiated light, and outputs a detection signal. The photodetector 22 is, for example, a photodiode, an avalanche photodiode, a photomultiplier tube, an area image sensor, or the like. The photodetector 22 has at least one detector and detects the intensity of the light input to the detector.

ここで、光分割光学系14について図2も参照しながら説明する。光分割光学系14は、コリメータ141,146と、シャッタ142と、偏向ビームスプリッタ(以下、PBS:Polarization Beam Splitterと記載)143、ファラデーローテータ(以下、FR:Faraday Rotatorと記載)144と、を含んで構成されている。図2に示されるように、光源13からの光が光スキャナ15を介してMO結晶18に照射される際には、まず、光源13からの光がコリメータ141を介してシャッタ142に入力される。シャッタ142は光のON/OFFを制御できるものであればよい。そして、シャッタ142から出力された光が、PBS143に入力される。PBS143は、偏光成分が0度の光を透過し90度の光を反射するように設定されている。また、PBS143は、シャッタ142からの光の偏光に合わせて設定されている。そのため、PBS143はシャッタ142からの光を透過する。PBS143を透過した偏光成分が0度の光は、入力光の偏光面を22.5度傾ける(回転させる)FR144に入力され、その偏光成分が22.5度となる。FR144を透過した光は、偏光成分が22.5度の光として光スキャナ15に入力される。当該光は、MO結晶18に照射される。 Here, the optical division optical system 14 will be described with reference to FIG. The optical splitting optical system 14 includes collimators 141 and 146, a shutter 142, a deflecting beam splitter (hereinafter referred to as PBS: Polarization Beam Splitter) 143, and a Faraday rotator (hereinafter referred to as FR: Faraday Rotator) 144. It is composed of. As shown in FIG. 2, when the light from the light source 13 is applied to the MO crystal 18 via the optical scanner 15, the light from the light source 13 is first input to the shutter 142 via the collimator 141. .. The shutter 142 may be any as long as it can control ON / OFF of light. Then, the light output from the shutter 142 is input to the PBS 143. The PBS 143 is set so that the polarization component transmits 0 degree light and reflects 90 degree light. Further, the PBS 143 is set according to the polarization of the light from the shutter 142. Therefore, PBS 143 transmits the light from the shutter 142. Light having a polarization component of 0 degrees transmitted through PBS143 is input to FR144 which tilts (rotates) the polarization plane of the input light by 22.5 degrees, and the polarization component becomes 22.5 degrees. The light transmitted through the FR 144 is input to the optical scanner 15 as light having a polarization component of 22.5 degrees. The light irradiates the MO crystal 18.

MO結晶18からの反射光は、半導体デバイスDに印加される変調電流信号で発生した磁界(磁場強度)に比例した磁気光学効果(カー効果、ファラデー効果等)に応じて、偏光面が回転している。当該反射光は、FR144により偏光面を22.5度傾けられ、PBS143に入力される。当該反射光は、PBS143によって偏光成分が90度の光及び0度の光に分割される。偏光成分が90度の光は、PBS143にて反射しコリメータ146を介して光検出器22の検出器に入力される。このように、光検出器22は、半導体デバイスDで発生した磁界(磁場強度)に応じた偏光面の変化を、光強度として検出し、当該光強度に応じた強度(振幅)の検出信号をアンプ23に出力する。なお、光分割光学系14として、PBS143が1つのみ備わっており、直交する直線偏光のうち偏光成分が90度の光のみ検出する構成を説明したが、これに限定されない。すなわち、光分割光学系14は、PBS143及びFR144の間に入力光の偏光面を45度傾けるFRと、偏光成分が45度の光を透過し135度の光を反射するようなPBSと、コリメータとを更に備え、直交する直線偏光の双方、すなわち偏光成分が90度の光及び0度の光を捉えて差動検出する構成であってもよい。また、光分割光学系14として、ハーフミラーを用いてもよい。 The plane of polarization of the reflected light from the MO crystal 18 rotates according to the magneto-optical effect (Kerr effect, Faraday effect, etc.) proportional to the magnetic field (magnetic field strength) generated by the modulated current signal applied to the semiconductor device D. ing. The reflected light is tilted by 22.5 degrees on the plane of polarization by FR144 and input to PBS143. The reflected light is divided into light having a polarization component of 90 degrees and light having a polarization component of 0 degrees by PBS 143. Light having a polarization component of 90 degrees is reflected by PBS 143 and input to the detector of photodetector 22 via a collimator 146. In this way, the photodetector 22 detects the change in the polarizing surface according to the magnetic field (magnetic field intensity) generated in the semiconductor device D as the light intensity, and detects the detection signal of the intensity (amplitude) according to the light intensity. Output to the amplifier 23. Although only one PBS 143 is provided as the optical splitting optical system 14, the configuration of detecting only light having a polarization component of 90 degrees among orthogonal linearly polarized light has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the optical division optical system 14 includes FR that tilts the polarization plane of the input light by 45 degrees between PBS 143 and FR 144, PBS that transmits the light of 45 degrees and reflects the light of 135 degrees, and a collimeter. And, both of the orthogonal linearly polarized light, that is, the light having a polarization component of 90 degrees and the light of 0 degrees may be captured and differentially detected. Further, a half mirror may be used as the optical division optical system 14.

図1に戻り、アンプ23は、光検出器22によって出力された検出信号を増幅して出力する。当該増幅後の検出信号は、周波数解析部12に入力される。周波数解析部12としては、ロックインアンプやスペクトラムアナライザ、デジタイザ、クロス・ドメイン・アナライザ(登録商標)等が用いられる。周波数解析部12は、増幅後の検出信号における計測周波数成分を抽出する。計測周波数は、例えば半導体デバイスDに印加される変調電流信号の変調周波数に基づいて設定される。また、周波数解析部12は、半導体デバイスDに印加される変調電流信号と周期が同じ参照信号を取得する。当該参照信号は、例えば、テスタユニット11から出力されて周波数解析部12に入力される。 Returning to FIG. 1, the amplifier 23 amplifies and outputs the detection signal output by the photodetector 22. The detected signal after the amplification is input to the frequency analysis unit 12. As the frequency analysis unit 12, a lock-in amplifier, a spectrum analyzer, a digitizer, a cross domain analyzer (registered trademark), or the like is used. The frequency analysis unit 12 extracts the measurement frequency component in the detected signal after amplification. The measurement frequency is set based on, for example, the modulation frequency of the modulation current signal applied to the semiconductor device D. Further, the frequency analysis unit 12 acquires a reference signal having the same period as the modulation current signal applied to the semiconductor device D. The reference signal is, for example, output from the tester unit 11 and input to the frequency analysis unit 12.

周波数解析部12は、計測周波数成分を抽出した検出信号と、取得した参照信号との位相差を導出する。上述したように、検出信号の振幅は、半導体デバイスDで発生した磁界(磁場強度)に応じて変化する。そして、周波数解析部12は、検出信号の振幅に基づいて、検出信号と参照信号との位相差を特定することができる。ここで、電流経路箇所の反射光に係る検出信号と参照信号との位相差は、特定の値となる。具体的には、当該特定の値は、実質的に、電流に応じて発生した磁場がMO結晶18を貫く方向の正負に応じた2値のいずれかとなる。図3に示されるように、参照信号は、周波数解析部12により刺激信号と同じ周期とされる。また、電流経路箇所の検出信号と参照信号との位相差(以下、電流位相差と記載する場合がある)は、複数周期に亘って一定となる。具体的には、電流位相差は、参照信号と刺激信号との位相差θ1と、刺激信号と検出信号との位相差θ2とを加算した値となる。位相差θ1は、参照信号を生成する周波数解析部12の設定によって変化させることができる。電流位相差をより簡易に求めるべく、参照信号の位相と刺激信号の位相とが等しくし、位相差θ1が0とすることが好ましい。位相差θ2は、電流に応じて発生した磁場がMO結晶を貫く方向の正負に応じて、180度(π)異なる2値のいずれかとなる。すなわち、磁場方向が正である電流経路箇所の検出信号と刺激信号との位相差θ2と、磁場方向が負である電流経路箇所の検出信号と刺激信号との位相差θ2とは、180度(π)異なっている。一方で、半導体デバイスDにおける電流経路箇所以外の検出信号と参照信号との位相差は、特定の値とならず、ランダムな値となる。周波数解析部12は、特定した位相差を示す情報を含んだ解析信号をコンピュータ24(画像生成部)に出力する。また、周波数解析部は、アンプ23から入力された、光強度に応じた強度(振幅)の検出信号をコンピュータ24に出力する。 The frequency analysis unit 12 derives the phase difference between the detection signal from which the measurement frequency component is extracted and the acquired reference signal. As described above, the amplitude of the detection signal changes according to the magnetic field (magnetic field strength) generated in the semiconductor device D. Then, the frequency analysis unit 12 can specify the phase difference between the detection signal and the reference signal based on the amplitude of the detection signal. Here, the phase difference between the detection signal and the reference signal related to the reflected light at the current path location has a specific value. Specifically, the specific value is substantially one of two values depending on the positive and negative directions in which the magnetic field generated in response to the current penetrates the MO crystal 18. As shown in FIG. 3, the reference signal has the same period as the stimulation signal by the frequency analysis unit 12. Further, the phase difference between the detection signal at the current path location and the reference signal (hereinafter, may be referred to as current phase difference) is constant over a plurality of cycles. Specifically, the current phase difference is a value obtained by adding the phase difference θ1 between the reference signal and the stimulus signal and the phase difference θ2 between the stimulus signal and the detection signal. The phase difference θ1 can be changed by setting the frequency analysis unit 12 that generates the reference signal. In order to obtain the current phase difference more easily, it is preferable that the phase of the reference signal and the phase of the stimulation signal are equal to each other and the phase difference θ1 is zero. The phase difference θ2 is one of two values that differ by 180 degrees (π) depending on the positive and negative directions in which the magnetic field generated according to the current penetrates the MO crystal. That is, the phase difference θ2 between the detection signal and the stimulation signal at the current path location where the magnetic field direction is positive and the phase difference θ2 between the detection signal and the stimulation signal at the current path location where the magnetic field direction is negative are 180 degrees ( π) It is different. On the other hand, the phase difference between the detection signal and the reference signal other than the current path location in the semiconductor device D does not become a specific value but a random value. The frequency analysis unit 12 outputs an analysis signal including information indicating the specified phase difference to the computer 24 (image generation unit). Further, the frequency analysis unit outputs a detection signal of intensity (amplitude) according to the light intensity input from the amplifier 23 to the computer 24.

コンピュータ24は例えばPC等である。コンピュータ24には、ユーザから計測条件等が入力されるキーボードやマウス等の入力装置26と、ユーザに計測結果等を示すためのディスプレイ等の表示装置25とが接続されている。コンピュータ24は、プロセッサであるCPU(Central Processing Unit)、記録媒体であるRAM(RandomAccess Memory)又はROM(Read Only Memory)、及び入出力モジュールを含む。コンピュータ24は、入出力モジュールを介して光源13、光スキャナ15、対物レンズ駆動部17、テスタユニット11、光検出器22、周波数解析部12等と電気的に接続(coupling)されており、CPUによってそれらを制御する機能を実行する。 The computer 24 is, for example, a PC or the like. The computer 24 is connected to an input device 26 such as a keyboard or mouse into which measurement conditions and the like are input by the user, and a display device 25 such as a display for showing the measurement result and the like to the user. The computer 24 includes a CPU (Central Processing Unit) which is a processor, a RAM (RandomAccess Memory) or ROM (Read Only Memory) which is a recording medium, and an input / output module. The computer 24 is electrically connected (coupling) to a light source 13, an optical scanner 15, an objective lens driving unit 17, a tester unit 11, a photodetector 22, a frequency analysis unit 12, and the like via an input / output module, and is a CPU. Perform functions that control them.

コンピュータ24は記録媒体に記録された画像生成プログラムP1(後述)をCPUで実行することにより、振幅像、位相像、電流強度像、電流方向像及び電流像の生成を行う。図4に示されるように、コンピュータ24は、まず、計測データに基づいて振幅像(強度像)及び位相像を生成する(ステップS1)。本実施形態では、計測データは、光検出器22から検出された検出信号のデータと、周波数解析部12から出力された解析信号のデータとを有している。また、振幅像は磁場の強度(磁束密度)を示し、位相像は磁場の方向を示す。次いで、コンピュータ24は、振幅像及び位相像に基づいて、電流の強度(電流密度)を示す電流強度像を生成する(ステップS2)。電流強度像において、例えば、電流の強度は明るさ(輝度)によって示される。また、コンピュータ24は、振幅像及び位相像に基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成する(ステップS3)。電流方向像において、例えば、電流の方向は色によって示される。次いで、コンピュータ24は、電流強度像及び電流方向像に基づいて、電流の強度及び方向を示す電流像を生成する(ステップS4)。 The computer 24 generates an amplitude image, a phase image, a current intensity image, a current direction image, and a current image by executing an image generation program P1 (described later) recorded on a recording medium on a CPU. As shown in FIG. 4, the computer 24 first generates an amplitude image (intensity image) and a phase image based on the measurement data (step S1). In the present embodiment, the measurement data includes the data of the detection signal detected from the photodetector 22 and the data of the analysis signal output from the frequency analysis unit 12. The amplitude image shows the strength of the magnetic field (magnetic flux density), and the phase image shows the direction of the magnetic field. Next, the computer 24 generates a current intensity image showing the current intensity (current density) based on the amplitude image and the phase image (step S2). In the current intensity image, for example, the intensity of the current is indicated by the brightness (luminance). Further, the computer 24 generates a current direction image indicating the direction of the current based on the amplitude image and the phase image (step S3). In the current direction image, for example, the direction of the current is indicated by color. Next, the computer 24 generates a current image showing the current intensity and direction based on the current intensity image and the current direction image (step S4).

振幅像、位相像、電流強度像、電流方向像及び電流像の生成の方法について、以下、具体的に説明する。 The method of generating the amplitude image, the phase image, the current intensity image, the current direction image, and the current image will be specifically described below.

[振幅像の生成]
コンピュータ24は、検出信号の光強度(振幅)、及びMO結晶18の光入射面上の照射スポットの情報に基づいて、照射スポット毎に光強度をマッピングし、振幅像を生成する。振幅像とは、光強度を、光強度に応じた所定の輝度値でマッピングした画像である。そのため、振幅像は、磁場の強度(磁束密度)を示すものの、磁場の方向を示すことはない。光強度と輝度値との対応関係は、例えば光強度が0である場合に輝度値が0a.u.とされ、光強度が最大である場合に輝度値が32000a.u.とされる。すなわち、図5に示されるように、振幅像では、磁場の強度が大きいほど白に近く描画され、磁場の強度が小さいほど黒に近く描画される。コンピュータ24は、各照射スポットに対応する光強度が含まれた振幅像データを生成する。振幅像データにおいては、各照射スポットの位置を考慮した画像中の位置(参照画素)に、各照射スポットに対応する光強度がマッピングされている。
[Generation of amplitude image]
The computer 24 maps the light intensity for each irradiation spot based on the light intensity (amplitude) of the detection signal and the information of the irradiation spot on the light incident surface of the MO crystal 18, and generates an amplitude image. The amplitude image is an image in which the light intensity is mapped with a predetermined brightness value according to the light intensity. Therefore, although the amplitude image shows the strength of the magnetic field (magnetic flux density), it does not show the direction of the magnetic field. The correspondence between the light intensity and the brightness value is, for example, that the brightness value is 0 a.u. When the light intensity is 0, and the brightness value is 32000 a.u. When the light intensity is maximum. That is, as shown in FIG. 5, in the amplitude image, the larger the magnetic field strength is, the closer to white is drawn, and the smaller the magnetic field strength is, the closer to black is drawn. The computer 24 generates amplitude image data including the light intensity corresponding to each irradiation spot. In the amplitude image data, the light intensity corresponding to each irradiation spot is mapped to the position (reference pixel) in the image considering the position of each irradiation spot.

[位相像の生成]
コンピュータ24は、解析信号に含まれた位相差(位相成分)、及びMO結晶18の光入射面上の照射スポットの情報に基づいて、照射スポット毎に位相成分をマッピングし、位相像を生成する。位相像とは、位相差を、位相差に応じた所定の輝度値でマッピングした画像である。位相差と輝度値との対応関係は、例えば位相差が−πである場合に輝度値が0a.u.とされ、位相差が0である場合に輝度値が16000a.u.とされ、位相差が+πである場合に輝度値が32000a.u.とされる。すなわち、図6に示されるように、位相像では、位相差が−πに近付くほど黒く描かれ、位相差がπに近付くほど白く描かれる。コンピュータ24は、各照射スポットに対応する位相成分が含まれた位相像データを生成する。位相像データにおいては、各照射スポットの位置を考慮した画像中の位置(参照画素)に、各照射スポットに対応する位相成分がマッピングされている。
[Generation of phase image]
The computer 24 maps the phase component for each irradiation spot and generates a phase image based on the phase difference (phase component) included in the analysis signal and the information of the irradiation spot on the light incident surface of the MO crystal 18. .. The phase image is an image in which the phase difference is mapped with a predetermined luminance value according to the phase difference. Regarding the correspondence between the phase difference and the brightness value, for example, when the phase difference is −π, the brightness value is 0 a.u., and when the phase difference is 0, the brightness value is 16000 a.u. When the phase difference is + π, the luminance value is 32000 a.u. That is, as shown in FIG. 6, in the phase image, the closer the phase difference is to −π, the blacker it is drawn, and the closer the phase difference is to π, the whiter it is drawn. The computer 24 generates phase image data including a phase component corresponding to each irradiation spot. In the phase image data, the phase component corresponding to each irradiation spot is mapped to the position (reference pixel) in the image considering the position of each irradiation spot.

[電流強度像、電流方向像の生成]
本実施形態では、式(1)として示されるビオ・サバールの法則に基づいて、電流強度像及び電流方向像が生成される。

Figure 0006868084
[Generation of current intensity image and current direction image]
In the present embodiment, a current intensity image and a current direction image are generated based on Biot-Savart's law represented by the equation (1).
Figure 0006868084

図7に示されるように、厚さdを有する半導体デバイスをモデルとして、電流強度像及び電流方向像が生成される原理について説明する。この例では、半導体デバイスの表面がxy平面として規定され、半導体デバイスの厚さ方向がz軸(デバイス表面を0とする)として規定される。空間内の位置r(x、y、z)における磁束密度をB(r)とする。位置rはデバイスの表面からz軸方向に一定の距離であり、この距離はデバイスの厚みdよりも十分に小さいものとする。また、位置rの磁場に影響を与えるデバイス表面上の点r’(x’、y’、0)における電流密度をJ(r’)とする。この場合磁束密度B(r)と、電流密度J(r’)と、位置rから点r’までの距離r−r’は、図7のようになる。このモデルでは、位置rにおけるz軸の磁束のみが、検出信号として検出される。そのため、ビオ・サバールの法則をz軸方向のみに展開し、式(2)を得る。

Figure 0006868084
As shown in FIG. 7, a principle for generating a current intensity image and a current direction image will be described using a semiconductor device having a thickness d as a model. In this example, the surface of the semiconductor device is defined as the xy plane, and the thickness direction of the semiconductor device is defined as the z-axis (the device surface is 0). Let B (r) be the magnetic flux density at the position r (x, y, z) in space. The position r is a constant distance from the surface of the device in the z-axis direction, and this distance is assumed to be sufficiently smaller than the thickness d of the device. Further, let J (r') be the current density at the point r'(x', y', 0) on the device surface that affects the magnetic field at the position r. In this case, the magnetic flux density B (r), the current density J (r'), and the distance r-r'from the position r to the point r'are as shown in FIG. In this model, only the z-axis magnetic flux at position r is detected as a detection signal. Therefore, the Biot-Savart law is expanded only in the z-axis direction to obtain Eq. (2).
Figure 0006868084

一方、電流が定常的であり、発散及び消滅がないものと考えると、面電流勾配の和が零であり、式(3)から式(4)が得られる。

Figure 0006868084

Figure 0006868084
On the other hand, assuming that the current is steady and there is no divergence or extinction, the sum of the surface current gradients is zero, and equations (3) to (4) can be obtained.
Figure 0006868084

Figure 0006868084

これにより、式(2)及び(4)と、計測された磁束密度B(r)とを用いることによって、電流密度J(r’)を算出することができる。以下、具体的な算出フローについて説明する。図8に示されるように、まず、コンピュータ24は、z軸方向の磁束密度B(絶対値)として、振幅像を得る(ステップS11)。次に、コンピュータ24は、生成された位相像を用いて、振幅像に正負の符号を付加し、磁束の向きの情報を含む磁束密度B’を構築する(ステップS12)。本実施形態では、例えば、式(5)に示されるように、参照画素における振幅値をA、位相値をPとすると、位相像の位相成分が0〜πまでの領域を「正」、−π〜0までの領域を「負」として、対応する参照画素の振幅像に正負の符号が付加される。

Figure 0006868084
Thereby, the current density J (r') can be calculated by using the equations (2) and (4) and the measured magnetic flux density B (r). Hereinafter, a specific calculation flow will be described. As shown in FIG. 8, first, the computer 24 obtains an amplitude image as the magnetic flux density B z (absolute value) in the z-axis direction (step S11). Next, the computer 24 uses the generated phase image to add positive and negative signs to the amplitude image to construct a magnetic flux density B z'including information on the direction of the magnetic flux (step S12). In the present embodiment, for example, as shown in equation (5), the amplitude value of the reference pixel A p, the phase values and P p, the phase component of the phase image is "positive" space to 0~π , -Π to 0 is defined as "negative", and positive and negative signs are added to the amplitude image of the corresponding reference pixel.
Figure 0006868084

次に、コンピュータ24は、構築された磁束密度B’をフーリエ変換することによって、二次元のスペクトルを得る(ステップS13)。そして、式(4)によって、ステップS13で得られたスペクトルが、x軸方向のスペクトルjx(u,v)とy軸方向のスペクトルj(u,v)とに分解される(ステップS14)。次に、得られたスペクトルj(u,v)とy軸方向のスペクトルj(u,v)が逆フーリエ変換され、x軸方向の電流密度Jとy軸方向の電流密度Jとが得られる(ステップS15)。続いて、得られた電流密度Jの実部と電流密度Jの実部とを式(6)に代入することによって、電流強度像データが得られる(ステップS17)。電流強度像データでは、各参照画素の位置情報と、当該位置における電流強度とが紐付けられている。また、得られた電流密度Jの実部と電流密度Jの実部とを式(7)に代入することによって、電流方向像データが得られる(ステップS18)。電流方向像データでは、各参照画素の位置情報と、当該位置における電流方向とが紐付けられている。電流方向は、参照画素における平面上の任意の方向(実施形態では、描画される画像における右方向)を0度方向として、−π〜πの範囲で規定される。

Figure 0006868084

Figure 0006868084
Next, the computer 24 obtains a two-dimensional spectrum by Fourier transforming the constructed magnetic flux density B z'(step S13). Then, according to the equation (4), the spectrum obtained in step S13 is decomposed into a spectrum jx (u, v) in the x-axis direction and a spectrum j y (u, v) in the y-axis direction (step S14). .. Next, the obtained spectrum j x (u, v) and the spectrum j y (u, v) in the y-axis direction are inverse-Fourier-transformed to obtain a current density J x in the x- axis direction and a current density J y in the y-axis direction. Is obtained (step S15). Subsequently, the current intensity image data can be obtained by substituting the obtained real part of the current density J x and the real part of the current density J y into the equation (6) (step S17). In the current intensity image data, the position information of each reference pixel and the current intensity at the position are associated with each other. Further, by substituting the real part of the obtained current density J x and the real part of the current density J y into the equation (7), the current direction image data can be obtained (step S18). In the current direction image data, the position information of each reference pixel and the current direction at the position are associated with each other. The current direction is defined in the range of −π to π, with an arbitrary direction on the plane of the reference pixel (in the embodiment, the right direction in the image to be drawn) as the 0 degree direction.
Figure 0006868084

Figure 0006868084

なお、ステップS12において、振幅像及び位相像によってI像(余弦画像)及びQ像(正弦画像)を構築し、これをB’としてフーリエ変換してもよい。すなわち、参照画素における振幅値をA、位相値をPとすると、I像は式(8)によって算出され、Q像は式(9)によって算出される。フーリエ変換は、複素数から複素数への可逆の写像(いわゆる直交変換)である。よって、I+iQをB’としてフーリエ変換の入力とする。このように、B’を構築することによって、時間位相の情報を保持することができるので、位相遅れを検出することができる。

Figure 0006868084

Figure 0006868084
In step S12, an I image (cosine image) and a Q image (sine image) may be constructed from the amplitude image and the phase image, and these may be Fourier transformed as B z'. That is, the amplitude value of the reference pixel A p, the phase values and P p, I picture is calculated by the equation (8), Q image is calculated by the equation (9). The Fourier transform is a reversible mapping from a complex number to a complex number (so-called orthogonal transform). Therefore, I p + iQ p is set as B z'and is used as the input of the Fourier transform. By constructing B z'in this way, the time phase information can be retained, so that the phase lag can be detected.
Figure 0006868084

Figure 0006868084

コンピュータ24は、得られた電流強度像データ、及び、参照画素の位置情報に基づいて、参照画素毎に電流強度像データの値をマッピングし、電流強度像を生成する。本実施形態の電流強度像とは、電流強度を、電流強度に応じた所定の輝度値でマッピングした画像である。電流強度と輝度値との対応関係は、例えば16bitで輝度値を表す場合、電流強度が0である場合に輝度値が0a.u.とされ、電流強度が最大である場合に輝度値が65535a.u.とされる。図9に示されるように、電流強度画像では、電流の強度(電流密度)が高いほど白に近く描かれる。 The computer 24 maps the value of the current intensity image data for each reference pixel based on the obtained current intensity image data and the position information of the reference pixel, and generates a current intensity image. The current intensity image of the present embodiment is an image in which the current intensity is mapped with a predetermined luminance value according to the current intensity. Regarding the correspondence between the current intensity and the brightness value, for example, when the brightness value is represented by 16 bits, the brightness value is set to 0a.u. When the current intensity is 0, and the brightness value is 65535a when the current intensity is maximum. It is said to be .u. As shown in FIG. 9, in the current intensity image, the higher the current intensity (current density), the closer to white it is drawn.

コンピュータ24は、得られた電流方向像データ、及び、参照画素の位置情報に基づいて、参照画素毎に電流方向像データをマッピングし、電流方向像を生成する。本実施形態の電流方向像(図10参照)とは、電流方向を、電流方向に応じた所定の色をマッピングした画像である。電流方向と色との対応関係は、所定の範囲に区分された角度範囲に対して、異なる色が割り当てられることで決められる。本実施形態では、例えば、図11に示されるように、4つの範囲に区分された角度範囲に対して、それぞれ異なる色が割り当てられる。この例では、電流方向が−π/4〜π/4の範囲には「赤」が割り当てられている。電流方向がπ/4〜3π/4の範囲には「黄」が割り当てられている。電流方向が3π/4〜π、−π3/4〜−πの範囲には「緑」が割り当てられている。また、電流方向が−3π/4〜−π/4の範囲には「シアン」が割り当てられている。この例では、互いに逆となる方向を示す色同士が補色の関係(赤と緑、黄とシアン)となっている。コンピュータ24は、例えば図12(a)に示されるような電流方向と色とが対応したテーブルを有していてもよい。このテーブルは、電流方向を角度として規定した角度テーブルと、角度範囲に対応する色が規定された色テーブルとを有している。角度テーブルと色テーブルとは、例えば一対一で対応している。この場合、コンピュータ24は、テーブルを参照することによって、電流方向に対応する色を決定することができる。 The computer 24 maps the current direction image data for each reference pixel based on the obtained current direction image data and the position information of the reference pixel, and generates a current direction image. The current direction image (see FIG. 10) of the present embodiment is an image in which the current direction is mapped with a predetermined color according to the current direction. The correspondence between the current direction and the color is determined by assigning different colors to the angle range divided into a predetermined range. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 11, different colors are assigned to the angle ranges divided into four ranges. In this example, "red" is assigned to the range where the current direction is −π / 4 to π / 4. "Yellow" is assigned to the range where the current direction is π / 4 to 3π / 4. "Green" is assigned to the range where the current direction is 3π / 4 to π and −π3 / 4 to −π. Further, "cyan" is assigned to the range where the current direction is -3π / 4 to −π / 4. In this example, the colors indicating opposite directions have a complementary color relationship (red and green, yellow and cyan). The computer 24 may have, for example, a table in which the current direction and the color correspond to each other as shown in FIG. 12 (a). This table has an angle table in which the current direction is defined as an angle, and a color table in which colors corresponding to the angle range are defined. The angle table and the color table have a one-to-one correspondence, for example. In this case, the computer 24 can determine the color corresponding to the current direction by referring to the table.

例えば、参照画素における電流が画像において右方向に流れる場合、参照画素は、電流方向0に対応する「赤」でマッピングされる。参照画素における電流が画像において上方向に流れる場合、参照画素は、電流方向π/2に対応する「黄」でマッピングされる。参照画素における電流が画像において左方向に流れる場合、参照画素は、電流方向π又は−πに対応する「緑」でマッピングされる。参照画素における電流が下方向に流れる場合、参照画素は、電流方向−π/2に対応する「シアン」でマッピングされる。図10に示されるように、電流方向画像では、黄及びシアンによって描かれる領域が画像において上下方向に延在している。また、赤及び緑によって描かれる領域が画像において左右方向に延在している。また、マーブル模様に見える部分は電流経路が存在しない領域であるため、赤、黄、緑及びシアンによってランダムに描画されている。 For example, if the current in the reference pixel flows to the right in the image, the reference pixel is mapped in "red" corresponding to the current direction 0. When the current in the reference pixel flows upward in the image, the reference pixel is mapped in "yellow" corresponding to the current direction π / 2. If the current in the reference pixel flows to the left in the image, the reference pixel is mapped in "green" corresponding to the current direction π or −π. When the current in the reference pixel flows downward, the reference pixel is mapped with "cyan" corresponding to the current direction −π / 2. As shown in FIG. 10, in the current direction image, the regions drawn by yellow and cyan extend in the vertical direction in the image. In addition, the areas drawn by red and green extend in the left-right direction in the image. Further, since the portion that looks like a marble pattern is a region where no current path exists, it is randomly drawn by red, yellow, green, and cyan.

[電流像の生成]
コンピュータ24は、得られた電流強度像(電流強度像データ)及び電流方向像(電流方向像データ)に基づいて電流の強度及び方向を示す電流像(電流像データ)を生成する。例えば電流強度像と電流方向像を合成処理することによって、電流像を生成する。電流像の生成においては、電流方向像を形成する色に対して、電流強度像の輝度値によるコントラストエンハンスが加えられる。すなわち、電流方向像の色が電流強度像の輝度値に応じた明度を有する。例えば、コンピュータ24は、参照画素における色を電流方向像から参照し、参照画素における明度を電流強度像の輝度値から生成する。明度は、例えば、電流強度像における最大の輝度値(65535)を色の最大の明度(255)に対応させ、最小の輝度値(0)を最小の明度(0)に対応させることで生成される。例えば、図13に示されるように、参照画素の色が「黄」である場合、参照画素の輝度値に対応する明度が割り当てられる。この例では、RGBのうち「黄」を構成する色成分であるR及びGの値が輝度値に応じた値となる。すなわち、参照画素におけるR及びGの値は、最大の輝度値に対する参照画素の輝度値の割合を255に乗じた値となる。コントラストエンハンスが加えられた色によって全ての参照画素がマッピングされることによって、電流像が生成される。電流像は、表示装置25に表示され得る。なお、上記の例では電流強度像における最大の輝度値を色の最大の明度に対応させ、最小の輝度値を最小の明度に対応させているが、この限りではない。ユーザは電流強度像の輝度分布に合わせて、より視認しやすいように当該対応を自由に変更してもよい。例えば、電流強度像の輝度が最大輝度値のほうに多く分布している場合は、最小の輝度値よりも大きい輝度値を最小の明度に対応させてもよい。また例えば、電流強度像の輝度が最小輝度値のほうに多く分布している場合は、最大の輝度値よりも小さい輝度値を最大に明度に対応させてもよい。
[Generation of current image]
The computer 24 generates a current image (current image data) indicating the current intensity and direction based on the obtained current intensity image (current intensity image data) and current direction image (current direction image data). For example, a current image is generated by combining a current intensity image and a current direction image. In the generation of the current image, the contrast enhancement by the brightness value of the current intensity image is added to the color forming the current direction image. That is, the color of the current direction image has a brightness corresponding to the brightness value of the current intensity image. For example, the computer 24 refers to the color in the reference pixel from the current direction image, and generates the brightness in the reference pixel from the brightness value of the current intensity image. The brightness is generated, for example, by associating the maximum luminance value (65535) in the current intensity image with the maximum luminance (255) of the color and the minimum luminance value (0) with the minimum brightness (0). To. For example, as shown in FIG. 13, when the color of the reference pixel is “yellow”, the brightness corresponding to the brightness value of the reference pixel is assigned. In this example, the values of R and G, which are the color components constituting "yellow" in RGB, are the values corresponding to the luminance value. That is, the values of R and G in the reference pixel are values obtained by multiplying 255 by the ratio of the brightness value of the reference pixel to the maximum brightness value. A current image is generated by mapping all reference pixels with contrast-enhanced colors. The current image may be displayed on the display device 25. In the above example, the maximum luminance value in the current intensity image corresponds to the maximum brightness of the color, and the minimum luminance value corresponds to the minimum brightness, but this is not the case. The user may freely change the correspondence according to the brightness distribution of the current intensity image so as to make it easier to see. For example, when the brightness of the current intensity image is distributed more toward the maximum brightness value, a brightness value larger than the minimum brightness value may correspond to the minimum brightness. Further, for example, when the brightness of the current intensity image is distributed more toward the minimum brightness value, a brightness value smaller than the maximum brightness value may be associated with the maximum brightness.

図14に示す電流像では、電流強度像(図9参照)における電流密度の小さい領域(図9において黒で描かれている部分)が黒に近い色で描画されている。また、電流密度の大きい領域(図9において白で描かれている部分)では、電流方向像の色が認識されやすくなっている。これにより、画像において上下方向に流れる電流(シアン、黄)と、左右方向に流れる電流(赤、緑)とが、電流方向像に比べて確認しやすくなっている。 In the current image shown in FIG. 14, the region where the current density is small (the portion drawn in black in FIG. 9) in the current intensity image (see FIG. 9) is drawn in a color close to black. Further, in the region where the current density is high (the portion drawn in white in FIG. 9), the color of the current direction image is easily recognized. This makes it easier to check the current flowing in the vertical direction (cyan, yellow) and the current flowing in the horizontal direction (red, green) in the image as compared with the current direction image.

本実施形態では、電流像の生成前及び生成後に、配色を変更(調整)することができる。図15に示されるように、例えば、コンピュータ24は、生成した電流像201と共に操作アイコン202を表示装置25に表示する。図示例の操作アイコン202では、円内に4つの異なる矢印画像202a,202b,202c,202dが描かれている。矢印画像202a,202b,202c,202dは、それぞれ異なる色によって描かれている。また、矢印画像202a,202b,202c,202dは、それぞれ異なる方向を示している。矢印画像202a,202b,202c,202dにおける、それぞれの色と方向とは、電流方向像における色と電流方向との関係に対応している。したがって、図11、図12(a)に示す対応関係の場合には、右を示す矢印画像202aが赤によって描かれ、上を示す矢印画像202bが黄によって描かれ、左を示す矢印画像202cが緑によって描かれ、下を示す矢印画像202dがシアンによって描かれる。また、操作アイコン202には、円内を各矢印画像に対応する電流方向の角度範囲に区切るライン203が描かれている。 In the present embodiment, the color scheme can be changed (adjusted) before and after the generation of the current image. As shown in FIG. 15, for example, the computer 24 displays the operation icon 202 on the display device 25 together with the generated current image 201. In the operation icon 202 of the illustrated example, four different arrow images 202a, 202b, 202c, and 202d are drawn in a circle. The arrow images 202a, 202b, 202c, and 202d are drawn in different colors. Further, the arrow images 202a, 202b, 202c, and 202d indicate different directions. The respective colors and directions in the arrow images 202a, 202b, 202c, and 202d correspond to the relationship between the colors and the current direction in the current direction image. Therefore, in the case of the correspondence shown in FIGS. 11 and 12 (a), the arrow image 202a showing the right is drawn in red, the arrow image 202b showing the top is drawn in yellow, and the arrow image 202c showing the left is drawn. The arrow image 202d, drawn in green and pointing down, is drawn in cyan. Further, the operation icon 202 is drawn with a line 203 that divides the inside of the circle into an angle range in the current direction corresponding to each arrow image.

コンピュータ24は、入力装置26からの入力(例えばマウスによる操作や、回転角度の入力)があった場合に、入力された操作に応じて操作アイコン202を回転表示する。そして、コンピュータ24は、入力された操作に対応するように、電流方向と色との対応関係を変更する。例えば、初期状態が図12(a)に示す対応関係の場合に、マウスの操作によって、操作アイコン202が右回りに90度(−π/2)回転されたとする。この場合、図12(b)に示されるように、テーブルは、角度テーブルに対して色テーブルが−90度分ずれた状態に更新される。そして、コンピュータ24は、更新されたテーブルを参照して電流方向像を生成する。これにより、表示装置25には、更新された配色に変更された電流像201が表示される。操作アイコン202の回転操作は、表示装置25に電流強度像や電流方向像が表示されている状態で行われてもよい。また、入力装置26からの入力によって、電流像201を回転させてもよい。この場合、電流像201の回転角度に応じて、テーブルが更新されてもよい。例えば、電流像201が左回りに90度回転されると、図12(b)に示されるテーブルに更新される。 When there is an input from the input device 26 (for example, an operation with a mouse or an input of a rotation angle), the computer 24 rotates and displays the operation icon 202 according to the input operation. Then, the computer 24 changes the correspondence between the current direction and the color so as to correspond to the input operation. For example, when the initial state is the correspondence shown in FIG. 12A, it is assumed that the operation icon 202 is rotated 90 degrees (−π / 2) clockwise by the operation of the mouse. In this case, as shown in FIG. 12 (b), the table is updated so that the color table is deviated by −90 degrees with respect to the angle table. Then, the computer 24 refers to the updated table to generate a current direction image. As a result, the display device 25 displays the current image 201 changed to the updated color scheme. The rotation operation of the operation icon 202 may be performed in a state where the current intensity image and the current direction image are displayed on the display device 25. Further, the current image 201 may be rotated by the input from the input device 26. In this case, the table may be updated according to the rotation angle of the current image 201. For example, when the current image 201 is rotated 90 degrees counterclockwise, it is updated to the table shown in FIG. 12 (b).

次に、電流方向像及び電流強度像の生成に関する変形例について説明する。上述した実施形態における電流方向像及び電流強度像の生成方法に代えて、以下の変形例における方法を利用することができる。また、本実施形態では、本明細書において例示する方法のみならず、他の方法によって生成される電流方向像及び電流強度像によって、電流像が生成され得る。 Next, a modification relating to the generation of the current direction image and the current intensity image will be described. Instead of the method for generating the current direction image and the current intensity image in the above-described embodiment, the method in the following modification can be used. Further, in the present embodiment, the current image can be generated not only by the method exemplified in the present specification but also by the current direction image and the current intensity image generated by other methods.

[電流方向像の生成に係る変形例1]
位相像における位相値は、参照画素の電流方向に対して参照画素の右側で負の値をとり、参照画素の左側で正の値をとる。そこで、位相像における正の位相値から負の位相値の向きに対する勾配ベクトルを求めて、勾配ベクトルを90度回転させることによって、電流方向像を求めることができる。図16(a)に示されるように、この変形例では、位相像Pが所定の大きさの窓領域Wによってスキャンされる。そして、窓領域Wの範囲内において、窓領域の中心(参照画素)における電流方向が算出される。窓領域W内では、図16(b)に示されるように、窓領域Wが左右で半分に分割され、左右の勾配ベクトルが算出される。左半分の位相値の合計をLとし、右半分の位相値の合計をRとした場合、勾配xは、式(10)によって求められる。

Figure 0006868084
[Modification 1 related to generation of current direction image]
The phase value in the phase image takes a negative value on the right side of the reference pixel and a positive value on the left side of the reference pixel with respect to the current direction of the reference pixel. Therefore, the current direction image can be obtained by obtaining the gradient vector with respect to the direction of the negative phase value from the positive phase value in the phase image and rotating the gradient vector by 90 degrees. As shown in FIG. 16A, in this modification, the phase image P is scanned by a window region W of a predetermined size. Then, within the range of the window region W, the current direction at the center (reference pixel) of the window region is calculated. In the window area W, as shown in FIG. 16B, the window area W is divided into left and right halves, and the left and right gradient vectors are calculated. When the sum of the phase values of the left half is L and the sum of the phase values of the right half is R, the gradient x is obtained by the equation (10).
Figure 0006868084

また、図16(c)に示されるように、窓領域Wが上下で半分に分割され、上下の勾配ベクトルが算出される。上半分の位相値の合計をTとし、下半分の位相値の合計をBとした場合、勾配yは、式(11)によって求められる。

Figure 0006868084
Further, as shown in FIG. 16C, the window area W is divided into upper and lower halves, and the upper and lower gradient vectors are calculated. When the sum of the phase values of the upper half is T and the sum of the phase values of the lower half is B, the gradient y is obtained by the equation (11).
Figure 0006868084

そして、式(10)及び式(11)から二次元の勾配ベクトル(x、y)が得られる。本変形例では、算出される電流方向像の精度を高めるために、さらに斜め方向についても演算を行う。 Then, a two-dimensional gradient vector (x, y) can be obtained from the equations (10) and (11). In this modified example, in order to improve the accuracy of the calculated current direction image, the calculation is further performed in the oblique direction.

図16(d)に示されるように、窓領域Wが左上と右下とで半分に分割され、左上から右下に向かう勾配ベクトルが算出される。左上半分の位相値の合計をLTとし、右下半分の位相値の合計をRBとした場合、勾配uは、式(12)によって求められる。

Figure 0006868084
As shown in FIG. 16D, the window area W is divided in half by the upper left and the lower right, and a gradient vector from the upper left to the lower right is calculated. When the sum of the phase values in the upper left half is LT and the sum of the phase values in the lower right half is RB, the gradient u is obtained by the equation (12).
Figure 0006868084

また、図16(e)に示されるように、窓領域Wが左下と右上とで半分に分割され、左下から右上に向かう勾配ベクトルが算出される。左下半分の位相値の合計をLBとし、右上半分の位相値の合計をRTとした場合、勾配vは、式(13)によって求められる。

Figure 0006868084
Further, as shown in FIG. 16E, the window area W is divided in half by the lower left and the upper right, and a gradient vector from the lower left to the upper right is calculated. When the sum of the phase values in the lower left half is LB and the sum of the phase values in the upper right half is RT, the gradient v is obtained by the equation (13).
Figure 0006868084

そして、式(12)及び式(13)から二次元の勾配ベクトル(u,v)が得られる。この勾配ベクトル(u,v)を45度回転させることによって、二次元の勾配ベクトル(u’,v’)が得られる。この二次元の勾配ベクトル(u’,v’)と二次元の勾配ベクトル(x、y)とによって、参照画素における勾配ベクトル(x+u’、y+v’)が得られる。 Then, a two-dimensional gradient vector (u, v) can be obtained from the equations (12) and (13). By rotating this gradient vector (u, v) by 45 degrees, a two-dimensional gradient vector (u', v') can be obtained. The two-dimensional gradient vector (u', v') and the two-dimensional gradient vector (x, y) give the gradient vector (x + u', y + v') in the reference pixel.

そして、この勾配ベクトル(x+u’、y+v’)を、式(7)のように計算する。勾配ベクトルは、電流方向と90度のずれがあるため、電流方向は式(14)によって求められる。求められた電流方向を参照画素ごとにプロットすることによって、電流方向像を得ることができる。

Figure 0006868084
Then, this gradient vector (x + u', y + v') is calculated as in the equation (7). Since the gradient vector has a deviation of 90 degrees from the current direction, the current direction can be obtained by Eq. (14). By plotting the obtained current direction for each reference pixel, a current direction image can be obtained.
Figure 0006868084

[電流強度像の生成に係る変形例1]
この変形例では、上記の実施形態と同様に、ビオ・サバールの法則に基づいて電流強度像が生成される。上記実施形態と異なり、この変形例では、式(4)を用いない代わりに、勾配法による残差の最小化が行われる。すなわち、ビオ・サバールの法則から導かれる数式に対して、適当な電流密度J,Jの値を代入し、磁束密度を算出する。この算出された磁束密度を実際の値と比較し、その差が最小になる電流密度J,Jを求める。勾配法としては、最急降下法、共役勾配法等を用いることができる。以下、具体的な方法について説明する。
[Modification 1 related to generation of current intensity image]
In this modification, the current intensity image is generated based on Biot-Savart's law, as in the above embodiment. Unlike the above embodiment, in this modified example, the residual is minimized by the gradient method instead of using the equation (4). That is, the magnetic flux density is calculated by substituting the appropriate values of current densities J x and J y into the mathematical formula derived from Biot-Savart's law. The calculated magnetic flux density is compared with the actual value, and the current densities J x and J y that minimize the difference are obtained. As the gradient method, the steepest descent method, the conjugate gradient method and the like can be used. Hereinafter, a specific method will be described.

まず、半導体デバイスDの計測によって得られた振幅像及び位相像から、ビオ・サバールの法則を適用可能な振幅像(以下、「振幅像改b」とする)が生成される。参照画素p=(x、y)における振幅値をaとし、参照画素p=(x、y)における位相値をθとすると、参照画素pにおける振幅像改bは、式(15)によって得られる。

Figure 0006868084
First, from the amplitude image and phase image obtained by the measurement of the semiconductor device D, an amplitude image to which Biot-Savart's law can be applied (hereinafter referred to as "amplitude image modification b") is generated. Reference pixel p = (x, y) amplitude value and a p in the reference pixel p = (x, y) when the phase value and theta p in the amplitude image breaks b p in the reference pixel p of the formula (15) Obtained by.
Figure 0006868084

また、上述した「電流方向像の生成に係る変形例1」によって得られる電流の方向をφとして、参照画素pにおける電流方向をφとする。そして、参照画素pにおける電流密度の振幅像をqとおいて、q=1.0で初期化する。 Further, the direction of the current obtained by the above-mentioned "Modification 1 relating to the generation of the current direction image" is defined as φ, and the current direction in the reference pixel p is defined as φ p. Then, the amplitude image of the current density in the reference pixel p is set as q p, and initialization is performed at q p = 1.0.

そして、総和によって示されるビオ・サバールの法則(式(16))と、式(17)、(18)によって示される電流密度J,Jとにより、適当な窓領域でコンボリューション(畳み込み)を行う。

Figure 0006868084

Figure 0006868084

Figure 0006868084
Then, according to Biot-Savart's law (Equation (16)) indicated by the sum and the current densities J x , J y indicated by the equations (17) and (18), convolution is performed in an appropriate window area. I do.
Figure 0006868084

Figure 0006868084

Figure 0006868084

この操作をAとすれば、逆行列問題に帰着できる。すなわち、式(19)におけるqを求めることによって電流強度を得ることができる。そして、求められたqの絶対値を、参照画素における電流強度像データとして、プロットすることによって、電流強度像を得ることができる。図17に示されるように、この電流強度像では、上述の実施形態と同様に、電流の強度(電流密度)が高いほど白に近く描かれる。また、図18は、本変形例と、上述した電流方向像の生成に係る変形例1とによって合成された電流像である。この電流像では、図14に示される電流像と同様に、上下方向に流れる電流(シアン、黄)と、左右方向に流れる電流(赤、緑)とが確認できる。

Figure 0006868084
If this operation is A, it can be reduced to the inverse matrix problem. That is, the current intensity can be obtained by obtaining q in the equation (19). Then, the current intensity image can be obtained by plotting the obtained absolute value of q as the current intensity image data in the reference pixel. As shown in FIG. 17, in this current intensity image, as in the above-described embodiment, the higher the current intensity (current density), the closer to white it is drawn. Further, FIG. 18 is a current image synthesized by the present modification and the modification 1 related to the generation of the current direction image described above. In this current image, similarly to the current image shown in FIG. 14, the current flowing in the vertical direction (cyan, yellow) and the current flowing in the horizontal direction (red, green) can be confirmed.
Figure 0006868084

[電流強度像の生成に係る変形例2]
この変形例では、ビオ・サバールの法則による磁束密度の空間分布に基づいて電流強度像が生成される。図19(a)に示されるように、磁束密度の空間分布によれば、電流の流れている位置の直上において磁束密度が0であり、電流の流れている位置の周辺(近傍)において極大値及び極小値が形成される。磁束密度の観測によって得られる振幅像では、磁束密度が絶対値によって得られる。この場合、電流が流れている位置における電流密度を、近傍における極大値の値をAmaxすると、参照画素Rにおける電流密度は、極大値Amaxと参照画素Rの振幅値との差となる。そこで、この変形例では、図20に示すように振幅像Aが所定の大きさの窓領域Wによってスキャンされる。そして、参照画素R(窓領域Wの中心)での振幅値と窓領域W内の最大の振幅値(Amax)との差の絶対値が、参照画素における電流強度となる。得られた値を参照画素における電流強度像データとして、プロットすることによって、電流強度像を得ることができる。図21に示されるように、この電流強度像では、上述の実施形態と同様に、電流の強度(電流密度)が高いほど白に近く描かれる。
[Modification 2 related to generation of current intensity image]
In this modification, a current intensity image is generated based on the spatial distribution of the magnetic flux density according to Biot-Savart's law. As shown in FIG. 19A, according to the spatial distribution of the magnetic flux density, the magnetic flux density is 0 immediately above the position where the current is flowing, and the maximum value is around (near) the position where the current is flowing. And a minimum value is formed. In the amplitude image obtained by observing the magnetic flux density, the magnetic flux density is obtained by an absolute value. In this case, if the current density at the position where the current is flowing is Amax and the value of the maximum value in the vicinity is Amax, the current density in the reference pixel R is the difference between the maximum value Amax and the amplitude value of the reference pixel R. Therefore, in this modification, the amplitude image A is scanned by the window region W having a predetermined size as shown in FIG. Then, the absolute value of the difference between the amplitude value in the reference pixel R (center of the window region W) and the maximum amplitude value (Amax) in the window region W becomes the current intensity in the reference pixel. The current intensity image can be obtained by plotting the obtained value as the current intensity image data in the reference pixel. As shown in FIG. 21, in this current intensity image, as in the above-described embodiment, the higher the current intensity (current density), the closer to white it is drawn.

上記した実施形態及び各変形例における振幅像、位相像、電流強度像、電流方向像及び電流像を生成する各処理は、例えば画像生成プログラムP1を用いてコンピュータ24に実行させることができる。図22に示されるように、画像生成プログラムP1は、記録媒体50におけるプログラム記録領域に記録されている。記録媒体50は、例えばCD−ROM、DVD、ROM等の記録媒体又は半導体メモリによって構成されている。画像生成プログラムP1は、メインモジュールM1と、振幅像データ生成モジュールM2と、位相像データ生成モジュールM3と、電流強度像データ生成モジュールM4と、電流方向像データ生成モジュールM5と、電流像データ生成モジュールM6とを備えている。 Each process for generating the amplitude image, phase image, current intensity image, current direction image, and current image in the above-described embodiment and each modification can be executed by the computer 24 using, for example, the image generation program P1. As shown in FIG. 22, the image generation program P1 is recorded in the program recording area of the recording medium 50. The recording medium 50 is composed of, for example, a recording medium such as a CD-ROM, a DVD, or a ROM, or a semiconductor memory. The image generation program P1 includes a main module M1, an amplitude image data generation module M2, a phase image data generation module M3, a current intensity image data generation module M4, a current direction image data generation module M5, and a current image data generation module. It is equipped with M6.

メインモジュールM1は、画像生成処理を統括的に制御する部分であり、コンピュータ24に振幅像データ生成モジュールM2、位相像データ生成モジュールM3、電流強度像データ生成モジュールM4、電流方向像データ生成モジュールM5及び電流像データ生成モジュールM6を実行させる。振幅像データ生成モジュールM2を実行することにより、コンピュータ24は、振幅像(振幅像データ)を生成するための振幅像データ生成部として機能する。また、位相像データ生成モジュールM3を実行することにより、コンピュータ24は、位相像(位相像データ)を生成するための位相像データ生成部として機能する。電流強度像データ生成モジュールM4を実行することにより、コンピュータ24は、電流強度像(電流強度像データ)を生成するための電流強度像データ生成部として機能する。電流方向像データ生成モジュールM5を実行することにより、コンピュータ24は、電流方向像(電流方向像データ)を生成するための電流方向像データ生成部(画像生成部)として機能する。電流像データ生成モジュールM6を実行することにより、コンピュータ24は、電流像(電流像データ)を生成するための電流像データ生成部(画像生成部)として機能する。なお、画像生成プログラムP1は、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。 The main module M1 is a part that comprehensively controls the image generation processing, and the computer 24 has an amplitude image data generation module M2, a phase image data generation module M3, a current intensity image data generation module M4, and a current direction image data generation module M5. And the current image data generation module M6 is executed. By executing the amplitude image data generation module M2, the computer 24 functions as an amplitude image data generation unit for generating an amplitude image (amplitude image data). Further, by executing the phase image data generation module M3, the computer 24 functions as a phase image data generation unit for generating a phase image (phase image data). By executing the current intensity image data generation module M4, the computer 24 functions as a current intensity image data generation unit for generating a current intensity image (current intensity image data). By executing the current direction image data generation module M5, the computer 24 functions as a current direction image data generation unit (image generation unit) for generating a current direction image (current direction image data). By executing the current image data generation module M6, the computer 24 functions as a current image data generation unit (image generation unit) for generating a current image (current image data). The image generation program P1 may be provided as a computer data signal superimposed on a carrier wave via a communication network.

以上説明した画像生成方法(画像生成装置1)では、半導体デバイスDに印加された刺激信号によって磁気が発生する。そして、刺激信号に基づいて生成される参照信号と、磁気に基づく検出信号との位相差に基づいて、位相差を示す位相成分を含んだ位相像データが生成される。位相差は磁場の方向によって変化するため、位相像データは磁場の方向の情報を含むことになる。磁場の方向は、電流の方向によって決まるため、位相像データに基づいて、電流の方向を判定することが可能となる。これにより、判定された電流の方向を用いて、電流の方向を示す画像を生成することができる。 In the image generation method (image generation device 1) described above, magnetism is generated by a stimulus signal applied to the semiconductor device D. Then, based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal based on magnetism, phase image data including a phase component indicating the phase difference is generated. Since the phase difference changes depending on the direction of the magnetic field, the phase image data includes information on the direction of the magnetic field. Since the direction of the magnetic field is determined by the direction of the current, it is possible to determine the direction of the current based on the phase image data. This makes it possible to generate an image showing the direction of the current using the determined direction of the current.

また、電流方向像は、方向に応じて設定(配色)された複数の色によって、電流の方向が示されるので、電流の位置と方向とを視覚的に容易に把握することができる。また、複数の色は、電流の方向に対応して区分された4つの角度範囲(90度)に対してそれぞれ設定された(割り当てられた)異なる色(赤、黄、緑、シアン)を有している。半導体デバイスDにおける電流経路は、平面視において直交するように、X軸方向及びY軸方向に設計されることが多い。この場合、電流の方向は、X方向、−X方向、Y方向及び−Y方向の4つとなる。そのため、異なる4色を有することで、これらの4つの方向を識別しやすくなる。 Further, in the current direction image, the direction of the current is indicated by a plurality of colors set (color scheme) according to the direction, so that the position and direction of the current can be easily grasped visually. Also, the plurality of colors have different colors (red, yellow, green, cyan) set (assigned) for each of the four angular ranges (90 degrees) divided according to the direction of the electric current. doing. The current path in the semiconductor device D is often designed in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to be orthogonal in a plan view. In this case, there are four current directions: the X direction, the −X direction, the Y direction, and the −Y direction. Therefore, having four different colors makes it easier to identify these four directions.

また、電流方向像を生成するステップでは、電流の方向と複数の色との対応関係を変更することができる。上記実施形態では、コンピュータ24は、4色の色データをもつ色テーブルと、4つの異なる角度範囲に区分された角度範囲のデータをもつ角度テーブルと、を有する。そして、色テーブルと角度テーブルとの対応関係が変更可能となっている。この構成によれば、容易に配色の調整を行うことができる。また、色テーブルと角度テーブルとの対応関係を任意にずらすことによって、得られた画像の向きが傾いている場合でも、傾きに応じて配色の調整が可能となる。 Further, in the step of generating the current direction image, the correspondence between the current direction and the plurality of colors can be changed. In the above embodiment, the computer 24 has a color table having color data of four colors and an angle table having data of angle ranges divided into four different angle ranges. Then, the correspondence between the color table and the angle table can be changed. According to this configuration, the color scheme can be easily adjusted. Further, by arbitrarily shifting the correspondence between the color table and the angle table, even if the orientation of the obtained image is tilted, the color scheme can be adjusted according to the tilt.

また、検出信号から生成された、磁気の強度を示す強度像データに対して位相像データに基づく磁気方向のデータが付加されたデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成する。そして、電流強度像と電流方向像とに基づいて電流の強度及び方向を示す電流像を生成する。磁気の強度は電流の大きさに対応している。そのため、強度像データ(電流強度像)に対して磁気方向のデータ(電流方向像)を付加することによって、電流の大きさ及び方向を画像として表現することができる。 In addition, data in which magnetic direction data based on phase image data is added to intensity image data indicating magnetic intensity generated from the detection signal is generated, and current intensity indicating current intensity based on the data is generated. Generate an image. Then, a current image showing the intensity and direction of the current is generated based on the current intensity image and the current direction image. The magnetic strength corresponds to the magnitude of the electric current. Therefore, by adding the data in the magnetic direction (current direction image) to the intensity image data (current intensity image), the magnitude and direction of the current can be expressed as an image.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

例えば、参照信号はテスタユニット11から出力されるとして説明したがこれに限定されず、半導体デバイスDから出力されてもよい。この場合、半導体デバイスDは、デバイス制御ケーブルを介して周波数解析部12に直接接続されていてもよい。また、参照信号は半導体デバイスDからテスタユニット11を経由して周波数解析部12に入力されてもよい。刺激信号を印加された半導体デバイスDから、当該刺激信号に応じた参照信号が出力され、当該参照信号が周波数解析部12に入力される。 For example, the reference signal has been described as being output from the tester unit 11, but the present invention is not limited to this, and the reference signal may be output from the semiconductor device D. In this case, the semiconductor device D may be directly connected to the frequency analysis unit 12 via the device control cable. Further, the reference signal may be input from the semiconductor device D to the frequency analysis unit 12 via the tester unit 11. A reference signal corresponding to the stimulus signal is output from the semiconductor device D to which the stimulus signal is applied, and the reference signal is input to the frequency analysis unit 12.

また、4つの異なる色が4つの異なる角度範囲に対応している配色の例を示したが、これに限定されない。色は、4色未満や、5色以上であってもよい。また、区切られる角度範囲が、色によって異なっていてもよい。例えば、それぞれ90度の範囲をもつ3色と、それぞれ30度の範囲をもつ3色との、6色によって配色されてもよい。また、電流方向を示す角度と色との関係は、色相環のようにグラデーション状として設定されてもよい。また、角度と配色との関係は、入力手段によって自由に変更可能であってよい。 Further, an example of a color scheme in which four different colors correspond to four different angle ranges is shown, but the present invention is not limited to this. The color may be less than 4 colors or 5 or more colors. Further, the angle range to be divided may differ depending on the color. For example, the colors may be arranged by 6 colors, 3 colors each having a range of 90 degrees and 3 colors each having a range of 30 degrees. Further, the relationship between the angle indicating the current direction and the color may be set as a gradation like the color wheel. Further, the relationship between the angle and the color scheme may be freely changed by the input means.

また、色によって方向を示す例を示したが、これに限定されない。例えば、得られた電流強度像に対して、電流方向を示す矢印をプロットしてもよい。この場合、同じ電流方向をもつ隣接領域ごとに、矢印をプロットする構成であってもよい。また、所定の大きさ以上の電流密度の領域のみに対して矢印をプロットする構成であってもよく、矢印のサイズを電流強度の大小に対応させるようにしてもよい。また、例えば、色の代わりにディザパターンや幾何学的な模様によって電流方向を表現してもよい。 Moreover, although the example which shows the direction by a color is shown, it is not limited to this. For example, an arrow indicating the current direction may be plotted on the obtained current intensity image. In this case, the arrow may be plotted for each adjacent region having the same current direction. Further, the arrow may be plotted only in the region of the current density of a predetermined size or more, and the size of the arrow may correspond to the magnitude of the current intensity. Further, for example, the current direction may be expressed by a dither pattern or a geometric pattern instead of the color.

1…画像生成装置、11…テスタユニット(信号印加部)、13…光源、15…光スキャナ(照射光学系)、18…MO結晶(磁気光学結晶)、22…光検出器、24…コンピュータ(画像生成部)。 1 ... image generator, 11 ... tester unit (signal application unit), 13 ... light source, 15 ... optical scanner (irradiation optical system), 18 ... MO crystal (magneto-optical crystal), 22 ... photodetector, 24 ... computer ( Image generator).

Claims (18)

半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を生成する画像生成方法であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加するステップと、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気を検出信号として出力するステップと、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成するステップと、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成するステップと、
前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて前記電流の強度を示す電流強度像を生成するステップと、
前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するステップと、を含み、
前記複数の色は、少なくとも、電流の方向に対応して区分された4つの角度範囲に対してそれぞれ設定された異なる色を有している、画像生成方法。
An image generation method that generates an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
The step of applying a stimulus signal to the semiconductor device and
A step of outputting the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal as a detection signal, and
A step of generating phase image data including a phase component indicating the phase difference based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal.
A step of generating a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction obtained from the phase image data, and a step of generating the current direction image.
Data is generated by adding magnetic direction data based on the phase image data to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current intensity indicating the current intensity is generated based on the data. Steps to generate the image and
Including a step of generating a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current intensity image and the current direction image. See,
An image generation method , wherein the plurality of colors have at least different colors set for four angle ranges divided according to the direction of electric current.
半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を生成する画像生成方法であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加するステップと、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気を検出信号として出力するステップと、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成するステップと、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成するステップと、
前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて前記電流の強度を示す電流強度像を生成するステップと、
前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するステップと、を含み、
前記電流方向像を生成するステップは、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係を変更するステップを含む、画像生成方法。
An image generation method that generates an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
The step of applying a stimulus signal to the semiconductor device and
A step of outputting the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal as a detection signal, and
A step of generating phase image data including a phase component indicating the phase difference based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal.
A step of generating a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction obtained from the phase image data, and a step of generating the current direction image.
Data is generated by adding magnetic direction data based on the phase image data to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current intensity indicating the current intensity is generated based on the data. Steps to generate the image and
Including a step of generating a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current intensity image and the current direction image. See,
An image generation method , wherein the step of generating the current direction image includes a step of changing the correspondence between the direction of the current and the plurality of colors.
半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を生成する画像生成方法であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加するステップと、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気を検出信号として出力するステップと、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成するステップと、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、電流の方向を示す電流方向像を生成するステップと、
前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて前記電流の強度を示す電流強度像を生成するステップと、
前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するステップと、を含み、
前記電流像を生成するステップは、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係を色相環のようにグラデーション状として設定するステップを含む、画像生成方法。
An image generation method that generates an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
The step of applying a stimulus signal to the semiconductor device and
A step of outputting the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal as a detection signal, and
A step of generating phase image data including a phase component indicating the phase difference based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal.
A step of generating a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction obtained from the phase image data, and a step of generating the current direction image.
Data is generated by adding magnetic direction data based on the phase image data to the intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current intensity indicating the current intensity is generated based on the data. Steps to generate the image and
Including a step of generating a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current intensity image and the current direction image. See,
The step of generating the current image is an image generation method including a step of setting the correspondence between the direction of the current and the plurality of colors as a gradation like a color wheel.
前記電流方向像を生成するステップは、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係を変更するステップを含む、請求項に記載の画像生成方法。 Step includes the step of changing the relationship between the direction and the plurality of colors of the current image generating method according to claim 1 to generate the current direction image. 前記電流像を生成するステップは、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係を色相環のようにグラデーション状として設定するステップを含む、請求項1,2,4のいずれか一項に記載の画像生成方法。 The step of generating the current image includes any one of claims 1, 2 and 4 , including a step of setting the correspondence between the direction of the current and the plurality of colors as a gradation like a color wheel. The described image generation method. 前記電流像を生成するステップは、互いに逆となる方向を示す色同士が補色の関係となるように、前記電流の方向に対する前記複数の色を設定するステップを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像生成方法。 Any of claims 1 to 5, wherein the step of generating the current image includes a step of setting the plurality of colors with respect to the direction of the current so that colors indicating directions opposite to each other have a complementary color relationship. The image generation method described in item 1. 前記電流方向像を生成するステップ及び前記電流強度像を生成するステップは、ビオ・サバールの法則に基づいて前記電流方向像及び前記電流強度像を生成することを含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の画像生成方法。 The step of generating the current direction image and the step of generating the current intensity image includes any of claims 1 to 6 including generating the current direction image and the current intensity image based on Biot-Savart's law. The image generation method according to item 1. 半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する画像生成装置であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加する信号印加部と、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号を出力する磁気検出部と、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成し、前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成するように構成される、画像生成部と、を備え、
前記画像生成部は、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するように構成されており、
前記複数の色は、少なくとも、電流の方向に対応して区分された4つの角度範囲に対してそれぞれ設定された異なる色を有している、画像生成装置。
An image generator that acquires an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
A signal application unit that applies a stimulus signal to the semiconductor device,
A magnetic detector that outputs a detection signal based on the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal, and a magnetic detector.
Based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal, phase image data including a phase component indicating the phase difference is generated, and the phase image data obtained from the phase image data. An image generating unit, which is configured to generate a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction, is provided.
The image generation unit generates data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current is generated based on the data. A current intensity image showing the intensity is generated, and based on the current intensity image and the current direction image, the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction are shown. It is configured to generate a current image and
An image generator , wherein the plurality of colors have at least different colors set for four angular ranges divided according to the direction of electric current.
半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する画像生成装置であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加する信号印加部と、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号を出力する磁気検出部と、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成し、前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成するように構成される、画像生成部と、を備え、
前記画像生成部は、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するように構成されており、前記複数の色のデータを含む色テーブルと、電流の方向に対応して区分された角度範囲のデータを含む角度テーブルと、を有し、
前記色テーブルと前記角度テーブルとの対応関係を変更可能に構成される、画像生成装置。
An image generator that acquires an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
A signal application unit that applies a stimulus signal to the semiconductor device,
A magnetic detector that outputs a detection signal based on the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal, and a magnetic detector.
Based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal, phase image data including a phase component indicating the phase difference is generated, and the phase image data obtained from the phase image data. An image generating unit, which is configured to generate a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction, is provided.
The image generation unit generates data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current is generated based on the data. A current intensity image showing the intensity is generated, and based on the current intensity image and the current direction image, the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction are shown. It is configured to generate a current image and has a color table containing the data of the plurality of colors and an angle table containing data of an angle range divided according to the direction of the current.
An image generator configured so that the correspondence between the color table and the angle table can be changed.
半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する画像生成装置であって、
前記半導体デバイスに刺激信号を印加する信号印加部と、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号を出力する磁気検出部と、
前記刺激信号に基づいて生成される参照信号と、前記検出信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成し、前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成するように構成される、画像生成部と、を備え、
前記画像生成部は、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成するように構成されており、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係が、色相環のようにグラデーション状となるように、前記複数の色を設定する、画像生成装置。
An image generator that acquires an image showing the direction of the current flowing through a semiconductor device.
A signal application unit that applies a stimulus signal to the semiconductor device,
A magnetic detector that outputs a detection signal based on the magnetism in the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulus signal, and a magnetic detector.
Based on the phase difference between the reference signal generated based on the stimulus signal and the detection signal, phase image data including a phase component indicating the phase difference is generated, and the phase image data obtained from the phase image data. An image generating unit, which is configured to generate a current direction image indicating the direction of the current based on the information of the magnetic direction in the thickness direction, is provided.
The image generation unit generates data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to intensity image data indicating the magnetic intensity generated from the detection signal, and the current is generated based on the data. A current intensity image showing the intensity is generated, and based on the current intensity image and the current direction image, the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction are shown. An image generator that is configured to generate an electric current image and sets the plurality of colors so that the correspondence between the direction of the electric current and the plurality of colors becomes a gradation like a color wheel. ..
前記画像生成部は、前記複数の色のデータを含む色テーブルと、電流の方向に対応して区分された角度範囲のデータを含む角度テーブルと、を有し、
前記色テーブルと前記角度テーブルとの対応関係を変更可能に構成される、請求項に記載の画像生成装置。
The image generation unit has a color table including the data of the plurality of colors and an angle table including data of an angle range divided according to the direction of the electric current.
The image generator according to claim 8 , wherein the correspondence between the color table and the angle table can be changed.
前記画像生成部は、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係が、色相環のようにグラデーション状となるように、前記複数の色を設定する、請求項8,9,11のいずれか一項に記載の画像生成装置。 Any of claims 8, 9 and 11, wherein the image generation unit sets the plurality of colors so that the correspondence between the direction of the current and the plurality of colors has a gradation shape like a color wheel. The image generator according to the first paragraph. 前記画像生成部は、互いに逆となる方向を示す色同士が補色の関係となるように、前記複数の色を設定する、請求項8〜12のいずれか一項に記載の画像生成装置。 The image generation device according to any one of claims 8 to 12 , wherein the image generation unit sets the plurality of colors so that colors indicating directions opposite to each other have a complementary color relationship. 前記画像生成部は、ビオ・サバールの法則に基づいて前記電流方向像及び前記電流強度像を生成する、請求項8〜13のいずれか一項に記載の画像生成装置。 The image generation device according to any one of claims 8 to 13 , wherein the image generation unit generates the current direction image and the current intensity image based on Biot-Savart's law. 半導体デバイスに対して刺激信号を印加したときに、前記半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号と前記刺激信号に基づいて生成される参照信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成する位相像データ生成部と、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成する画像生成部であって、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成する前記画像生成部として機能させ
前記複数の色は、少なくとも、電流の方向に対応して区分された4つの角度範囲に対してそれぞれ設定された異なる色を有している、画像生成プログラム。
A program for causing a computer to execute a process of acquiring an image showing the direction of a current flowing through the semiconductor device when a stimulus signal is applied to the semiconductor device.
The computer
A phase component indicating the phase difference is included based on the phase difference between the detection signal based on the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulation signal and the reference signal generated based on the stimulation signal. A phase image data generator that generates phase image data,
An image generator that generates a current direction image indicating the direction of the current based on information on the direction of the magnetism in the thickness direction obtained from the phase image data, and is a magnet generated from the detection signal. Data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to the intensity image data indicating the intensity of the current is generated, a current intensity image indicating the intensity of the current is generated based on the data, and the current intensity image is generated. To function as the image generator that generates a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current direction image and the current direction image .
An image generation program in which the plurality of colors have at least different colors set for four angle ranges divided according to the direction of electric current.
半導体デバイスに対して刺激信号を印加したときに、前記半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号と前記刺激信号に基づいて生成される参照信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成する位相像データ生成部と、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成する画像生成部であって、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成する前記画像生成部として機能させ
前記画像生成部は、前記複数の色のデータを含む色テーブルと、電流の方向に対応して区分された角度範囲のデータを含む角度テーブルと、を有し、前記色テーブルと前記角度テーブルとの対応関係を変更可能に構成される、画像生成プログラム。
A program for causing a computer to execute a process of acquiring an image showing the direction of a current flowing through the semiconductor device when a stimulus signal is applied to the semiconductor device.
The computer
A phase component indicating the phase difference is included based on the phase difference between the detection signal based on the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulation signal and the reference signal generated based on the stimulation signal. A phase image data generator that generates phase image data,
An image generator that generates a current direction image indicating the direction of the current based on information on the direction of the magnetism in the thickness direction obtained from the phase image data, and is a magnet generated from the detection signal. Data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to the intensity image data indicating the intensity of the current is generated, a current intensity image indicating the intensity of the current is generated based on the data, and the current intensity image is generated. To function as the image generator that generates a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current direction image and the current direction image .
The image generation unit includes a color table including the data of the plurality of colors and an angle table including data of an angle range divided according to the direction of the current, and the color table and the angle table An image generation program that is configured to be able to change the correspondence between.
半導体デバイスに対して刺激信号を印加したときに、前記半導体デバイスに流れる電流の方向を示す画像を取得する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記刺激信号の印加によって発生した前記半導体デバイスの厚さ方向の磁気に基づく検出信号と前記刺激信号に基づいて生成される参照信号との位相差に基づいて、前記位相差を示す位相成分を含んだ位相像データを生成する位相像データ生成部と、
前記位相像データから求められる、前記厚さ方向における前記磁気の向きの情報に基づいて、前記電流の方向を示す電流方向像を生成する画像生成部であって、前記検出信号から生成された磁気の強度を示す強度像データに対して、前記位相像データに基づく磁気方向のデータを付加したデータを生成し、当該データに基づいて電流の強度を示す電流強度像を生成し、前記電流強度像と前記電流方向像とに基づいて、電流の強度と、方向に応じて設定された複数の色によって示される電流の方向と、が示される電流像を生成する前記画像生成部として機能させ
前記画像生成部は、前記電流の方向と前記複数の色との対応関係が、色相環のようにグラデーション状となるように、前記複数の色を設定する、画像生成プログラム。
A program for causing a computer to execute a process of acquiring an image showing the direction of a current flowing through the semiconductor device when a stimulus signal is applied to the semiconductor device.
The computer
A phase component indicating the phase difference is included based on the phase difference between the detection signal based on the thickness direction of the semiconductor device generated by the application of the stimulation signal and the reference signal generated based on the stimulation signal. A phase image data generator that generates phase image data,
An image generator that generates a current direction image indicating the direction of the current based on information on the direction of the magnetism in the thickness direction obtained from the phase image data, and is a magnet generated from the detection signal. Data in which magnetic direction data based on the phase image data is added to the intensity image data indicating the intensity of the current is generated, a current intensity image indicating the intensity of the current is generated based on the data, and the current intensity image is generated. To function as the image generator that generates a current image showing the intensity of the current and the direction of the current indicated by a plurality of colors set according to the direction based on the current direction image and the current direction image .
The image generation unit is an image generation program that sets the plurality of colors so that the correspondence between the direction of the electric current and the plurality of colors has a gradation shape like a color wheel.
請求項15〜17のいずれか一項に記載の画像生成プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium for recording the image generation program according to any one of claims 15 to 17.
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