JPH06294848A - 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法 - Google Patents

電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法

Info

Publication number
JPH06294848A
JPH06294848A JP5084599A JP8459993A JPH06294848A JP H06294848 A JPH06294848 A JP H06294848A JP 5084599 A JP5084599 A JP 5084599A JP 8459993 A JP8459993 A JP 8459993A JP H06294848 A JPH06294848 A JP H06294848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
electric field
secondary electron
insulating film
charge
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
Application number
JP5084599A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Ueda
耕司 上田
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.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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 Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Priority to JP5084599A priority Critical patent/JPH06294848A/ja
Priority to DE19944412415 priority patent/DE4412415A1/de
Publication of JPH06294848A publication Critical patent/JPH06294848A/ja
Pending 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
    • H01J37/02Details
    • H01J37/026Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/305Contactless testing using electron beams
    • G01R31/307Contactless testing using electron beams of integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24564Measurements of electric or magnetic variables, e.g. voltage, current, frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LSIその他の半導体装置の表面に形成され
る電極の電位を測定するに際して、測定されるべき半導
体装置の表面を覆っている保護絶縁膜に生ずる帯電電荷
を少なくする電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電
低減方法を提供する。 【構成】 電子ビームテスタ40を使用して半導体装置
LSIの表面電位を測定するに際して、観察倍率に自動
的に連動して2次電子引出電界強度を変化せしめる電子
ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子ビームテスタに
おける絶縁性膜の帯電低減方法に関し、特に、LSIそ
の他の半導体装置の表面に形成される電極の電位を測定
するに際して、測定されるべき半導体装置の表面を覆っ
ている保護膜その他の絶縁膜に生ずる帯電電荷を少なく
する電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯
電低減方法の従来例を説明するのに先だって、図4を参
照して電子ビームテスタの原理を極く簡単に説明してお
く。図4において、40は電子ビームテスタを示す。こ
の電子ビームテスタ40は走査コイル41を介して電子
ビーム5を被測定部上を2次元的に走査を行い、拡大像
を得る。拡大像により被測定配線上に電子ビームを確実
にスポット状に照射する。この例においてはLSI1の
表面の電極2上の保護絶縁膜3に照射し、その表面から
放出される電極電位に対応したエネルギ分布を有する2
次電子ビーム7を2次電子検出器43により検出してこ
れを処理し、電子ビームテスタ画面上に電極電位に対応
した表示をすることができるものである。
【0003】この電子ビームテスタ40は、実際は、走
査コイル41とLSI1表面との間に図5に示される如
くに2次電子ビーム7を引き出す2次電子引出電極6が
具備されている。2次電子引出電極6の2次電子引出電
圧は、観察及び計測中は一定値に保たれている。図5に
おいて、保護絶縁膜3に電子ビーム5を照射した場合、
その表面から2次電子ビーム7が放出され、2次電子引
出電極6に印加される電圧により形成される電界により
引き出されて2次電子検出器43に到達し、ここにおい
て検出される。入射した電子ビーム5の電荷と放出され
た2次電子ビーム7の電荷が等量であれば、保護絶縁膜
3に帯電することはない。
【0004】しかし、1kv程度の加速電圧により電子
ビームを加速して電子ビーム照射をする場合、SiN 、 S
iO2 より成る保護絶縁膜3は2次電子放出率が1以上で
あるために、これら保護絶縁膜3の表面は正に帯電する
に到る。LSI1の保護絶縁膜3表面に帯電すると、こ
のLSI1の保護絶縁膜3の下方の電極2の電位を観
察、計測するに多くの困難を伴うこととなる。保護絶縁
膜3表面に電荷が帯電すると、2次電子ビーム7に対す
る帯電電荷の影響が大きくなることに起因して配線電極
2の電位の影響が正常に保護膜上に反映せず、それだけ
観察、計測は困難となる。帯電量は入射する入射電子ビ
ーム量、入射電子ビーム加速電圧、2次電子ビーム引出
電界強度、入射ビーム照射領域、電子ビーム照射走査速
度、保護絶縁膜の種類、その他のパラメータに依存して
複雑に変化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電子ビームテスタは、
従来、2次電子引出電極6の2次電子引出電圧を観察、
計測中一定値に保持し、入射電子ビーム加速電圧を低加
速電圧に設定し、或は入射電子ビーム電流量を極力少く
して保護絶縁膜3表面の帯電電荷による影響を少くして
いた。しかし、何れの対策も不充分なものであった。
【0006】この発明は、2次電子ビーム引出電界強
度、入射電子ビーム照射領域に着目して保護絶縁膜表面
の帯電を減少せしめる電子ビームテスタにおける絶縁性
膜の帯電低減方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】電子ビームテスタ40を
使用して半導体装置LSIの表面電位を測定するに際し
て、観察倍率に自動的に連動して2次電子引出電界強度
を変化せしめる電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯
電低減方法を構成した。ここで、観察領域が小さくなる
程2次電子引出電界強度を増大せしめる電子ビームテス
タにおける絶縁性膜の帯電低減方法を構成した。更に、
この電子ビームにおける絶縁性膜の帯電低減方法におい
て、或る一定値M0 以上の観察倍率においては2次電子
引出電界強度を一定値に保持する電子ビームテスタにお
ける絶縁性膜の帯電低減方法も構成した。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図を参照して説明する。
この発明を要約するに、図3に示される如く、入射電子
ビーム照射領域に対応して自動的に2次電子ビーム引出
電界強度を変化せしめる。電子ビーム照射領域が大領域
になるにつれて2次電子ビーム引出電界強度が小さくな
る様にダイナミック制御をする。この様にすることによ
りLSI表面近傍の電界強度は常に最適に保たれ、保護
絶縁膜3表面の帯電を防止することができる。
【0009】以下、この発明の実施例を特に図1を参照
して詳細に説明する。図1(a)はLSI全面の電位分
布を示す図、(b)はLSI全面近傍の電位分布を示す
図である。LSI1の保護絶縁膜3表面の電位Vs が0
であり、2次電子引出電極6の引出電圧Vext が正であ
る場合、保護絶縁膜3表面の前面には放射2次電子7に
対する加速電界のみが存在する。この場合、保護絶縁膜
3表面に電子ビーム5を照射すると、上述した通りLS
I1の保護絶縁膜3として採用される絶縁膜は通常2次
電子放出率が1以上であるために、これら保護絶縁膜3
表面の入射電子ビーム照射領域自体は正に帯電するに到
る。この帯電量が増大するにつれて、保護絶縁膜3の電
子ビーム照射領域の前面の電界は正から負に逆転するこ
ととなる。しかし、保護絶縁膜3の電子ビーム照射領域
から更に離れた前面における電界は正である。即ち、電
位鞍点Fs が生ずるに到る。
【0010】電位鞍点Fs において、放射された2次電
子ビーム7は押し戻される。その結果、1次電子ビーム
5と2次電子7との間の入出力のバランスは保たれる方
向に移行し、保護絶縁膜3の表面の帯電はそれだけ少な
くなる。この電位鞍点Fs の位置および電位は、帯電量
と2次電子ビーム引出電界強度と電子ビーム照射領域の
大きさに強く依存する。電子ビーム照射領域の大きさを
変化せしめたとき2次電子引出電界強度をダイナミック
に追従変化せしめ、最適値に設定することにより表面帯
電を減少させることがこの発明の主旨である。これにつ
いて、簡単のために図1の1次元モデルを参照して座標
軸をLSI表面に垂直にZ軸、平行にX軸を採用してL
SI表面を1次元として説明する。
【0011】保護絶縁膜3表面に帯電することにより、
電子ビーム照射領域が2a、電子ビーム照射領域の電位
がVs になり、2次電子引出電界強度F[v/mm]が存在
した場合、(z、x)平面における電位は次式により表
現することができる。
【0012】
【数1】 電位鞍点Fs の位置座標と電位をそれぞれ(Zm 、
0)、φm とすると
【0013】
【数2】 これらの関係は図2に示される如きものである。図2は
電子ビーム照射領域をパラメータとする電位鞍点FSに
おける電位障壁vと2次電子ビーム引出電界強度Fの関
係を示す図である。φm とVs の差分は電位障壁とな
り、2次電子ビームを抑制する様に作用する。
【0014】図2において、2次電子ビーム引出電界強
度Fが一定の場合、即ち横軸の引出電界強度Fの或る1
点例えばF=200V/mmに着目して縦軸の電位障壁
Vに着目すると、照射領域=2μmの場合はV=3.
5、5μmの場合はV=2. 5V、10μmの場合はV
=1. 2V、20μmの場合はV=0. 5Vである。照
射領域が増大するにつれて電位障壁Vの高さは小さくな
っている。電位障壁Vが小さいということはLSI1の
保護絶縁膜3から放出される2次電子ビームは引出電界
Fに引き出され易いということであるから、この場合の
保護絶縁膜3表面の帯電量はより大きいということにな
る。逆に、電位障壁Vが大きいということはLSI1の
保護絶縁膜3から放出される2次電子ビームは引出電界
Fに引き出され難いということであるから、この場合は
保護絶縁膜3表面の帯電量はより小さいということにな
る。
【0015】以上を要約するに、電位鞍点における電位
障壁Vの高さは照射領域の大きさに依存し、照射領域が
増大するにつれて、即ち観察倍率が小さくなる程保護絶
縁膜3表面の帯電量は増加する。ここで、この発明は、
照射領域が増大するにつれて保護絶縁膜3表面の帯電量
が増加するという不都合を回避するために、照射領域が
増大するにつれて、この増大に自動的に連動して2次電
子ビーム引出電界強度を小さくする様に構成した。一例
として、電位障壁=2vが適正であるものとすると、図
2の縦軸の電位障壁=2vの点を通る横軸に平行の直線
との間の交点から、照射領域=2μmの場合はF=66
0V/mm、5μmの場合はF=280V/mm、10
μmの場合はF=130V/mm、20μmの場合はF
=80V/mm、50μmの場合はF=30V/mmに
それぞれ制御するのである。この制御を一般的に示す
と、図3の如くになる。図3は観察倍率或は電子ビーム
照射領域と2次電子引出電界強度Fの関係を示す図であ
る。この様に、電位障壁の高さを同一レベルに保持する
ことにより電子ビーム照射領域増大に伴う帯電量の増加
を防止することができる。
【0016】この発明は、電子ビーム照射領域が増大す
るにつれて電子ビーム引出電界強度を減少せしめるもの
であるが、この引出電界強度は、この減少に伴い極性を
反転した引出電界強度、即ち抑制電界強度としても、同
様にLSI1の保護絶縁膜3表面の帯電防止の機能を発
揮することができる。上述の制御を実施するに際して観
察倍率なる数値を導入する。観察倍率は、電子ビームテ
スタのディスプレイにおける画像幅を電子ビームの走査
幅即ち電子ビーム照射領域で除した値として定義する。
ディスプレイにおける画像幅はcmのオーダーの値であ
り、電子ビーム照射領域はμmのオーダーの値である。
この定義によると、電子ビーム照射領域と観察倍率とは
互いに反比例の関係にある。従って、例えば「この発明
は、電子ビーム照射領域が増大するにつれて2次電子引
出電界強度を減少せしめる」という上述の表現は「この
発明は、観察倍率が増大するにつれて2次電子引出電界
強度を増大せしめる」となる。観察倍率なる数値の導入
は、この発明の表現および実施をするに際してその理解
を直感的、容易にする。
【0017】ところで、この発明は、観察倍率が増大す
るにつれて2次電子引出電界強度を増大せしめるのであ
るが、この引き出し電界は電子レンズの光軸に一致して
いても、微少な軸ずれが引出電界強度変化時に観察像、
計測ポイント位置をシフトさせることがある。そのため
に、例えばCADレイアウトとSEM像のマッチングず
れ、プローブ点のシフトの如き不都合が生ずるので、こ
の様な場合は或る一定値以上の観察倍率においては2次
電子引出電界強度を一定値に保持するのが好適で現実的
である。
【0018】
【発明の効果】この発明の電子ビームテスタにおける絶
縁性膜の帯電低減方法は、表面に保護絶縁膜を形成した
LSIの配線電極の電位を電子ビームテスタを使用して
観察、計測するに際して保護絶縁膜表面に帯電した電荷
の影響を極力少なくすることができて、配線電極電位の
高品質、安定な観察、計測をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】電位分布を示す図であり、(a)はLSI全面
の電位分布を示す図、(b)はLSI全面近傍の電位分
布を示す図である。
【図2】電位鞍点における電位障壁と2次電子ビーム引
出電界強度の関係を示す図。
【図3】観察倍率或は電子ビーム照射領域と2次電子ビ
ーム引出電界強度の関係を示す図。
【図4】電子ビームテスタを説明する図。
【図5】LSI表面と2次電子ビーム引出電極を示す
図。
【符号の説明】
1 LSI 3 保護絶縁膜 5 電子ビーム 6 2次電子引出電極 7 放射2次電子 F 2次電子引出電界強度 Fs 電位鞍点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームテスタを使用して半導体装置
    の表面電位を測定するに際して、観察倍率に自動的に連
    動して試料より放出される2次電子の引出電界強度を変
    化せしめることを特徴とする電子ビームテスタにおける
    絶縁性膜の帯電低減方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される電子ビームテスタ
    における絶縁性膜の帯電低減方法において、観察領域が
    小さくなる程2次電子引出電界強度を増大せしめること
    を特徴とする電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電
    低減方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載される電子ビームテスタ
    における絶縁性膜の帯電低減方法において、或る一定値
    以上の観察倍率においては2次電子引出電界強度を一定
    値に保持することを特徴とする電子ビームテスタにおけ
    る絶縁性膜の帯電低減方法。
JP5084599A 1993-04-12 1993-04-12 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法 Pending JPH06294848A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5084599A JPH06294848A (ja) 1993-04-12 1993-04-12 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法
DE19944412415 DE4412415A1 (de) 1993-04-12 1994-04-11 Verfahren zur Reduzierung elektrischer Ladung auf einem Isolationsfilm während der Analyse in einem Elektronenstrahl-Testgerät

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5084599A JPH06294848A (ja) 1993-04-12 1993-04-12 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06294848A true JPH06294848A (ja) 1994-10-21

Family

ID=13835156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5084599A Pending JPH06294848A (ja) 1993-04-12 1993-04-12 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH06294848A (ja)
DE (1) DE4412415A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509811A (ja) * 1999-09-10 2003-03-11 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション サンプルの走査時に電荷の蓄積を制御するための電極を有する走査型電子ビーム顕微鏡
JP2005338096A (ja) * 2001-07-12 2005-12-08 Hitachi Ltd パターン測定方法、及び荷電粒子線装置
US7700918B2 (en) 2001-07-12 2010-04-20 Hitachi, Ltd. Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5973323A (en) 1997-11-05 1999-10-26 Kla-Tencor Corporation Apparatus and method for secondary electron emission microscope
US6664546B1 (en) 2000-02-10 2003-12-16 Kla-Tencor In-situ probe for optimizing electron beam inspection and metrology based on surface potential
EP2287883B1 (en) 2004-04-15 2017-08-16 Carl Zeiss SMT GmbH Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles
US7232997B2 (en) 2004-04-15 2007-06-19 Nawotec Gmbh Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4103410C1 (ja) * 1991-02-05 1992-08-06 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509811A (ja) * 1999-09-10 2003-03-11 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション サンプルの走査時に電荷の蓄積を制御するための電極を有する走査型電子ビーム顕微鏡
JP4972262B2 (ja) * 1999-09-10 2012-07-11 ケーエルエー−テンカー コーポレイション サンプル上に蓄積される電荷を制御する方法およびサンプルの画像を生成するための電子ビーム装置
JP2005338096A (ja) * 2001-07-12 2005-12-08 Hitachi Ltd パターン測定方法、及び荷電粒子線装置
US7700918B2 (en) 2001-07-12 2010-04-20 Hitachi, Ltd. Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus
US8835844B2 (en) 2001-07-12 2014-09-16 Hitachi, Ltd. Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE4412415A1 (de) 1994-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4215282B2 (ja) 静電対物レンズ及び電気走査装置を装備したsem
JP4037533B2 (ja) 粒子線装置
JP3268583B2 (ja) 粒子線装置
TWI592976B (zh) Charged particle beam device and inspection method using the device
EP0872873A2 (en) Scanning electron microscope
JP4920385B2 (ja) 荷電粒子ビーム装置、走査型電子顕微鏡、及び試料観察方法
US9012842B2 (en) Charged particle beam device and inclined observation image display method
JP2006127850A (ja) 荷電粒子ビーム装置及び試料作製方法
JP2001273861A (ja) 荷電ビーム装置およびパターン傾斜観察方法
JPH11148905A (ja) 電子ビーム検査方法及びその装置
JP2015043334A (ja) 走査型電子顕微鏡及び試料観察方法
KR102875381B1 (ko) 하전 입자 빔 시스템
US6504164B2 (en) Electron beam apparatus
JP3372138B2 (ja) 走査形電子顕微鏡
JPH06294848A (ja) 電子ビームテスタにおける絶縁性膜の帯電低減方法
JPH10302705A (ja) 走査電子顕微鏡
US20020109089A1 (en) SEM provided with an adjustable final electrode in the electrostatic objective
US6653632B2 (en) Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same
GB1585729A (en) Electron beam column generator for the fabrication of semiconductor devices
US12261013B2 (en) Charged particle beam system and control method therefor
JP3343421B2 (ja) 荷電粒子ビーム装置
KR20210122672A (ko) 하전 입자선 장치
US20200309721A1 (en) Method for generating a result image
JPS59198730A (ja) 半導体障壁の投像方法
JPH0236207Y2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021008