JPH0582606A - 半導体集積回路試験装置 - Google Patents

半導体集積回路試験装置

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JPH0582606A
JPH0582606A JP3240037A JP24003791A JPH0582606A JP H0582606 A JPH0582606 A JP H0582606A JP 3240037 A JP3240037 A JP 3240037A JP 24003791 A JP24003791 A JP 24003791A JP H0582606 A JPH0582606 A JP H0582606A
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JP
Japan
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frequency
circuit
semiconductor integrated
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integrated circuit
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JP3240037A
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English (en)
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Akifumi Muto
明文 武藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電子ビーム或いは光ビームを用いて
半導体集積回路の内部動作状態を測定する半導体集積回
路試験装置に関し、トリガ周波数の測定自動分周機能を
備えた高い操作性を有する半導体集積回路試験装置を提
供することを目的とする。 【構成】 試料1の動作に同期したトリガ信号51の周
波数を測定する周波数測定手段3と、分周比を決定する
分周比決定手段5と、分周比55に基づきトリガ信号5
1を分周するプログラマブル分周手段7と、トリガ信号
57をプログラマブルに設定された値に基づき遅延させ
るプログラマブル遅延回路9と、トリガ信号59に同期
して電子ビームの場合には二次電子を、光ビームの場合
には電気光学効果による偏光を検出する検出手段11と
を有して構成し、分周比決定手段5は、当該装置の各構
成要素が正常動作する周波数以下で、且つ検出手段11
が被験試料(1)からの信号を時間的に分類できる範囲
内で最高速の周波数となるよう分周比を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム或いは光ビー
ムを用いて半導体集積回路等の被験試料の内部動作状態
を測定する電子ビーム装置或いは光ビームサンプリング
装置等の半導体集積回路試験装置に係り、特にトリガ周
波数の測定自動分周機能を備えた高い操作性を有する半
導体集積回路試験装置に関する。
【0002】電子ビーム装置は、走査形電子顕微鏡(S
EM)で観測される電位コントラスト(表面電位に応じ
て現われるSEM画像上のコントラスト)を利用し、半
導体集積回路内部の配線電位を直接測定する装置であ
り、測定しようとする半導体集積回路等の試料の動作に
同期したトリガ信号を基準として、プログラマブル遅延
回路により位相を制御してサンプリングし、加算平均す
ることにより測定を行なう。
【0003】このトリガ信号の周波数は測定する対象、
試験条件、及びテストパターンによって異なる。一般に
トリガ信号が高い程、電子ビーム装置の測定に要する時
間は短くなるが、サンプリング回路のサンプリング周波
数の上限、二次電子信号増幅回路の帯域幅、加算平均回
路の加算周波数の上限、並びにプログラマブル遅延回路
の動作周波数の上限といった制約を満たしたものでなけ
ればならない。
【0004】また、光ビームサンプリング装置について
もこれと同様である。
【0005】
【従来の技術】従来の電子ビーム装置の一構成例を図4
に示す。同図において、半導体集積回路試験装置は、電
子ビームを試験対象の半導体集積回路等の被験試料(図
示を省略)に照射して発生する二次電子を検出して得ら
れた二次電子信号65を増幅する二次電子信号増幅回路
21と、増幅された二次電子信号をサンプリングするサ
ンプリング回路23と、サンプリングした信号の加算平
均を行う加算平均回路25と、加算平均した値により試
験部分の波形等を生成して装置内の像表示系に出力する
と共に、プログラマブル遅延回路9に対して遅延時間を
指定する演算制御回路29と、試験対象の半導体集積回
路等の試料の動作パターンに同期したトリガ信号51を
演算制御回路29で指定された時間信号54だけ遅延さ
せた信号59’、60’、及び61’を生成して、それ
ぞれサンプリング回路23、加算平均回路25、及び偏
向器ドライバ15に供給するプログラマブル遅延回路9
と、トリガ信号61’により偏向器を駆動する偏向器ド
ライバ15とから構成されている。尚、演算制御回路2
9はマイクロプロセッサ等で具現されている。
【0006】この従来の電子ビーム装置は、トリガ信号
51を測定して、サンプリング回路23のサンプリング
周波数の上限、二次電子信号増幅回路21の帯域幅、加
算平均回路25の動作周波数の上限、プログラマブル遅
延回路9の動作周波数の上限といった各種制限と比較し
て自動分周して測定する機能を有していなかった。従っ
て、測定しようとする半導体集積回路等の試料の動作周
波数が高い場合には、個別に固定の分周回路を設けてト
リガ信号を生成したり、また、LSIテスタを使用して
半導体集積回路等の試料を駆動する場合には、テストプ
ログラムによりテストパターンの動作周期の複数倍の周
期の信号を作りトリガ信号としていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体集積回路試験装置においては、被験試料の動作周波数
が高い場合や広範囲の位相について測定しようとする場
合には、プログラマブル遅延回路等の装置を構成する要
素の動作周波数の制限を越えるため、個別に固定の分周
回路を設けてトリガ信号を生成したり、また、LSIテ
スタのトリガ送出部のテストパターンを変更する必要が
あった。従って、被験試料毎に、或いは試験の種別に応
じて外付けの分周回路の変更や、テストパターンの変更
が発生し、使い勝手が悪いという問題があった。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するもので、
トリガ周波数の測定、及び自動分周機能を備えることに
より、トリガ周波数の制約が無く、操作性の良い半導体
集積回路試験装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。上記課題を解決するために、本発明の第1の
特徴の半導体集積回路試験装置は、電子ビームまたは光
ビームを用いて半導体集積回路等の試料1の内部の動作
状態を測定する半導体集積回路試験装置において、前記
測定対象の試料1の動作に同期したトリガ信号51の周
波数を測定する周波数測定手段3と、分周比を決定する
分周比決定手段5と、決定された分周比55に基づき前
記トリガ信号51を分周するプログラマブル分周手段7
と、分周後のトリガ信号57をプログラマブルに設定さ
れた値に基づき遅延させるプログラマブル遅延回路9
と、遅延後のトリガ信号59に同期して電子ビームの場
合には二次電子を、光ビームの場合には電気光学効果に
よる偏光を検出する検出手段11とを有して構成し、前
記分周比決定手段5は、当該装置の各構成要素が正常動
作する周波数以下で、且つ前記検出手段11が試料1か
らの信号を時間的に分類できる範囲内で最高速の周波数
となるよう分周比を決定する。
【0010】本発明の第2の特徴の半導体集積回路試験
装置は、請求項1に記載の半導体集積回路試験装置にお
いて、前記検出手段11は、二次電子信号を増幅する二
次電子信号増幅回路21と、前記遅延されたトリガ信号
59に同期してサンプリングを行なうサンプリング回路
23と、サンプリングされた値を加算平均する加算平均
回路25とを有して構成し、前記分周比決定手段5は、
前記二次電子信号増幅回路21の帯域幅、前記サンプリ
ング回路23のサンプリング周波数の上限値、前記加算
平均回路25の動作周波数の上限値、並びに前記プログ
ラマブル遅延手段9の動作周波数の上限値と比較して最
高速の周波数となるよう分周比を決定する。
【0011】
【作用】本発明の第1の特徴の半導体集積回路試験装置
では、図1に示す如く、分周比決定手段5は、半導体集
積回路試験装置を構成する各要素が正常動作する周波数
以下で、且つ検出手段11の分解能を保存する範囲内で
最高速の周波数となるよう分周比を決定するようにして
いる。
【0012】従って、半導体集積回路試験装置の各構成
要素の動作周波数や分解能の制限を満足し、しかもその
制約の中で最高速の周波数となるように自動分周するこ
とができ、操作性の良い半導体集積回路試験装置を実現
できる。
【0013】また本発明の第2の特徴の半導体集積回路
試験装置では、図2に示す如く、分周比決定手段5(演
算制御回路27)は、二次電子信号増幅回路21の帯域
幅、サンプリング回路23のサンプリング周波数の上限
値、加算平均回路25の動作周波数の上限値、並びにプ
ログラマブル遅延手段9の動作周波数の上限値と比較し
て、これら制約を満たす範囲内で最高速の周波数となる
よう分周比を決定するようにしている。
【0014】従って、半導体集積回路試験装置の各構成
要素の動作周波数や帯域幅の制限を満足し、しかもその
制約の中で最高速の周波数となるように自動分周するこ
とができ、操作性の良い半導体集積回路試験装置を実現
できる。
【0015】
【実施例】次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図2に本発明の一実施例に係る半導体集積回
路試験装置の構成図を示す。同図において、図4(従来
例)と重複する部分には同一の符号を附して説明を簡略
にする。
【0016】図2において、本実施例の半導体集積回路
試験装置は、二次電子信号増幅回路21、サンプリング
回路23、加算平均回路25、演算制御回路27、周波
数測定回路3、プログラマブル分周回路7、プログラマ
ブル遅延回路9、及び偏向器ドライバ15から構成され
ている。尚、同図は本発明に直接関係する構成要素のみ
を示し、電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒系やエネ
ルギー分析器系、像表示系、及び波形表示系については
省略している。また、分周比決定手段5の機能はマイク
ロプロセッサ等で具現される演算制御回路27で実現し
ている。
【0017】周波数測定回路3は、試験対象の半導体集
積回路1の動作パターンに同期したトリガ信号の周波数
を測定し、結果を演算制御回路27に伝送する。演算制
御回路27は、予め、サンプリング回路23のサンプリ
ング周波数の上限値、二次電子信号増幅回路21の帯域
幅の値、加算平均回路25の加算平均周波数の上限値、
プログラマブル遅延回路9の動作周波数の制限値をそれ
ぞれ内部記憶に保持しておき、周波数測定回路3で得ら
れたトリガ周波数とこれら内部記憶に保持された値との
比較演算を行ない、これら各構成要素の動作周波数や帯
域幅の制限を満足し、しかもその制約の中で最高速の周
波数となるようにプログラマブル分周回路7の分周比を
設定する。プログラマブル分周回路7は、演算制御回路
27で設定された分周比55に従って入力されたトリガ
信号51を分周する。プログラマブル遅延回路9は、分
周されたトリガ信号57を演算制御回路27で指定され
た時間信号54だけ遅延させた信号59、60、及び6
1を生成して、それぞれサンプリング回路23、加算平
均回路25、及び偏向器ドライバ15に供給する。偏向
器ドライバ15は、遅延されたトリガ信号61に同期し
て半導体集積回路1に電子ビームを照射するよう偏向器
を駆動する。またこれにより検出される二次電子信号の
サンプリング、加算平均は、それぞれトリガ信号59、
60に同期して行なわれる。
【0018】次に、本実施例の動作を、図3の各部の信
号波形を参照して説明する。図3(1)は測定しようと
している試験対象の半導体集積回路等の被験試料1の信
号波形を示している。先ず、被験試料1の動作パターン
に同期したトリガ信号51が同図(2)に示す波形であ
ったとする。周波数測定回路3はこのトリガ信号51の
周波数を測定して演算制御回路27に伝送し、演算制御
回路27は、各構成要素の動作周波数や帯域幅の制約条
件を満たし、しかも最高速の周波数で動作するように分
周比を設定し、信号55でプログラマブル分周回路7に
供給する。図示例の場合、分周比は1/2に設定されて
おり、プログラマブル分周回路7は図3(3)に示すよ
うな波形のトリガ信号57を出力する。プログラマブル
遅延回路では、演算制御回路27で指定された時間54
だけ遅延させた信号59、60、及び61を生成する。
偏向器ドライバ15に供給するトリガ信号61は、図3
(4)に示すような、被験試料1に照射する電子ビーム
パルスの位相を制御するため位相をφi だけ遅延させた
信号であり、サンプリング回路23に供給するトリガ信
号59は、同図(6)に示すような、位相φi に加えて
更にΔ1(電子ビーム照射から二次電子信号65(同図
(5)参照)がピーク値を持つまでの時間であり、装置
に固有の値)だけ遅延させた信号である。このように、
位相φi に対応する二次電子信号65をサンプリングし
て、A/D変換されたデジタルデータDi (信号67の
波形;図3(7)参照)を得て、加算平均回路25によ
り所定回数の加算平均を行い位相φi に対応する1位相
点の加算平均データを得る。この操作をエネルギー分析
器(図には示していない)の分析電圧および位相φi
変えて、測定する信号波形図3(1)の必要とする位相
範囲にわたって行うことにより、波形を測定することが
できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体集積回路試験装置の各構成要素の動作周波数や分
解能の制限、例えば二次電子信号増幅回路の帯域幅、サ
ンプリング回路のサンプリング周波数の上限値、加算平
均回路の加算平均周波数の上限値、並びにプログラマブ
ル遅延手段の動作周波数の上限値を満足し、しかもその
制約の中で最高速の周波数となるように分周比を決定す
ることとしたので、最適な自動分周を行なうことがで
き、トリガ周波数の変化に柔軟に対応でき、操作性の良
い半導体集積回路試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発明原理図である。
【図2】本発明の一実施例に係る半導体集積回路試験装
置の構成図である。
【図3】本発明の半導体集積回路試験装置の各部の信号
波形図である。
【図4】従来の電子ビーム装置の構成図である。
【符号の説明】
1…被験試料(半導体集積回路等) 3…周波数測定手段 5…分周比決定手段 7…プログラマブル分周手段 9…プログラマブル遅延回路 11…検出手段 13…ビーム発生手段 15…偏向器ドライバ 21…二次電子信号増幅回路 23…サンプリング回路 25…加算平均回路 27、29…演算制御回路 51…トリガ信号 53…測定周波数 54…遅延時間 55…分周比 57…分周後のトリガ信号 59、59’…遅延後のトリガ信号(サンプリング用) 60、60’…遅延後のトリガ信号(加算平均用) 61、61’…遅延後のトリガ信号(偏向器駆動用) 65…二次電子信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームまたは光ビームを用いて半導
    体集積回路等の試料(1)の内部の動作状態を測定する
    半導体集積回路試験装置であって、 前記測定対象の試料(1)の動作に同期したトリガ信号
    (51)の周波数を測定する周波数測定手段(3)と、
    分周比を決定する分周比決定手段(5)と、決定された
    分周比(55)に基づき前記トリガ信号(51)を分周
    するプログラマブル分周手段(7)と、分周後のトリガ
    信号(57)をプログラマブルに設定された値に基づき
    遅延させるプログラマブル遅延回路(9)と、遅延後の
    トリガ信号(59)に同期して電子ビームの場合には二
    次電子を、光ビームの場合には電気光学効果による偏光
    を検出する検出手段(11)とを有し、 前記分周比決定手段(5)は、当該装置の各構成要素が
    正常動作する周波数以下で、且つ前記検出手段(11)
    が試料(1)からの信号を時間的に分離できる範囲内で
    最高速の周波数となるよう分周比を決定することを特徴
    とする半導体集積回路試験装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段(11)は、二次電子信号
    を増幅する二次電子信号増幅回路(21)と、前記遅延
    されたトリガ信号(59)に同期してサンプリングを行
    なうサンプリング回路(23)と、サンプリングされた
    値を加算平均する加算平均回路(25)とを備え、 前記分周比決定手段(5)は、前記二次電子信号増幅回
    路(21)の帯域幅、前記サンプリング回路(23)の
    サンプリング周波数の上限値、前記加算平均回路(2
    5)の動作周波数の上限値、並びに前記プログラマブル
    遅延手段(9)の動作周波数の上限値と比較して最高速
    の周波数となるよう分周比を決定することを特徴とする
    請求項1に記載の半導体集積回路試験装置。
JP3240037A 1991-09-19 1991-09-19 半導体集積回路試験装置 Withdrawn JPH0582606A (ja)

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