JPH041458B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH041458B2
JPH041458B2 JP57030593A JP3059382A JPH041458B2 JP H041458 B2 JPH041458 B2 JP H041458B2 JP 57030593 A JP57030593 A JP 57030593A JP 3059382 A JP3059382 A JP 3059382A JP H041458 B2 JPH041458 B2 JP H041458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
sample
electron beam
signal
address
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57030593A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58150256A (ja
Inventor
Motosuke Myoshi
Tetsuya Sano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57030593A priority Critical patent/JPS58150256A/ja
Priority to DE8383101823T priority patent/DE3375438D1/de
Priority to EP83101823A priority patent/EP0087767B1/en
Priority to US06/470,632 priority patent/US4538065A/en
Publication of JPS58150256A publication Critical patent/JPS58150256A/ja
Publication of JPH041458B2 publication Critical patent/JPH041458B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はストロボ走査電子顕微鏡装置に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
走査電子顕微鏡〔SEM(Scanning Electron
Microscope)〕は、一般に試料表面に電子ビーム
を照射し、試料表面な電位変化に対応するレスポ
ンスをCRTに表示することによつて試料表面の
顕微鏡を得るようにしている。
このSEMを使つて、LSI(大規模集積回路)の
内部動作の観測を行なうことができる。これは表
面に電位分布を持つたLSIをSEMの2次電子像で
観察し、負電位の部分と正電位の部分とのコント
ラストの差を利用し、LSI内部電位の分布を観察
するもので、LSIの動作解析あるいは不良解析の
有効な手段となつている。
またICやJSI素子の内部を伝搬する電気信号の
ような同期現象では、電位変化は毎回規則正しく
繰り返して起る。従つて、ある特定の位相だけに
パルス電子ビームを繰り返し照射すると、出力信
号はこの位相での電位に対応したものとなる。そ
こで試料表面上の希望する点にビームを止めてお
き、試料励振とパルス電子ビームとの位相差を電
気的に変化させ、CRTの横軸にこの移相量を、
縦軸に2次電子信号量をそれぞれ入力することに
よつて、CRTの画面上に希望点での電圧波形を
表示するようにしたストロボSEMが開発されて
いる。
以上、説明したように試料観測には大別して次
の2つの観測モードがある。すなわち、試料上に
機械的プローブを立て、オシロスコープでそのプ
ローブ接触点での電圧波形を観測するものに類似
する波形モードと、ビームを試料面上に走査し、
その2次電子信号量をCRTに表示して各位相点
での試料面上の電位コントラスト像を観測する
SEMを用いた像モードである。このような従来
のストロボSEMシステムを第1図に示す。この
システムにおいては、パルス電子ビーム照射部1
を有するストロボSEM2で試料3から得られた
2次電子信号は、光電子増倍管を用いた2次電子
検出器4によつて検出され、アナログ信号として
出力される。この検出器4からのアナログ信号出
力は、増幅器5を介して表示装置6に取り込ま
れ、ここで2次電子信号量を表示して各位相点で
の試料面上の電位コントラスト像7が観測され
る。
また、上記装置において、電子ビームで試料3
表面を走査して、その2次電子画像を表示装置6
上に表示するため走査コイルには、第2図に示さ
れるランプ波がX軸用走査コイル8、Y軸用走査
コイル10に印加され。このランプ波は、増巾器
12,14、切換スイツチ16を介して接続され
た、内部発振器21によつて発生されている。一
方、試料3上の任意の位置に電子ビームを点照射
する場合は切換スイツチ16によつて可変電源回
路22,24に接続して直流電圧をX軸、Y軸の
走査コイル8,10に加え、点照射する位置を決
定する。ビームの位置を移動させると、2次電子
の放出位置が変化するため、表示装置6上の輝点
も対応して移動する。
従つて、従来のストロボSEMシステムによつ
て試料の任意の観測点の電圧波形を得るには、ま
ず、試料3表面を走査して2次電子画像を表示装
置に表示する。次に波形モードに切り換えてビー
ムの位置を走査コイル8,10の印加電圧を変え
ることによつて、表示装置6上の輝点26により
観測点の位置を検出する。ここでストロボSEM
表示用CRT6は残像性が高いので、画像表示か
ら点照射に切りかえても画像7が残つているた
め、その画像7を観察しながら輝点26を動かし
て任意の位置にビーム位置を設定することができ
る。
しかし、従来のストロボSEMシステムでは、
観測点を1回ごとに、位置決めし、測定するため
非常に測定が繁雑である。また残像を使つて位置
決めするため、位置精度が悪く、位置を正確に合
わせるため高倍率表示とするろ、単位面積あたり
の照射量が大きくなり試料動作に多大の影響を与
える。更に、位置合せ中にも、ビームが試料表面
を照射しているため、前述同様、試料に多大の影
響を与える。
〔発明の目的〕
本発明は上記点に鑑みなされたもので、正確な
観測点の位置合せが実現でき、また1回に多数箇
所の指定ができ測定時間の短縮を図るとともに、
位置合せ操作中は電子ビームを試料に照射しない
ようにして、照射による試料の影響を無くしたス
トロボ走査型電子顕微鏡装置を提供することを目
的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、試料表面にパルス電子ビームを照射
するビーム照射部を有する走査型電子顕微鏡と、
前記ビーム照射部のパルス電子ビーム照射と試料
励振と走査信号との同期をとる走査制御部と、前
記走査型電子顕微鏡内でパルス電子ビーム照射さ
れた試料から放出される電子あるいはX線を検出
する検出器と、前記検出器からの出力を記憶する
記憶装置と、この記憶内容を表示する表示装置
と、この表示装置で指定した前記記憶装置内の所
望のアドレスを読み取り、前記走査制御部にアド
レス信号を入力する手段を具備することによつて
同一画面より多数点を自動測定でき、観測点の位
置合せ中に試料に電子ビーム照射しないようにし
て照射による影響を無くしたことを特徴とするス
トロボ走査型電子顕微鏡装置である。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明を、実施例に基き
詳細に説明する。第3図に本発明に係るストロボ
走査型電子顕微鏡装置の構成を示す。なお、図
中、前記第1図と同様の部分には同一符号を付し
て説明する。第3図において、ストロボSEM2
内には試料表面にビーム照射を行うためのパルス
電子ビームを発生するパルス電子ビーム照射部1
が設けられている。このパルス電子ビーム照射部
1からの電子ビームの照射によつて試料内動作信
号により動作状態にある試料3から放出される2
次電子を2次電子検出器4により検出する。ここ
でX軸走査コイル8、Y軸走査コイル10は走査
制御部31より発生された信号をDAコンバータ
32,33によつて変換された階段波が印加され
ている。これら階段波は自走状態にあり、この波
形を第4図に示す。この段階波によつて制御され
た走査コイルによつて電子ビームは試料表面を2
次元的に走査する。尚、試料励振と電子ビーム照
射と走査信号とはCPU34によつて同期を取る
ことによつて、試料の各点に照射される電子ビー
ムの量を一定に保つている。
また、2次電子検出器4によつて検出された信
号は増幅器36を介してADコンバータ38に入
力され、デジタル信号に変換される。この変換さ
れたデジタル信号は画像メモリ40に記憶された
後、表示装置例えばCRT6に表示される。ここ
で画像メモリ40の画素数は、表示装置の走査線
数に一致しており、同時に前記階段波のステツプ
数も一致させる。例えば、表示装置の走査線数が
512×512であれば画像メモリの画素数も512×512
とし、同時に階段波のステツプ数もそれぞれ512
本とする。従つて1ステツプに1画素が1対1に
対応している。また、CRT6上には試料像と同
時に十字形の記号のカーソル42が表示されてお
り、コントローラ44によつて、その位置を任意
に可変できるようにしている。
次に、CRT6に得られた試料7の任意の箇所
の電圧波形を観測する場合は前述のカーソル42
をコントローラ44によつて移動させ、波形測定
したい点にカーソル42を合わせる。カーソルを
合わせた画素に相当する画像メモリ内のアドレス
をアドレス読み取り装置46により読みとり、こ
れをアドレス記憶装置48に記憶する。この際
に、波形観測点を一点のみ測定しても良いが、連
続してカーソルによつて読み取られた画像のアド
レスを任意の数だけアドレス記憶装置48に記憶
させる。次に、これらアドレスを走査制御部31
に入力し、DAコンバータ32,33を通して、
走査コイル8,10に、電圧を加え、ビームを指
定の位置に任意の数だけ連続して点照射すること
が出来る。
次に第5図乃至第8図に基き、第3図に示すス
トロボ走査型電子顕微鏡装置の本発明に係る主要
部を詳細に説明する。尚、第5図及び第7図にお
いて第1図及び第3図と一箇所は同一符号を付し
て説明する。第5図は第3図において説明した画
像メモリ40、表示装置6、コントローラ44、
アドレス読み取り装置46及びアドレス記憶装置
48を詳細に説明するための構成図である。
第5図において、測定位置の読み取り操作は、
コントローラ44に設けられたX軸、Y軸用のカ
ーソルスイツチ50,51を操作することによつ
てCRT6上に2次電子画像7と重畳して表示さ
れたカーソル42を動かして測定位置を検出して
いる。カーソルスイツチ50,51による移動量
は、X軸、Y軸用のカーソルアドレスカウンター
52,53によつて読み取られる。カーソルスイ
ツチでは1回のスイツチを押すと1画素分が移動
する。一方、画像表示用の同期信号HD、VDは表
示用同期信号発生器54により発生するが、それ
ぞれ表示用X軸カウンター56、Y軸カウンター
58により常時カウントされて出力されている。
ここで第6図に示すように同期信号HDの512本の
パルスごとに同期信号VDのパルスが発生し、
CRT6の画面を順次走査している。カーソルア
ドレスカウンター52,53と表示用カウンター
56,58の出力は各々X、Yについてコンパレ
ーター60,62により比較を行い、両者の出力
が一致したときコンパレーターは出力を発生す
る。XおよびYの表示用カウンター出力はメモリ
ーアドレスセレクター64により走査信号に変換
されて画像メモリー40内を順次走査し2次電子
画像信号を読み出している。画像メモリーの内容
はデーターセレクター66を通して表示するが、
このデーターセレクター66はXおよびYのコン
パレーター60,62出力でコントロールする。
すなわち、カーソルアドレスカウンター52,5
3と表示用カウンター56,58の出力が一致し
たときに、画像メモリーからの出力はブランキン
グになり代りにCRT上にはカーソルデーター発
生器68により発生されたカーソル表示用のデー
ター、例えば白の十字表示用のデーターがDAコ
ンバーター70を介してCRT6上に出力される。
以上述べた動作に従つてカーソルアドレスカウ
ンターの出力がCRT上の2次電子画像に重畳さ
れて白の十字(カーソル)表示となる。この結
果、CRT上のカーソルを測定位置に合せる操作
を行うことにより、画像メモリー上のアドレスに
相当するカーソルアドレスカウンターの出力の値
として得ることが出来る。この値を座標記憶装置
48に順次記憶する。
次に、第7図及び第8図に基き本願発明の走査
制御部を詳細に説明する。
通常2次電子画像を観察するときは第7図に示
すように電子ビームはXY走査クロツク発生器7
0によつて発生されたX走査クロツク、Y走査ク
ロツクにより走査を制御する。ここでX走査クロ
ツク、Y走査クロツクを第8図に示す。各走査ク
ロツクは第6図に示した同期信号HD,VDに同期
している。各クロツク入力はXカウンタ72、Y
カウンター74によりカウントされてX、YDA
コンバーター32,33用の二進信号に変換して
いる。
次にビームを止めて、一点に照射するときは走
査クロツクのカウンターへの入力はCPU34か
らのビーム走査禁止信号によりCLK禁止ゲート
76,78が禁止状態になり、XおよびY座標記
憶装置48からのデーターにより、測定位置に相
当する二進信号出力をDAコンバーター32,3
3に出力し、ビームの位置を走査コイルにより設
定する。
尚、上記実施例では電子線を検出して行なつた
がこれに限定されることなくX線を検出して観測
を行なうことも可能である。
〔発明の効果〕
以上実施例に従い説明したように、試料上の任
意の位置の測定箇所を捜し、位置合せする作業が
画像メモリー上で行なえるため、位置合せ作業中
は電子ビームを試料に照射する必要がなく、試料
照射が、試料の画像をCRTに表示する際と、位
置決めされた箇所にビームを照射する際だけであ
るため、従来に比べ、照射による試料の特性変動
を最小限に押えることができる。従つて、集積回
路の超高密度の進行に伴つて発生する駆動電圧の
減少、デザインルームの縮小によつて試料の特性
が変動し易くなつており、この微細化の進む集積
回路の動作解析に用いて好適である。
また、アドレス読み取り装置に画像メモリーを
一時的に記憶しておくアドレス記憶装置が設けら
れているため、多数の測定箇所を指定できる。そ
の結果、多数の指定位置を自動的に測定できるた
め、測定時間が短縮でき、操作性が向上する。
更に、位置設定の分解能が画像表示器上の一画
素分に相当するため、位置合せの設定精度が向上
する。また、本願方式によつて測定精度が向上す
るため、従来のように、高倍率観察が避けられる
ため、試料の特性変化を最小限に押えることが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のストロボ走査電子顕微鏡装置の
基本構成図、第2図は第1図の装置のX軸、Y軸
走査コイルに印加される走査信号波形を示す図、
第3図は本発明の一実施例に係るストロボ走査型
電子顕微鏡の基本構成図、第4図は第3図の装置
のX軸、Y軸走査コイルに印加される走査信号波
形を示す図、第5図及び第7図は本発明に係るス
トロボ走査電子顕微鏡の要部を詳細に説明するた
めの図、第6図及び第8図は第5図及び第7図を
説明するための信号波形図である。図において、 1……パルスビーム照射部、2……ストロボ走
査型電子顕微鏡(SEM)、3……試料、4……2
次電子検出器、5,12,14,36……増幅
器、6……表示装置(CRT)、7……2次電子
像、8……X軸走査コイル、10……Y軸走査コ
イル、31……走査制御部、32,33……DA
コンバータ、34……CPU、38……ADコンバ
ータ、40……画像メモリ、42……カーソル、
44コントローラ、46……アドレス読み取り装
置、48……アドレス記憶装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 試料表面にパルス電子ビームを照射するビー
    ム照射部を有する走査型電子顕微鏡と、前記ビー
    ム照射部のパルス電子ビーム照射と試料励振と走
    査信号との同期をとる走査制御部と、前記走査型
    電子顕微鏡内でパルス電子ビーム照射された試料
    から放出される電子あるいはX線を検出する検出
    器と、この検出器からのアナログ信号をデジタル
    信号に変換する信号変換部と、この信号変換部か
    らのデジタル信号を記憶する記憶装置と、この記
    憶内容を表示する表示装置と、前記記憶装置内の
    所望のデータに対応するアドレスを読み取るアド
    レス読み取り装置と、この読み取つた複数のアド
    レスを記憶し、かつこの記憶したアドレスを前記
    走査制御部に入力するアドレス記憶装置とを具備
    し、前記走査制御部は、前記アドレス記憶装置か
    らの前記記憶した複数のアドレスに対応する前記
    試料上の測定箇所に前記パルス電子ビームを順次
    照射し、この照射を繰り返し行う制御手段を有す
    ることを特徴とするストロボ走査型電子顕微鏡装
    置。
JP57030593A 1982-03-01 1982-03-01 ストロボ走査型電子顕微鏡装置 Granted JPS58150256A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57030593A JPS58150256A (ja) 1982-03-01 1982-03-01 ストロボ走査型電子顕微鏡装置
DE8383101823T DE3375438D1 (en) 1982-03-01 1983-02-24 Stroboscopic scanning electron microscope
EP83101823A EP0087767B1 (en) 1982-03-01 1983-02-24 Stroboscopic scanning electron microscope
US06/470,632 US4538065A (en) 1982-03-01 1983-02-28 Stroboscopic scanning electron microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57030593A JPS58150256A (ja) 1982-03-01 1982-03-01 ストロボ走査型電子顕微鏡装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58150256A JPS58150256A (ja) 1983-09-06
JPH041458B2 true JPH041458B2 (ja) 1992-01-13

Family

ID=12308161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57030593A Granted JPS58150256A (ja) 1982-03-01 1982-03-01 ストロボ走査型電子顕微鏡装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58150256A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6116540A (ja) * 1984-07-03 1986-01-24 Matsushita Electronics Corp パタ−ン寸法測定装置
JPS6158152A (ja) * 1984-08-29 1986-03-25 Jeol Ltd 走査形電子顕微鏡の分析デ−タ処理装置
JP2692062B2 (ja) * 1986-11-05 1997-12-17 株式会社島津製作所 疲労試験機

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5347263A (en) * 1976-10-12 1978-04-27 Jeol Ltd Scan-type electronic microscope and its similar device
JPS5596560U (ja) * 1978-12-27 1980-07-04

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58150256A (ja) 1983-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4223220A (en) Method for electronically imaging the potential distribution in an electronic component and arrangement for implementing the method
JPH1027833A (ja) 異物分析方法
JPH041458B2 (ja)
US7288763B2 (en) Method of measurement accuracy improvement by control of pattern shrinkage
JP3661633B2 (ja) 電子ビームテストシステム及び電子ビームテスト方法
US4538065A (en) Stroboscopic scanning electron microscope
US3909610A (en) Apparatus for displaying the energy distribution of a charged particle beam
JP4154681B2 (ja) 電子線分析装置
JP2945945B2 (ja) 電子ビーム装置及びその画像取得方法
JPH01286244A (ja) 走査振動を補正する電子ビーム装置
JPH0445046B2 (ja)
JP2917869B2 (ja) 電子ビームの走査範囲を制限するebテスタ
JPH05259239A (ja) 電子ビーム装置
JPS59207554A (ja) 電子ビ−ムテスタの電子ビ−ム位置決め制御方式
Hall et al. A new, fully integrated, E-beam Tester
JPH0329867A (ja) 電子ビーム装置による電圧分布像の観測法
JPS597270A (ja) 電子ビ−ムを用いた試料電位測定装置
JPS61156627A (ja) 試料電圧測定装置
JPH09133737A (ja) 荷電粒子線試験装置及びその観測方法
JP2002222633A (ja) 荷電粒子ビーム装置のドリフト測定方法
JPS59177846A (ja) 電子ビ−ム装置
JPH05322996A (ja) 集積回路配線の論理状態を電子ビーム・テスタによりマッピングする方法および装置
JPH0644473B2 (ja) 試料電位コントラスト像観察装置
WO1997013157A1 (fr) Testeur de circuit integre et procede de localisation des parties defectueuses d'un circuit integre
JPS61243650A (ja) 検査装置