JPH01221675A - 電子ビーム装置の軸合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１既　　要〕 ＬＳＩの動作解析試験を行うための電子ビーム装置にお
けるビームの軸合せ方法に関し、主、副偏向器の動作状
態においてビームの軸合せを正しく行い得るようにする
ことを目的とし、直交する主偏向器と副偏向器とにそれ
ぞれパルスを印加して電子ビームを矩形走査し、一の主
偏向によって絞り孔を通過させて得られたパルスビーム
を試料に照射することによって発生した二次電子を検出
して試料の電圧を測定する電子ビーム装置において、主
偏向パルスおよび副偏向パルスを印加した状態で二次電
子電流が最大になるように副偏向パルスのオフセット電
圧を補正し、次に該補正されたオフセット電圧から所定
値ずらした値を副偏向パルスのオフセット電圧として与
え、主偏向パルスのオフセット電圧をＯまたは主偏向パ
ルス振幅とした状態で二次電子電流が最大になるように
主偏向パルスのオフセット電圧の補正値を決定したのち
、該補正値から所定値ずらした値を主偏向パルスのオフ
セット電圧として与えるようにすることによって構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明はＬＳＩの動作解析試験を行うための電子ビーム
装置におけるビームの軸合せ方法に関するものである。

ＬＳＩの内部回路の動作解析試験を行うためには、試料
に電子ビームを照射し発生する二次電子のエネルギーを
分析することによって、試料各部の電圧測定を行う電子
ビーム装置が有効であり、特に高速なＬＳＩの動作解析
試験のためには、試料繰り返し動作に同期して電子ビー
ムをパルス状に試料に照射して電圧測定を行う、電子ス
トロボ法による電子ビームが開発されている。

このような電子ビーム装置においては、パルスビームの
軸合せを正しく行い得る方法が必要である。

〔従来の技術〕

第２図は従来のおよび本発明が適用される電子ビーム装
置の全体を示す概略構成図である。

第２図において、１は電子ビーム鏡筒であって内部は真
空に保たれており、電子銃２から放出された電子流は電
磁レンズを形成するコイル群３によって収束されて、下
部の試料台４上にセットされたＩＣ５上に細いビームと
なって照射されるように構成されている。電子ビーム通
路には主偏向器６、副偏向器７が直交して設けられてい
て、それぞれパルスドライバ８，９を経てパルスを印加
することによって電子ビームを走査して絞り板１０に設
けられた絞り孔１１を経て短いパルスビームを発生させ
る。

第３図は電子ビームの偏向に基づくパルスビームの発生
を説明するものであって、主偏向器６と副偏向器７を形
成する対向する平面電極６＋、Ｌおよび７１．７！間に
、第４図に示すようなパルスを印加することによって、
絞り板１０上において矩形の走査線１２を描いて、走査
する。この際絞り孔１１は走査線１２の矩形の一辺上に
位置するように設けられており、これによって電子ビー
ムの走査ごとに電子ストロボ用の短いパルスビームを生
じる。

このようなパルスビームがＩＣ５に照射されると、照射
位置のＩＣ導体からはその導体の有する電圧値に対応す
るエネルギー（初速度）を有する二次電子が放出される
。この二次電子流は二次電子検出器１３によって検出さ
れるが、二次電子経路には金属メツシュからなるエネル
ギー分析器１４が設けられていて、電圧測定回路１５か
ら負の電圧を与えられるようになっている。二次電子は
、エネルギー分析器１４の直流電圧を超えるエネルギー
を有するものだけがこれを通過して二次電子検出器１３
に捕らえられるので、電圧測定回路１５において二次電
子検出器１３の検出信号とエネルギー分析器１４に与え
る電圧との関係を判別することによって、ＩＣ５の内部
回路を構成する各部の電圧を測定することができる。

さらにこの際ＩＣドライバ１６からパルスを与えてＩＣ
５をパルス的に動作させるとともに、このパルスによっ
て制御回路】７を経てパルスドライバ８．９を駆動して
主偏向器６．副偏向器７を同期して走査させて、第３図
に説明したようにして短いパルスビームを同期的に発生
させることによって、ＩＣの動作波形を高い時間分解能
で分析して検出することができる。

しかしながら各偏向器に与えるパルスの振幅やオフセッ
トがずれている等の原因で、絞り孔１１に対する走査線
１２の相対的な位置関係が正常な位置からずれているよ
うな場合には、十分なパルスビーム強度を得ることがで
きなかったり、パルスビームの照射タイミングがずれた
りして、■ｃの動作波形の分析を正しく行うことができ
ない。

これに対して従来は、第２図に示すように電子銃１に近
接してアライメントコイル１８を設け、主偏向器６およ
び副偏向器７を停止状態にしてこれに適当な補正用直流
電流を流すことによって電子ビームに対して主偏向方向
および副偏向方向に直流的な位置補正を行うことによっ
て、走査線１２の軸合せを行うようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

電子ビーム装置において、電子ビームの軸合せを直流的
に行う従来の方法は、パルスによって電子ビームも走査
する主偏向手段および副偏向手段に変化を生じた場合は
これを救済することができず、従って動作状態における
電子ビームの軸合せを正しく行うことができないという
問題があった。

本発明はこのような従来の技術の課題を解決しようとす
るものであって、電子ビーム装置において主、副偏向器
の動作状態におて電子ビームの軸合せを正しく行うこと
ができるようにすることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の方法は第１図の実施例に示すように、直交する
主偏向器と副偏向器とにそれぞれパルスを印加して電子
ビームを矩形走査し、一の主偏向によって絞り孔を通過
させて得られたパルスビームを試料に照射することによ
って発生した二次電子を検出して試料の電圧を測定する
電子ビーム装置において、次のように主偏向パルスと副
偏向パルスのオフセット電圧を定めるものである。

副偏向パルスに対しては、主偏向パルスおよび副偏向パ
ルスを印加した状態で二次電子電流が最大になるように
副偏向パルスのオフセット電圧を補正する。

主偏向パルスに対しては、この補正されたオフセット電
圧から所定値ずらした値を副偏向パルスのオフセット電
圧として与え、主偏向パルスのオフセット電圧を０また
は主偏向パルス振幅とした状態で二次電子電流が最大に
なるように主偏向パルスのオフセット電圧の補正値を決
定したのち、この補正値から所定値ずらした値を主偏向
パルスのオフセット電圧として与える。

〔作　用〕

電子ビーム装置においては、直交する主偏向器と副偏向
器とにそれぞれパルスを印加して電子ビームを矩形走査
し、矩形の一辺をなす主偏向によって絞り孔を通過させ
て得られた短いパルスビームを試料に照射する。これに
よって試料から発生した二次電子を検出して試料の電圧
を測定する。

このような装置において、主偏向器と副偏向器の動作状
態でパルスビームの軸合せを行うために、主偏向パルス
および副偏向パルスのオフセット電圧を調整する。

副偏向パルスのオフセット電圧の調整は、主偏向パルス
および副偏向パルスを印加した状態で副偏向パルスのオ
フセット電圧を補正して、二次電子電流が最大になるよ
うにすることによって行うことができる。

また主偏向パルスのオフセット電圧の調整は、次のよう
にして行われる。まず副偏向パルスに対し、上述の補正
されたオフセット電圧から所定値（例えば副偏向パルス
振幅の１／２）ずらした値をオフセット電圧として与え
、主偏向パルスのオフセット電圧をＯまたは主偏向パル
ス振幅とした状態で、主偏向パルスのオフセット電圧を
調整して二次電子電流が最大になるように主偏向パルス
のオフセット電圧の補正値を決定する。その後、副偏向
パルスのオフセット電圧をもとの値に戻し、求められた
主偏向パルスの補正値から所定値（例えば主偏向パルス
振幅の１／２）ずらした値を主偏向パルスのオフセット
電圧として与える。

これによって主偏向と副偏向におけるオフセット電圧の
誤差が除かれて、電子ビームの軸合せが正しく行われる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示したものであって、（ａ
）は副偏向器の電圧補正を説明し、（ｂｌは主偏向器の
オフセット電圧補正を説明している。

第２図に示された電子ビーム装置において副偏向器７に
対する印加パルスのオフセット電圧を設定する際には、
装置を動作状態にしパルスドライバ９を制御して、第４
図に示された副偏向器印加パルスにおけるオフセット電
圧ＶｓｕｂをＶｓｕｂ−ΔＶｓｕｂからＶｓｕｂ＋ΔＶ
ｓｕｂ　　（ΔＶｓｕｂは任意の微小電圧値）まで変化
させながら、二次電子検出器で検出される二次電子電流
が最大になるようにする。

第１図（ａ）に示すように、電子ビームの走査ｉｔ２が
絞り孔ｌｌ上を正しく通過したとき二次電子電流が最大
となるので、その時のオフセット電圧値Ｖｓｕｂ＋ΔＶ
ｓｏ（ΔＶｓｕｂは補正値）をパルスドライバ９におい
て設定し、これを基準として副偏向器印加パルスを与え
るようにする。

次に主偏向器６に対する印加パルスのオフセット電圧を
設定する陣には、副偏向器７に対し所定は副偏向印加パ
ルスの振幅値）を固定的にオフセット電圧として与える
。次にパルスドライバ８を制御して主偏向器６に対する
オフセット電圧を所定値Ｖｍａｉｎ（例えばＶｍａｉｎ
　　　　　’會からＶ’ｍａ　ｉ　ｎ　（Ｖ’ｍａ　ｉ
　ｎはＯまたは主偏向パルスの振幅値に変更して例えば
第１図（ｂ）に示すような電子ビーム走査線１２と絞り
孔１１の相対位置関係とする。

この状態において主偏向器印加パルスにおけるオフセッ
ト電圧をＶ’ｍ　ａ　ｉ　ｎ−ΔＶｍａｉｎからＶ’ｍ
　ａ　ｉ　ｎ＋ΔＶｍａｉｎ（ΔＶｍａｉｎは任意の微
小電圧値）まで変化させながら、二次電子検出器１３で
検出される二次電子電流が増大になるようにする。

この場合も電子ビームの走査ｖＡ１２が絞り１１上を正
しく通過したとき二次電子電流が最大となるので、その
ときのオフセット電圧ＶｍａＬｎ＋Δｖ、４゜は（ΔＶ
ＮＯは補正値）を求める。動作状態において主偏向器６
に対するオフセット電圧として、Ｖｍａｉｎ＋Δｖ８゜
をパルスドライバ８において設定し、これを基準として
主偏向器印加パルスを与えるようにする。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電子ビーム装置に
おいて主、副偏向器の動作状態においてそれぞれ印加パ
ルスのオフセット電圧を補正するようにしたので、動作
状態における電子ビームの軸合せを正しく行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は従来のおよび本発明が適用される電子ビーム装
置の概略構成を示す図、 第３図はパルスビームの発生を説明する図、第４図は偏
向器印加パルスを示す図である。 ５・・・ＩＣ ６・・・主偏向器 ７・・・副偏向器 ８．９・・・パルスドライバ １１・・・絞り孔 １３・・・二次電子検出器 特許出願人　　　富士通　株式会社 代理人　弁理士　玉　蟲　久五部 （外１名） （Ｇ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）本発明の一
実施例を示す図 箪１図 １１・−絞り孔　　１４・−エネルギー分析器電子ビー
ム表置の概略構成図 第　２　図 パルスビームの発生き説明す２図 第３図 偏向器印加パルスを示す図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　直交する主偏向器（６）と副偏向器（７）とにそれぞ
   れパルスを印加して電子ビームを矩形走査し、一の主偏
   向によつて絞り孔（１１）を通過させて得られたパルス
   ビームを試料に照射することによつて発生した二次電子
   を検出して試料の電圧を測定する電子ビーム装置におい
   て、 主偏向パルスおよび副偏向パルスを印加した状態で二次
   電子電流が最大になるように副偏向パルスのオフセット
   電圧を補正し、 次に該補正されたオフセット電圧から所定値ずらした値
   を副偏向パルスのオフセット電圧として与え、主偏向パ
   ルスのオフセット電圧を０または主偏向パルス振幅とし
   た状態で二次電子電流が最大になるように主偏向パルス
   のオフセット電圧の補正値を決定したのち、該補正値か
   ら所定値ずらした値を主偏向パルスのオフセット電圧と
   して与えるようにすることを特徴とする電子ビーム装置
   の軸合せ方法。