JPH02297855A - 電子ビームテスタ装置の信号処理方法 - Google Patents
電子ビームテスタ装置の信号処理方法Info
- Publication number
- JPH02297855A JPH02297855A JP1114940A JP11494089A JPH02297855A JP H02297855 A JPH02297855 A JP H02297855A JP 1114940 A JP1114940 A JP 1114940A JP 11494089 A JP11494089 A JP 11494089A JP H02297855 A JPH02297855 A JP H02297855A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- logical
- signal
- secondary electron
- sample
- electron beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、荷電粒子線装置に係り、特に、論理ＬＳＩ素
子の評価に好適な電子ビームテスタ装置の信号処理に関
する。
子の評価に好適な電子ビームテスタ装置の信号処理に関
する。
ＬＳＩの内部電圧測定に、従来の触針法の汎用テスダに
代り、走査電子顕微鏡を応用した電子ビームテスタ装置
（ＥＢテスタ装置）が使用されている。そして、一般に
は電子ビームをパルス化する所謂ストロボＥＢテスタ装
置が支配的である。 このストロボ法は試料に印加する信号と、それに同期し
て、任意幅にパルス化された電子ビームを試料上に照射
し、試料から発生した二次電子信号から、試料上の電圧
を測定する方法である。試料印加信号とパルス電子ビー
ムの位相を制御することにより、高速で変化する試料電
位を低速に変換して検出することができる。 ここで、電子ビームのパルス幅は測定される電圧波形の
時間精度をきめることから、繰返し周期の１１５００〜
１／１０００に設定され概略１０８以下である。比較的
短い繰返し周期（１μｓ以下）で動作する試料、例えば
メモリ等のＬＳＩにおいてはストロボ法のＥＢテスタ装
置は有効であるが、長い繰返し周期（１０μｓ以上）の
試料、例えばゲートアレイ等の論理ＬＳＩにおいて、同
様に高分解能（電子ビームのパルス幅１ｎｓ以下）で測
定すると、電子ビームのデユーティ比が１／１０４以下
となりＳ／Ｈの減少を招く。このことは測定に長時間を
要することとなり、ストロボ法は適切でない。 ＥＢテスタ装置として、ストロボ法を採用しないで、電
子ビームを直流で照射し、高速動作している試料電圧に
応答する二次電子検出系を開発することができれば、上
記問題は解決する。この方式をリアルタイム法と呼ばれ
ている。二次電子信号量は試料電圧の大きさに比例して
増減するため試料電圧５ｖ１０ｖ（高／低）の論理情報
を検出することができる。 従来、この種の二次電子検出器としてはシンチレータと
ホトマルチプライヤ−を併用した検出器が使用されてい
る。最近は高速応答性のよいマイクロチャンネルプレー
ト（以下ＭＣＰと略す、）も採用されつつある。 これらの検出器を使って約９ＭＨｚのリアルタイム法を
実現している報告例が有る［参照：Ｍ。 オストロフ他著、「アイシー インターナル エレクト
ロン ビーム ロジック ステート アナリシス；スキ
ャンニング エレクトロン マイクロスコピー第５６３
〜５７２頁（Ｍ、Ｏｓｔｒｏｗ、Ｅ、Ｍｅｎｚｅｌ、ｅ
ｔｃ”ＩＣ−ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮ Ｂ
ＥＡＭ ＬＯＧＩＣ５ＴＡＴＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ：
５ＣＡＮＮＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯ５
ＣＯＰＹ／１９８２／璽（Ｐａｇｅｓ５６３−５７２）
” ］ 。 ここで’１’ ／’Ｏ’ （高／低）の判定は、試料か
ら発生した二次電子信号に任意のスレショルド電圧を設
定し、その電圧レベルより大きいか小さいかによって判
定し、論理情報を得ている。
代り、走査電子顕微鏡を応用した電子ビームテスタ装置
（ＥＢテスタ装置）が使用されている。そして、一般に
は電子ビームをパルス化する所謂ストロボＥＢテスタ装
置が支配的である。 このストロボ法は試料に印加する信号と、それに同期し
て、任意幅にパルス化された電子ビームを試料上に照射
し、試料から発生した二次電子信号から、試料上の電圧
を測定する方法である。試料印加信号とパルス電子ビー
ムの位相を制御することにより、高速で変化する試料電
位を低速に変換して検出することができる。 ここで、電子ビームのパルス幅は測定される電圧波形の
時間精度をきめることから、繰返し周期の１１５００〜
１／１０００に設定され概略１０８以下である。比較的
短い繰返し周期（１μｓ以下）で動作する試料、例えば
メモリ等のＬＳＩにおいてはストロボ法のＥＢテスタ装
置は有効であるが、長い繰返し周期（１０μｓ以上）の
試料、例えばゲートアレイ等の論理ＬＳＩにおいて、同
様に高分解能（電子ビームのパルス幅１ｎｓ以下）で測
定すると、電子ビームのデユーティ比が１／１０４以下
となりＳ／Ｈの減少を招く。このことは測定に長時間を
要することとなり、ストロボ法は適切でない。 ＥＢテスタ装置として、ストロボ法を採用しないで、電
子ビームを直流で照射し、高速動作している試料電圧に
応答する二次電子検出系を開発することができれば、上
記問題は解決する。この方式をリアルタイム法と呼ばれ
ている。二次電子信号量は試料電圧の大きさに比例して
増減するため試料電圧５ｖ１０ｖ（高／低）の論理情報
を検出することができる。 従来、この種の二次電子検出器としてはシンチレータと
ホトマルチプライヤ−を併用した検出器が使用されてい
る。最近は高速応答性のよいマイクロチャンネルプレー
ト（以下ＭＣＰと略す、）も採用されつつある。 これらの検出器を使って約９ＭＨｚのリアルタイム法を
実現している報告例が有る［参照：Ｍ。 オストロフ他著、「アイシー インターナル エレクト
ロン ビーム ロジック ステート アナリシス；スキ
ャンニング エレクトロン マイクロスコピー第５６３
〜５７２頁（Ｍ、Ｏｓｔｒｏｗ、Ｅ、Ｍｅｎｚｅｌ、ｅ
ｔｃ”ＩＣ−ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮ Ｂ
ＥＡＭ ＬＯＧＩＣ５ＴＡＴＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ：
５ＣＡＮＮＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯ５
ＣＯＰＹ／１９８２／璽（Ｐａｇｅｓ５６３−５７２）
” ］ 。 ここで’１’ ／’Ｏ’ （高／低）の判定は、試料か
ら発生した二次電子信号に任意のスレショルド電圧を設
定し、その電圧レベルより大きいか小さいかによって判
定し、論理情報を得ている。
【発明が解決しようとする課題１
上記従来技術において二次電子信号のＳハは主として一
次電子のプローブ電流ｒｐと検出回路の周波数帯域ｆに
依存していて次式で与えられる。 リアルタイム法においては高速の増幅回路（周波数帯域
は約１００ＭＨｚ）を用いるため、二次電子検出信号の
Ｓ／Ｎ比の著しい劣化を生じ、試料からの忠実な論理信
号の検出が困難になる。 本発明の目的は、この試料から発生する二次電子信号の
Ｓ／Ｎの悪化に伴う論理信号の誤検出を取り除き、真の
論理信号を検出することにある。 【課題を解決するための手段】 上記目的は、試料に印加した基準クロックに同期して、
その周期の間、二次電子信号を積分する手段、任意のス
レッショルド電圧を発生する手段。 上記積分された電圧と任意のスレショルド電圧をコンパ
レートする手段およびその結果を記憶する手段を具備す
ることにより達成される。
次電子のプローブ電流ｒｐと検出回路の周波数帯域ｆに
依存していて次式で与えられる。 リアルタイム法においては高速の増幅回路（周波数帯域
は約１００ＭＨｚ）を用いるため、二次電子検出信号の
Ｓ／Ｎ比の著しい劣化を生じ、試料からの忠実な論理信
号の検出が困難になる。 本発明の目的は、この試料から発生する二次電子信号の
Ｓ／Ｎの悪化に伴う論理信号の誤検出を取り除き、真の
論理信号を検出することにある。 【課題を解決するための手段】 上記目的は、試料に印加した基準クロックに同期して、
その周期の間、二次電子信号を積分する手段、任意のス
レッショルド電圧を発生する手段。 上記積分された電圧と任意のスレショルド電圧をコンパ
レートする手段およびその結果を記憶する手段を具備す
ることにより達成される。
論理ＬＳＩ素子は一般的には１ケあるいは２ケの基準ク
ロックに同期して論理動作している。従って、検出され
た二次電子信号をこの基準クロックに同期して一周期分
づつ積分する手段により、基準クロックの周波数より高
い高周波の雑音を除去し、−周期平均の論理情報を検出
することができる０次に、任意のスレショルド電圧とそ
の積分値をコンパレートする手段により、論理値′１′
／’Ｏ″に変換することができる。 以上の作用により、試料の論理情報を正しく検出するこ
とができ、高精度の論理テスタ装置が実現できる。
ロックに同期して論理動作している。従って、検出され
た二次電子信号をこの基準クロックに同期して一周期分
づつ積分する手段により、基準クロックの周波数より高
い高周波の雑音を除去し、−周期平均の論理情報を検出
することができる０次に、任意のスレショルド電圧とそ
の積分値をコンパレートする手段により、論理値′１′
／’Ｏ″に変換することができる。 以上の作用により、試料の論理情報を正しく検出するこ
とができ、高精度の論理テスタ装置が実現できる。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。電界
放射型（ＦＥ）電子銃１より放射された一次電子ビーム
２は対物レンズ４により細く収束され、試料である論理
ＬＳＩ５の任意の測定ケ所にスポット照射される。 試料５にはパターンジェネレータ７より任意のテストパ
ターンが印加される。このテストパターンには１例えば
クロック５０ＭＨｚで動作する高（ｈｉｇｈ）と低（Ｌ
ｏｗ）の１ ’ ／ ’ Ｏ’ （５Ｖ１０Ｖ）パター
ンが数千パターン連続して印加され、かつ、ＬＳＩ素子
の数百の外部ピンから種々様々のパターンが印加される
。 第２図（ａ）にその基準クロック波形を示す。 試料から発生した二次電子は、エネルギーアナライザー
３により試料電位情報を含んだ信号となり。 二次電子検出器に入射する。入射した二次電子信号を高
速のビデオ増幅器（周波数帯域１００ＭＨｚ）８で増幅
し、電圧信号に変換する。 第２図（ｂ）に検出されたある論理パターンの二次電子
信号波形を示す。図から明らかなように、この二次電子
信号波形は電子ビーム量に依存した量子化雑音、ＦＥ雑
音そしてアンプ雑音などのため、非常にＳ／Ｈの悪い波
形となっている。従来、この信号と任意のスレショルド
電圧との比較により、論理値に変換していたため、正確
な論理の検出ができなかった。このため本実施例では、
この二次電子信号を積分回路９に入力する。 積分回路９は、基準クロックの一周期の時間連続して積
分し、その波形は、第２図（ｃ）の様になる。この−周
期間の最大電圧値をサンプルホールドしてコンパレータ
１０に入力する。コンパレータは、任意に設定されたス
レショルド電圧Ｖｔと積分された電圧Ｖｉを比較し、Ｖ
ｉ ） Ｖ ｔなら論理値′１′を出力し、Ｖｉ＜Ｖ
ｔなら論理値′０′を出力する。その結果第２図（ｄ）
の論理値となる。これらの論理値をメモリ１１に順次記
憶する。この結果、高周波の雑音による誤検出を取り除
き真の論理情報を検出することができる。 以上、メモリに記憶された論理情報は、コンピュータに
取り込まれ、あらかじめシュミレーションしであるＣＡ
Ｄデータとの比較照合を行い、論理ＬＳＩ素子の不良解
析を実施する。
放射型（ＦＥ）電子銃１より放射された一次電子ビーム
２は対物レンズ４により細く収束され、試料である論理
ＬＳＩ５の任意の測定ケ所にスポット照射される。 試料５にはパターンジェネレータ７より任意のテストパ
ターンが印加される。このテストパターンには１例えば
クロック５０ＭＨｚで動作する高（ｈｉｇｈ）と低（Ｌ
ｏｗ）の１ ’ ／ ’ Ｏ’ （５Ｖ１０Ｖ）パター
ンが数千パターン連続して印加され、かつ、ＬＳＩ素子
の数百の外部ピンから種々様々のパターンが印加される
。 第２図（ａ）にその基準クロック波形を示す。 試料から発生した二次電子は、エネルギーアナライザー
３により試料電位情報を含んだ信号となり。 二次電子検出器に入射する。入射した二次電子信号を高
速のビデオ増幅器（周波数帯域１００ＭＨｚ）８で増幅
し、電圧信号に変換する。 第２図（ｂ）に検出されたある論理パターンの二次電子
信号波形を示す。図から明らかなように、この二次電子
信号波形は電子ビーム量に依存した量子化雑音、ＦＥ雑
音そしてアンプ雑音などのため、非常にＳ／Ｈの悪い波
形となっている。従来、この信号と任意のスレショルド
電圧との比較により、論理値に変換していたため、正確
な論理の検出ができなかった。このため本実施例では、
この二次電子信号を積分回路９に入力する。 積分回路９は、基準クロックの一周期の時間連続して積
分し、その波形は、第２図（ｃ）の様になる。この−周
期間の最大電圧値をサンプルホールドしてコンパレータ
１０に入力する。コンパレータは、任意に設定されたス
レショルド電圧Ｖｔと積分された電圧Ｖｉを比較し、Ｖ
ｉ ） Ｖ ｔなら論理値′１′を出力し、Ｖｉ＜Ｖ
ｔなら論理値′０′を出力する。その結果第２図（ｄ）
の論理値となる。これらの論理値をメモリ１１に順次記
憶する。この結果、高周波の雑音による誤検出を取り除
き真の論理情報を検出することができる。 以上、メモリに記憶された論理情報は、コンピュータに
取り込まれ、あらかじめシュミレーションしであるＣＡ
Ｄデータとの比較照合を行い、論理ＬＳＩ素子の不良解
析を実施する。
本発明によれば真の論理情報を検出することができるの
で、高精度の論理ＥＢテスタ装置が実現できる。
で、高精度の論理ＥＢテスタ装置が実現できる。
第１図は本発明の一実施例のＥＢテスタの構成図、第２
図は本発明の実施例における信号処理を説明するための
パルス波形図である 符号の説明 １・・・電子銃、２・・・−次電子、３・・・エネルギ
ーアナライザー、４・・・対物レンズ、５・・・試料、
６・・・二次電子検出器、７・・・パタージェネレータ
、８・・・ビデオ増幅器、９・・・積分回路、１０・・
・コンパレータ。 巽／斤 ジェ芥レータ 和１ （δ２梗ホ詭是ｌ
図は本発明の実施例における信号処理を説明するための
パルス波形図である 符号の説明 １・・・電子銃、２・・・−次電子、３・・・エネルギ
ーアナライザー、４・・・対物レンズ、５・・・試料、
６・・・二次電子検出器、７・・・パタージェネレータ
、８・・・ビデオ増幅器、９・・・積分回路、１０・・
・コンパレータ。 巽／斤 ジェ芥レータ 和１ （δ２梗ホ詭是ｌ
Claims (1)
- １、電子ビームを細く絞り、試料であるＬＳＩ素子に照
射し、発生した二次電子を検出して、試料の内部電圧を
測定する電子ビームテスタ装置において、検出された二
次電子信号から論理値に変換する手段として、二次電子
信号を各論理ステップの間積分して、論理判定を実施し
、論理値に変換することを特徴とする電子ビームテスタ
装置の信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114940A JPH02297855A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 電子ビームテスタ装置の信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114940A JPH02297855A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 電子ビームテスタ装置の信号処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297855A true JPH02297855A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14650419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1114940A Pending JPH02297855A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | 電子ビームテスタ装置の信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02297855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000003142A (ja) * | 1998-02-04 | 2000-01-07 | Shimadzu Corp | 電子線によるフラットパネルディスプレイのピクセル検査方法及び検査装置 |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP1114940A patent/JPH02297855A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000003142A (ja) * | 1998-02-04 | 2000-01-07 | Shimadzu Corp | 電子線によるフラットパネルディスプレイのピクセル検査方法及び検査装置 |
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