JPH10308425A - Ｅｂテスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定波形に重畳するノイズ成分を小さくする
ためにアベレージ値を大きくしても、測定時間を大幅に
長くしない。 【解決手段】 測定波形に重畳するノイズ成分を小さく
するために高い分解能が必要な区間を含むある波形測定
期間の電位波形を測定をする場合、その高い分解能が必
要な区間のアベレージ値とその区間以外の波形測定区間
のアベレージ値とをそれぞれ別に設定する。したがっ
て、測定波形に重畳するノイズ成分を小さくするために
アベレージ値を大きくしても、測定時間を大幅に長くし
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に電子ビームを照射し、その半導体装置から発生する
二次電子線を検出することにより障害場所を特定するＥ
Ｂ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ Ｂｅａｍ：電子ビーム）テス
タに関し、特に検出した二次電子線の電位波形の取得方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＢテスタでは、半導体集積回路装置
（以下ＬＳＩと称する）から発生する二次電子線を検出
することにより電位像を取得し、その電位像と良品の電
位像との比較を行ったり、ある特定の測定ポイントから
発生する二次電子線の時間的な変化である電位波形を測
定することにより障害場所の特定を行っている。

【０００３】この様なＥＢテスタの構造を図６を用いて
説明する。

【０００４】このＥＢテスタは、鏡筒部１１と、ＬＳＩ
に電子ビームを照射するＥＢ発生部１２と、テストボー
ド１４と、テストボード１４を載せるためのＸＹステー
ジ１５と、ＬＳＩ１３から発生する二次電子線を検出す
る二次電子線検出部１６と、ＬＳＩ１３に電源電圧とテ
ストパタンを与えるＬＳＩテスタ１７と、ＸＹステージ
１５を任意の場所に移動させるＸＹステージ駆動装置１
８と、ＥＢ発生部１２から照射される電子ビームを制御
するビームパルス制御装置２０と、検出した二次電子線
を画像情報または波形情報に処理したり、この情報を蓄
積したり、また画像データからビームパルス制御装置２
０やＸＹステージ駆動装置１８を制御するＣＰＵ１９
と、得られた電位像、測定波形および各種情報を表示す
るＣＲＴ２１とを備えている。

【０００５】この上記のＥＢテスタは、ＸＹステージ１
５が移動することによりＥＢ発生部１２からの電子ビー
ムをＬＳＩ１３の任意の測定ポイントに照射するタイプ
の装置であるが、ＸＹステージは固定されていてＥＢ発
生部が移動することにより任意の測定ポイントに電子ビ
ームを照射するタイプの装置もある。また、上記のＥＢ
テスタは、ＸＹステージ１５の上側に設けられたＥＢ発
生部１２からの電子ビームをＬＳＩ１３に照射するタイ
プの装置であるが、ＸＹステージが下向きに設置され、
そのＸＹステージの下側に設けられたＥＢ発生部から電
子ビームを上向きに照射するタイプの装置もある。

【０００６】次に、このＥＢテスタを使用して電位波形
を測定する従来の手順を、図７、図８を用いて説明す
る。

【０００７】まず始めに、測定対象の半導体装置の全体
の電位像を取得し、ＣＲＴ２１に表示させる。このとき
の電位像は、二次電子線検出部１６により検出した測定
データを横方向の表示画素数Ｘ０、縦方向の表示画素数
Ｙ０でマトリックス状に並べたものである。

【０００８】そして、ＸＹステージ駆動装置１８をＣＰ
Ｕ１９により制御することによりＸＹステージ１５を移
動させ、ＬＳＩ１３の測定したいポイントがＣＲＴ２１
に表示されるように設定する。この際に、ＣＲＴ２１に
表示された電位像を必要な倍率に拡大してもよい。そし
て、図７に示すように、測定ポイントをプロービングポ
イント７１として設定する（ステップ４０）。

【０００９】次に、任意のアベレージ値Ａｖ₁を設定し
（ステップ４１）、プロービングポイント７１において
発生する二次電子線の時間的変化の測定を開始する（ス
テップ５０）。

【００１０】上記で説明した方法によって得られた電位
波形例を、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す。この図は、
時刻０において測定を開始し、時刻ｔ₀，２ｔ₀，３ｔ₀
・・・・と経過した時の二次電子線検出部１６の出力電
圧変化を示している。

【００１１】また、ＣＲＴ２１に表示される電位波形
は、ＥＢテスタ内にあるＣＰＵ１９のメモリエリア内
に、テーブル形式の電圧値のデータとして格納されてお
り、このデータはＣＰＵ１９により処理されて波形イメ
ージに変換されている。この格納されているデータは、
測定する時間軸により決まる微小時間毎に得た電圧値で
あり、一度の測定の値を格納するか、複数の測定での平
均値を格納するかが、データを繰り返し測定する回数で
あるアベレージ値により決定される。

【００１２】つまり、アベレージ値＝１の場合は、１回
の測定値が格納され、１以上のアベレージ値（一般的に
は２，４，８，・・・・）が設定された場合は、その回
数だけのデータが繰り返し測定され、その平均値が測定
値として格納される。

【００１３】ここで、アベレージ値が小さいと、図４
（ｂ）のように、測定波形に重畳するノイズ成分は大き
くなるが、測定する回数が少ないため測定時間は短くな
り、また反対にアベレージ値が大きいと、図４（ａ）の
ように、測定波形に重畳するノイズ成分は小さくなる
が、測定回数が多くなるため測定時間は長くなる。

【００１４】この従来のＥＢテスタでは、アベレージ値
を１とした場合に波形測定時間が１０秒かかったとする
と、波形に重畳するノイズ成分を小さくするために、ア
ベレージ値を例えば１６にすると、測定時間は１６倍の
１６０秒となってしまう。つまり、測定波形に重畳する
ノイズ成分を小さくしようとして、アベレージ値を大き
くすると、測定時間が大幅に長くなってしまう。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＥＢテ
スタでは、測定波形に重畳するノイズ成分を小さくしよ
うとして、アベレージ値を大きくすると、測定時間が大
幅に長くなってしまうという問題点があった。

【００１６】本発明の目的は、測定波形に重畳するノイ
ズ成分を小さくするためにアベレージ値を大きくして
も、測定時間を大幅に長くなることのないＥＢテスタを
提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のＥＢテスタは、
半導体集積回路装置に電子ビームを照射する電子ビーム
発生手段と、前記半導体集積回路装置上の測定ポイント
から発生する二次電子線を検出する二次電子線検出手段
と、前記二次電子線検出手段の検出値の波形測定期間の
時間的な変化を、データを測定する回数であるアベレー
ジ値に基づいて電位波形として測定する波形処理手段
と、前記波形処理手段によって測定された波形を表示す
る表示手段とを有するＥＢテスタにおいて、前記波形測
定区間のうちの一つまたは複数の区間において、前記波
形測定区間において設定されたアベレージ値とは異なる
アベレージ値を設定することができることを特徴とす
る。

【００１８】本発明は、測定波形に重畳するノイズ成分
を小さくするために高い分解能が必要な区間を含むある
波形測定期間の電位波形を測定をする場合、その高い分
解能が必要な区間のアベレージ値とその区間以外の波形
測定区間のアベレージ値とをそれぞれ別に設定できるよ
うにしたものである。

【００１９】したがって、測定波形に重畳するノイズ成
分を小さくするためにアベレージ値を大きくしても、測
定時間を大幅に長くしないですむ。

【００２０】また、本発明の実施態様によれば、前記波
形測定区間の複数の区間において、前記各区間毎にそれ
ぞれ異なる値のアベレージ値を設定することができる。

【００２１】本発明は、高い分解能が必要な区間が複数
ある場合、その各区間毎にそれぞれ異なるアベレージ値
を設定できるようにしたものである。したがって、必要
な分解能に合わせてアベレージ値を設定することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態のＥＢテスタの波形取得時の手順を示すフロー
チャート、図２（ａ）は波形取得時の波形測定区間とア
ベレージ変更区間の関係を示す図、図３（ａ）は波形取
得時の波形図例である。

【００２４】まず始めに、図８と同様の方法により、プ
ロービングポイントの設定（ステップ４０）、および任
意のアベレージ値Ａｖ₁の設定（ステップ４１）を行
う。次に、高い分解能能を必要とする区間を、例えば、
図２（ａ）のようにアベレージ変更区間として設定する
とともに（ステップ４２）、その変更区間のアベレージ
値Ａｖ₂（＞Ａｖ₁）を設定し（ステップ４３）、測定を
開始する（ステップ５０）。

【００２５】この場合に得られる電位波形例を図３
（ａ）に示す。この図は、時刻０において測定を開始
し、時刻ｔ₀，２ｔ₀，３ｔ₀・・・・と経過した時の電
圧変化を示している。この波形は、波形測定区間からア
ベレージ変更区間を除いた部分をアベレージ値Ａｖ₁で
測定し、アベレージ変更区間内は、アベレージ値Ａｖ₂
で測定したものであり、このデータはＣＰＵ１９により
処理されて波形イメージに変換されている。

【００２６】従来のＥＢテスタでは、ある区間において
のみ高い分解能が必要な場合でも波形測定区間の全範囲
においてアベレージ値Ａｖ₂で波形測定をする必要があ
ったが、本実施形態では、アベレージ変更区間のみアベ
レージ値Ａｖ₂として測定し、残りの区間はアベレージ
値Ａｖ₁として測定することができる。

【００２７】例えば、アベレージ値を１と設定した時の
波形測定区間の測定時間が１秒の場合、従来のＥＢテス
タを用いた場合の測定時間は１×Ａｖ₂秒となる。

【００２８】そして、本実施形態のＥＢテスタを用いた
場合の測定時間は、 １×｛Ａｖ₁＋（Ａｖ₂−Ａｖ₁）×［アベレージ変更区
間長］÷［全区間長］｝秒 または、 １×｛Ａｖ₂−（Ａｖ₂−Ａｖ₁）×（［全区間長］−
［アベレージ変更区間長］）÷［全区間長］｝秒 となるため、本実施形態の測定時間は、従来のＥＢテス
タを用いた場合と比較して大幅に短くすることができ
る。

【００２９】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態のＥＢテスタについて説明する。

【００３０】図４は本発明の第２の実施形態のＥＢテス
タの波形取得時の手順を示すフローチャート、図２
（ｂ）、図２（ｃ）は波形取得時の波形測定区間とアベ
レージ変更区間の関係を示す図である。

【００３１】まず始めに、図１と同様の方法により、プ
ロービングポイントの設定（ステップ４０）、任意のア
ベレージ値Ａｖ₁の設定（ステップ４１）を行う。次
に、例えば、図２（ｂ）のように、アベレージ変更区間
１を設定するとともに（ステップ４２）、その変更区間
１のアベレージ値Ａｖ₂（＞Ａｖ₁）を設定し（ステップ
４３）、更に、アベレージ変更区間２を設定するととも
に（ステップ４４）、その変更区間２のアベレージ値Ａ
ｖ₃（＞Ａｖ₁）を設定し（ステップ４５）、測定を開始
する（ステップ５０）。

【００３２】この波形データは、全区間からアベレージ
変更区間１、２を除いた部分をアベレージ値Ａｖ₁で測
定し、アベレージ変更区間１、２内は、アベレージ値Ａ
ｖ₂、Ａｖ₃でそれぞれ測定したデータであり、このデー
タはＣＰＵ１９により処理されて波形イメージに変換さ
れている。

【００３３】従来のＥＢテスタでは、ある区間において
のみ高い分解能が必要な場合でも波形測定区間の全範囲
においてアベレージ値Ａｖ₂で波形測定をする必要があ
ったが、本実施形態では、アベレージ変更区間１はアベ
レージ値Ａｖ₂、アベレージ変更区間２はアベレージ値
Ａｖ₃、残りの区間はアベレージ値Ａｖ₁となり、例え
ば、アベレージ値を１と設定した時の波形測定時間が１
秒の場合、従来のＥＢテスタを用いた場合の測定時間
は、１×Ａｖ₂秒となる。

【００３４】そして、本実施形態のＥＢテスタを用いた
場合の測定時間は、 １×｛Ａｖ₁＋（Ａｖ₂−Ａｖ₁）×［アベレージ変更区
間１長］÷［全区間長］＋（Ａｖ₃−Ａｖ₁）×［アベレ
ージ変更区間２長］÷［全区間長］｝秒 または、 １×｛Ａｖ₂−（Ａｖ₂−Ａｖ₁）×（［全区間長］−
［アベレージ変更区間１長］）÷［全区間長］＋（Ａｖ
₃−Ａｖ₁）×［アベレージ変更区間２長］÷［全区間
長］｝秒 であるから、本実施形態の測定時間は、従来のＥＢテス
タを用いた場合に比較して大幅に短くすることができ
る。

【００３５】また、図２（ｂ）の代わりに、図２（ｃ）
のように、アベレージ変更区間１、２同士が隣り合う様
に設定することも可能である。また、アベレージ値Ａｖ
₂、とアベレージ値Ａｖ₃とが等しければ、測定時間は、 １×｛Ａｖ₂−（Ａｖ₂−Ａｖ₁）×（［全区間長］−
［アベレージ変更区間１長］−［アベレージ変更区間２
長］）÷［全区間］｝秒 となり、図２（ｂ）の様に設定した場合と同様に、本実
施形態の測定時間は、従来のＥＢテスタを用いた場合と
比較して大幅に短くすることができる。

【００３６】また、本実施形態は、高い分解能が必要な
区間が複数ある場合、その各区間毎にそれぞれ異なるア
ベレージ値を設定できるため、必要な分解能に合わせて
アベレージ値を設定することができる。

【００３７】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態のＥＢテスタについて説明する。

【００３８】図５は本発明の第３の実施形態のＥＢテス
タの波形取得時の手順を示すフローチャート、図３
（ｂ）は波形取得時の波形図例である。

【００３９】本実施形態は、上記で説明した第２の実施
形態と同様にして、３つ以上のアベレージ値変更区間を
設定するようにしたものである。

【００４０】本実施形態のＥＢテスタの波形取得時の手
順は、図５のフローチャートに示されるように、図４の
フローチャートに示される手順に対して、アベレージ変
更区間２のアベレージ値の設定後にアベレージ変更区間
３を設定し（ステップ４６）、アベレージ変更区間３の
アベレージ値を設定（ステップ４７）する。そして、順
次アベレージ変更区間の設定とそのアベレージ変更区間
のアベレージ値の設定を行っていく。

【００４１】図３（ｃ）に、上記のような方法により３
つ以上のアベレージ変更区間を設定して波形取得をした
場合の波形図例を示す。

【００４２】本実施形態も、上記第２の実施形態と同様
な効果がある。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、高い分
解能を必要とする区間のみ大きなアベレージ値を用いる
ことにより、電位波形取得のための測定時間を大幅に長
くしないですむという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のＥＢテスタの波形取
得時の手順を示すフローチャートである。

【図２】本発明の第１の実施形態のＥＢテスタでの波形
取得時の波形測定区間とアベレージ変更区間の関係を示
す図（図２（ａ））および第２の実施形態のＥＢテスタ
での波形取得時の波形測定区間とアベレージ変更区間の
関係を示す図（図２（ｂ）、図２（ｃ））である。

【図３】本発明の第１の実施形態のＥＢテスタでの波形
取得時の波形図例（図３（ａ））および第３の実施形態
のＥＢテスタでの波形取得時の波形図例（図３（ｂ））
である。

【図４】本発明の第２の実施形態のＥＢテスタの波形取
得時の手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第３の実施形態のＥＢテスタの波形取
得時の手順を示すフローチャートである。

【図６】ＥＢテスタの構造を示したブロック図である。

【図７】ＥＢテスタの電位像上に波形取得時のプロービ
ングポイントを指定した図である。

【図８】従来のＥＢテスタの波形取得時の手順を示すフ
ローチャートである。

【図９】従来のＥＢテスタでのアベレージ値が大きいと
きの波形取得時の波形図例（図９（ａ））およびアベレ
ージ値が小さいときの波形取得時の波形図例（図９
（ｂ））である。

【符号の説明】

１１ 鏡筒部 １２ ＥＢ発生部 １３ ＬＳＩ １４ テストボード １５ ＸＹステージ １６ 二次電子線検出部 １７ ＬＳＩテスタ １８ ＸＹステージ駆動部 １９ ＣＰＵ ２０ ビームパルス制御装置 ２１ ＣＲＴ ７１ プロービングポイント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体集積回路装置に電子ビームを照射
   する電子ビーム発生手段と、 前記半導体集積回路装置上の測定ポイントから発生する
   二次電子線を検出する二次電子線検出手段と、 前記二次電子線検出手段の検出値の波形測定期間の時間
   的な変化を、データを測定する回数であるアベレージ値
   に基づいて電位波形として測定する波形処理手段と、 前記波形処理手段によって測定された波形を表示する表
   示手段とを有するＥＢテスタにおいて、 前記波形測定区間のうちの一つまたは複数の区間におい
   て、前記波形測定区間において設定されたアベレージ値
   とは異なるアベレージ値を設定することができることを
   特徴とするＥＢテスタ。
2. 【請求項２】 前記波形測定区間の複数の区間におい
   て、前記各区間毎にそれぞれ異なる値のアベレージ値を
   設定することができる請求項１記載のＥＢテスタ。