Te está dando un error de Debug, no de programación. Si ya has probado desde varios IDE con el mismo resultado, revisa el cableado del programador a la placa, que tengas bien todos los hilos del SWD (SWDIO, SWCLK), incluido el Reset.
Mira que no estés intentando hacer Debug a un micro grabado con una versión Release porque esa no lleva los registros necesarios para debugear el chip. Aunque eso, usando el System Workbench de ST con Eclipse, no debería de pasar porque el IDE detecta el cambio y recompila la aplicación, no se si pasará lo mismo con Atollic.
En última instancia, desde el programador, prueba a borrar completamente el chip, y grábalo de nuevo con la compilación para Debug, si quieres hacerle un debug, claro.
Otra cosa, que el chip no quede protegido contra lectura al grabarlo, o el Debug creo que no funcionará. En cuanto a la compilación para Debug o Release, al menos en el System Workbench, te genera el binario en directorios separados para cada versión.
Para Debug, puedes usar tambien el STM Studio para visualizar gráficamente y en tiempo real, el estado de cualquier variable, es más práctico que el Debug convencional desde Eclipse.