JPS5951540A - 電圧コントラストの像表示装置 - Google Patents
電圧コントラストの像表示装置Info
- Publication number
- JPS5951540A JPS5951540A JP58137534A JP13753483A JPS5951540A JP S5951540 A JPS5951540 A JP S5951540A JP 58137534 A JP58137534 A JP 58137534A JP 13753483 A JP13753483 A JP 13753483A JP S5951540 A JPS5951540 A JP S5951540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- sample
- voltage
- wiring
- selection circuit
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電圧コントラストの像表示装置の改良に関す
る。
る。
ＬＳＩ等の半導体素子の非破壊検査装置として、ＳＥＭ
の利用は最近増々多くなってきた。そして低加速（〜２
ｋＶ）の１次電子ビームを利用すると、絶縁膜で被われ
たＬＳＩ表面を前処理なしで、チャージアップ現象が生
じない像として観察できる。この１［はＬＳＩに保護膜
を塗布した最終段階での形状の検葭が可能であることを
示している。。
の利用は最近増々多くなってきた。そして低加速（〜２
ｋＶ）の１次電子ビームを利用すると、絶縁膜で被われ
たＬＳＩ表面を前処理なしで、チャージアップ現象が生
じない像として観察できる。この１［はＬＳＩに保護膜
を塗布した最終段階での形状の検葭が可能であることを
示している。。
また、更にＳＥＭでは、外部からＬＳＩに電圧を印加し
、ＬＳＩ内部における電圧の情報をＳＥＭ像として表示
する電圧コントラスト像が可能である。例えば、ストロ
ボＳＥＭの開発や、エネルギーアナライザーを用いたＳ
ＥＭの開発により、電圧コントラストの情報を得て、Ｌ
ＳＩ内部のパルス的な解析や、ＡＩ！配線の断線個所の
観察等により、動的検査が可能となりつつある。しかし
ながら、一般的に行なわれているこれらの開発は、１次
ビームのエネルギーが数１０ ＫｅＶと高いものや、Ｌ
ＳＩ上に保護膜が被われていない状態での開発が大部分
をしめている。
、ＬＳＩ内部における電圧の情報をＳＥＭ像として表示
する電圧コントラスト像が可能である。例えば、ストロ
ボＳＥＭの開発や、エネルギーアナライザーを用いたＳ
ＥＭの開発により、電圧コントラストの情報を得て、Ｌ
ＳＩ内部のパルス的な解析や、ＡＩ！配線の断線個所の
観察等により、動的検査が可能となりつつある。しかし
ながら、一般的に行なわれているこれらの開発は、１次
ビームのエネルギーが数１０ ＫｅＶと高いものや、Ｌ
ＳＩ上に保護膜が被われていない状態での開発が大部分
をしめている。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、１
次ビームとして低速（〜２ｋＶ）のエネルギーを用い、
保護膜が被われた状態での電圧コントラストの像を表示
する電圧コントラストの像表示装置を提供することを目
的とするものである。
次ビームとして低速（〜２ｋＶ）のエネルギーを用い、
保護膜が被われた状態での電圧コントラストの像を表示
する電圧コントラストの像表示装置を提供することを目
的とするものである。
保護膜下にある物質、例えばＡＪ配線上の電圧の情報は
保護膜を通す事により、どの様になるか非常に重要な問
題であり、その解明のために行った我々の実験結果の１
つを模式的に第１図（ａ） 、 （ｂ）に示す。図の（
ａ）に示す様に、保砕膜で被われたＡｊ５配線上の一点
に１次ビーム■ を停止して照射し、ＡＩ！配線に印加
する電圧ｖ、ヲ矩形波で変化させる。そして、保護膜か
ら発生した２次電子Ｉ３をつかまえてホトマル（Ｐ、Ｍ
）で増幅し出力電圧ｖｏ とする。この時のｖｄとＶ。
保護膜を通す事により、どの様になるか非常に重要な問
題であり、その解明のために行った我々の実験結果の１
つを模式的に第１図（ａ） 、 （ｂ）に示す。図の（
ａ）に示す様に、保砕膜で被われたＡｊ５配線上の一点
に１次ビーム■ を停止して照射し、ＡＩ！配線に印加
する電圧ｖ、ヲ矩形波で変化させる。そして、保護膜か
ら発生した２次電子Ｉ３をつかまえてホトマル（Ｐ、Ｍ
）で増幅し出力電圧ｖｏ とする。この時のｖｄとＶ。
の関係を実験結果より図示すると図の（ｂ）の様になる
。これらの実験から、ＡＩ！配線に印加した？１．を圧
は保護膜を通すことにより微分されて出力されることが
わかった。
。これらの実験から、ＡＩ！配線に印加した？１．を圧
は保護膜を通すことにより微分されて出力されることが
わかった。
つまり保護膜は一種のコンデンサーの働きをしているこ
とになる。この事は保護膜下にあるＡＪ配線に直流的な
電圧を印加しても保護膜を通しては検出することができ
ず、交流的な電圧を印加する必要性があることを示して
いる。
とになる。この事は保護膜下にあるＡＪ配線に直流的な
電圧を印加しても保護膜を通しては検出することができ
ず、交流的な電圧を印加する必要性があることを示して
いる。
以上の実験結果にかんがみ、保護膜下における電圧コン
トラストの情報を常時、安定に表示する本発明の方式を
以下の実施例を参照して詳細に説明する。
トラストの情報を常時、安定に表示する本発明の方式を
以下の実施例を参照して詳細に説明する。
第２図には本装置のブロックダイヤグラムを示す。偏向
発振器４からの信号はＣＲＴ９と偵向器３を同期してＸ
−Ｙに走査する。また、偏向発振器４から、Ｘ−走査の
同期信号だけを取りだして試料印加電圧回路７に入力、
する。試料印加電圧回路７はＸ−走査と同期した所定の
矩形波電圧を発生し、試料８の半導体の所定のＡＪ配線
にその電圧を印加する。その試料上を低加４１次ビーム
（〜２ＫｅＶ）ｌで照射すると、試料８面一ヒから２次
電子２が発生する。発生した２次電子信号は一般的なＳ
ＥＭの情報とＡＩ！配線に印加した電圧コントラストの
情報をも含んでいる。この二つの情報を含んだ２次電子
信号は検出器５で検出され増幅を受け、信号選択回路６
に入力される。電圧コントラストの情報は前に記述した
ように、保護膜の働きで、保護膜下にあるＡＩ！配線の
印加電圧が微分されて出力されることがわかっている。
発振器４からの信号はＣＲＴ９と偵向器３を同期してＸ
−Ｙに走査する。また、偏向発振器４から、Ｘ−走査の
同期信号だけを取りだして試料印加電圧回路７に入力、
する。試料印加電圧回路７はＸ−走査と同期した所定の
矩形波電圧を発生し、試料８の半導体の所定のＡＪ配線
にその電圧を印加する。その試料上を低加４１次ビーム
（〜２ＫｅＶ）ｌで照射すると、試料８面一ヒから２次
電子２が発生する。発生した２次電子信号は一般的なＳ
ＥＭの情報とＡＩ！配線に印加した電圧コントラストの
情報をも含んでいる。この二つの情報を含んだ２次電子
信号は検出器５で検出され増幅を受け、信号選択回路６
に入力される。電圧コントラストの情報は前に記述した
ように、保護膜の働きで、保護膜下にあるＡＩ！配線の
印加電圧が微分されて出力されることがわかっている。
したがって、ＡＪ配線に矩形波を印加すると、出力とし
て、正と負の等しい値をもつ信号が発生する。
て、正と負の等しい値をもつ信号が発生する。
故にどちらか一方の信号を輝度変調信号として用いる必
要が生じる。信号選択回路６はこの正と負のどちらか一
方の信号を選択する回路で、偏向発振器４からのＸ−走
査の同期信号によってスイッチングを行なっている。し
たがって、信号選択回路６はＸ−偏向の奇数番目、ある
いは偶数番目のどちらかの時だけ信号を出力し、逆の揚
台は強制的にＯ電位にする回路である。信号選択回路６
からの出力はＣＲＴ９の輝度変調信号として入力し、Ｃ
ＲＴ面上にはＳＥＭ像として表示される。
要が生じる。信号選択回路６はこの正と負のどちらか一
方の信号を選択する回路で、偏向発振器４からのＸ−走
査の同期信号によってスイッチングを行なっている。し
たがって、信号選択回路６はＸ−偏向の奇数番目、ある
いは偶数番目のどちらかの時だけ信号を出力し、逆の揚
台は強制的にＯ電位にする回路である。信号選択回路６
からの出力はＣＲＴ９の輝度変調信号として入力し、Ｃ
ＲＴ面上にはＳＥＭ像として表示される。
第３図に各部の波形例を示す。ＡはＸ偏向の鋸歯状波を
示し、Ｂはそれと同期した試料に印加される矩形波を示
す。Ｃは発生した２次電子信号を示すものである。電圧
を印加したＡＩ！配線の部分だけに電圧コントラスト成
分が重畳されて表示される。ＤはＣＲＴの輝度変調信号
で、信号選択回路６により偶数番目のＸ偏向時は信号が
０になっている。
示し、Ｂはそれと同期した試料に印加される矩形波を示
す。Ｃは発生した２次電子信号を示すものである。電圧
を印加したＡＩ！配線の部分だけに電圧コントラスト成
分が重畳されて表示される。ＤはＣＲＴの輝度変調信号
で、信号選択回路６により偶数番目のＸ偏向時は信号が
０になっている。
以上説明【７たように、上記実施例による本方式を用い
れば保護膜下の電圧コントラストの情報ｔＳＥＭ像どし
°Ｃ衣示することが可能となる。
れば保護膜下の電圧コントラストの情報ｔＳＥＭ像どし
°Ｃ衣示することが可能となる。
次に、第４図に本発明の他の実施例のブロックダイヤグ
ラムを示す。１次電子の乍向方式及び、２次電子の検出
方式は先に述べた方法と同じである。特に試料の電圧印
加方式を中心に記述する。
ラムを示す。１次電子の乍向方式及び、２次電子の検出
方式は先に述べた方法と同じである。特に試料の電圧印
加方式を中心に記述する。
ロックインアンプ１１を設けて、そのリファレンス（Ｒ
ｅｆｅｒｅｎｃｅ ） 信号を試料印加電圧変調回路
１２に入力する。試料印加電圧変調回路１２の出力は、
ロックインアンプ１１のリファレンス（Ｒｅ−ｆｅｒｅ
ｎｃｅ ）周波数（例えば３０ＫＩ４ｚ）で変調を受け
た所定の電圧を発生し、試料８士のＡ／配線に供給する
。ＡＩ！配線上の保護膜を通して照射された１次ビーム
により発生した２次電子信号は一般的なＳＥＭの信号の
他に、ＡＪ配線に印加した電圧コントラスト成分（Ｒｅ
ｆｅｒｅｎｃｅ 周波数で変調を受けた成分）も含まれ
ることになる。これは保護膜がコンデンサーの働きをし
ていることで、変調周波数（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ 周波
数３０ｋＨｚ）が高いために保護膜上に電圧コントラス
トの情報がそのまま伝わるからである。
ｅｆｅｒｅｎｃｅ ） 信号を試料印加電圧変調回路
１２に入力する。試料印加電圧変調回路１２の出力は、
ロックインアンプ１１のリファレンス（Ｒｅ−ｆｅｒｅ
ｎｃｅ ）周波数（例えば３０ＫＩ４ｚ）で変調を受け
た所定の電圧を発生し、試料８士のＡ／配線に供給する
。ＡＩ！配線上の保護膜を通して照射された１次ビーム
により発生した２次電子信号は一般的なＳＥＭの信号の
他に、ＡＪ配線に印加した電圧コントラスト成分（Ｒｅ
ｆｅｒｅｎｃｅ 周波数で変調を受けた成分）も含まれ
ることになる。これは保護膜がコンデンサーの働きをし
ていることで、変調周波数（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ 周波
数３０ｋＨｚ）が高いために保護膜上に電圧コントラス
トの情報がそのまま伝わるからである。
これら二つの情報を含んだ信号は検出器５を通してロッ
クインアンプ１１に入力される。ロックインアンプ１１
は変調周波数（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ 周波数）で検波を
行ない積分する。すると、その周波数成分だけの信号が
ロックインアンプ１１の出力信号となりＣＢｒ４の輝度
信号となる。すなわち、ロックインアンプ１１からの出
力信号には一般のＳＥＭの信号は含まれず、Ａ／’配線
に印加された電圧コントラストだけの情報がＣＲＴ面−
Ｆにおいて像仁なる。
クインアンプ１１に入力される。ロックインアンプ１１
は変調周波数（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ 周波数）で検波を
行ない積分する。すると、その周波数成分だけの信号が
ロックインアンプ１１の出力信号となりＣＢｒ４の輝度
信号となる。すなわち、ロックインアンプ１１からの出
力信号には一般のＳＥＭの信号は含まれず、Ａ／’配線
に印加された電圧コントラストだけの情報がＣＲＴ面−
Ｆにおいて像仁なる。
このように上記方式を用いると、ＡＩ！配線等の電圧印
加した部分だけが像となるので断線個所の部分が簡単に
検査し易く便利であるが、凹凸の形状を観察できない欠
点がある。そこで、この方式の欠点を改良した例を以下
に示す。第５図にそのブロックダイヤグラムを示す。こ
の方式は第２図及び第４図の方式を組み合わせたもので
ある。試料印加電圧変調回路１２はロックインアンプ１
１からの高いＲｅｆｅｒｅｎｃｅ周波数で変調を受ける
。
加した部分だけが像となるので断線個所の部分が簡単に
検査し易く便利であるが、凹凸の形状を観察できない欠
点がある。そこで、この方式の欠点を改良した例を以下
に示す。第５図にそのブロックダイヤグラムを示す。こ
の方式は第２図及び第４図の方式を組み合わせたもので
ある。試料印加電圧変調回路１２はロックインアンプ１
１からの高いＲｅｆｅｒｅｎｃｅ周波数で変調を受ける
。
そしてその出力はスイッチング回路１３に入力される、
そのスイッチング回路１３は、偏向発振器４からのＸ走
査同期信号をも行って、低い周波数例えば５０ｋＨｚで
同期してスイッチングをおこなう。したがって、例えば
、Ｘ偏向の奇数番目はスイッチがＯＮ状態でしかもその
出力電圧は３０ｋＨｚ で変調された所定の電圧が出
力され、逆にＸ走査の偶数番目はスイッチがＯＦＦ状態
になり出力はＯとなる。以上の出力電圧を試料８のＡＩ
！配線に印加すると、１次ビームによって試料から発生
する二次電子信号はＸ偏向の奇数番目は主に電圧コント
ラストの情報、偶数番目は一般のＳＥＭの情報と２つの
信号に分かれる。従って、検出器５からの信号を信号選
択回路６に入力し、Ｘ−走査と同期して選択し、奇数番
目は入力信号をロックインアンプ１１に入力し積分しＣ
ＲＴｌｏの輝度変調信号として用いる。また、偶数番目
は入力信号をＣＢｒ４の輝度変調信号として用いる。以
上のことから、ＣＢｒ４は一般的なＳＥＭ（Ｉ、ＣＲＴ
ＩＯは電圧コントラストの像を交互に表示することがで
きる。もちろん一つのＣＲＴ上に重ねて表示することも
容易に類推できる。
そのスイッチング回路１３は、偏向発振器４からのＸ走
査同期信号をも行って、低い周波数例えば５０ｋＨｚで
同期してスイッチングをおこなう。したがって、例えば
、Ｘ偏向の奇数番目はスイッチがＯＮ状態でしかもその
出力電圧は３０ｋＨｚ で変調された所定の電圧が出
力され、逆にＸ走査の偶数番目はスイッチがＯＦＦ状態
になり出力はＯとなる。以上の出力電圧を試料８のＡＩ
！配線に印加すると、１次ビームによって試料から発生
する二次電子信号はＸ偏向の奇数番目は主に電圧コント
ラストの情報、偶数番目は一般のＳＥＭの情報と２つの
信号に分かれる。従って、検出器５からの信号を信号選
択回路６に入力し、Ｘ−走査と同期して選択し、奇数番
目は入力信号をロックインアンプ１１に入力し積分しＣ
ＲＴｌｏの輝度変調信号として用いる。また、偶数番目
は入力信号をＣＢｒ４の輝度変調信号として用いる。以
上のことから、ＣＢｒ４は一般的なＳＥＭ（Ｉ、ＣＲＴ
ＩＯは電圧コントラストの像を交互に表示することがで
きる。もちろん一つのＣＲＴ上に重ねて表示することも
容易に類推できる。
以上説明したように、本発明による方式を用いることに
より、ＬＳＩ等の半導体を保護膜が被われた最終段階で
、凹凸の形状観察と同時に電圧コントラスト−を表示す
ることが可能となった。
より、ＬＳＩ等の半導体を保護膜が被われた最終段階で
、凹凸の形状観察と同時に電圧コントラスト−を表示す
ることが可能となった。
第１１ｕ（ａ）、 （ｂ）は、本発明の基本的原理を説
明する図、第２図は、本発明の一実施例を示すブロック
線図、第３図は、上記ブロックダイヤグラムの各部の波
形図、第４図および第５図は、それぞれ本発明の他の実
施例を示すブロック線図である。 図において、１ ・・・電子ビーム、２ ・・・ ２次
電子、３ ・・・偏向器、４・・・ 偏向発振器、５
・・・検出器、６ ・・・信号選択回路、７ ・・・試
料印加電圧回路、８・・・試料、９．、、ＣＲＴ０矛２
図 ＋３図 Δｔｒｙ押。寿介 ＋４問
明する図、第２図は、本発明の一実施例を示すブロック
線図、第３図は、上記ブロックダイヤグラムの各部の波
形図、第４図および第５図は、それぞれ本発明の他の実
施例を示すブロック線図である。 図において、１ ・・・電子ビーム、２ ・・・ ２次
電子、３ ・・・偏向器、４・・・ 偏向発振器、５
・・・検出器、６ ・・・信号選択回路、７ ・・・試
料印加電圧回路、８・・・試料、９．、、ＣＲＴ０矛２
図 ＋３図 Δｔｒｙ押。寿介 ＋４問
Claims (1)
- １、低加速１次電子ビームを試料上に走査して発生する
２次電子信号を検出する検出手段と、−上記電子ビーム
を上記試料−ＦのＸ方向及びＹ方向に走査せしめる信号
を発生する偏向光゛振器と、上記試料に上記偏向発振器
によるＸ方向走査と同期した所定の矩形波電圧を印加す
る試料印加電圧回路と、上記Ｘ方向走査と同期して上記
検出器の出力信号を上記Ｘ方向走査の偶数番目あるいは
奇数番目のどちらだけ通過せしめる信号選択回路と、上
記Ｘ方向走査と同期して−り記信号選択回路の出力信号
を輝度変調信号に用いて像表示せしめる像表示手段を具
備してなることを特徴とする電圧コントラストの像表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137534A JPS5951540A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電圧コントラストの像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137534A JPS5951540A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電圧コントラストの像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951540A true JPS5951540A (ja) | 1984-03-26 |
Family
ID=15200927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58137534A Pending JPS5951540A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電圧コントラストの像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951540A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59210480A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-11-29 | 東芝ライテック株式会社 | 大形カラ−表示装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5120256A (ja) * | 1974-08-13 | 1976-02-18 | Yotsukaichi Gosei Kk | Horiechirenokisaidojushi soseibutsu |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58137534A patent/JPS5951540A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5120256A (ja) * | 1974-08-13 | 1976-02-18 | Yotsukaichi Gosei Kk | Horiechirenokisaidojushi soseibutsu |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59210480A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-11-29 | 東芝ライテック株式会社 | 大形カラ−表示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Plows et al. | Stroboscopic scanning electron microscopy | |
| JPH033185B2 (ja) | ||
| US4713687A (en) | Scan line type dynamic observation apparatus | |
| US4125772A (en) | Scanning electron microscope with eddy-current compensation | |
| JPS63269198A (ja) | 液晶表示器用駆動回路基板の検査方法 | |
| JPH02145950A (ja) | Ｘ線光電子分析装置 | |
| KR830002861Y1 (ko) | 주사전자 현미경 및 그의유사장치의 주사상 관찰장치 | |
| JPS59224038A (ja) | 荷電粒子線走査型分析装置 | |
| JPH0423375B2 (ja) | ||
| JPH041458B2 (ja) | ||
| JPH0644473B2 (ja) | 試料電位コントラスト像観察装置 | |
| JPH024442Y2 (ja) | ||
| JPH1144663A (ja) | 集積回路部品の解析装置及び解析方法 | |
| JPS63271854A (ja) | 電子線装置 | |
| JPS59182371A (ja) | スキャンライン型動的観察装置 | |
| JPH03165437A (ja) | 表面分析装置 | |
| JPH043951A (ja) | 半導体検査装置 | |
| KR830002115B1 (ko) | 입자선을 사용한 시료분석 장치 | |
| JPS62163247A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JPH0221549A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| KR830002860Y1 (ko) | 주사전자현미경 및 그 유사장치의 주사상 관찰장치 | |
| JPH02132743A (ja) | Ｃｒｔ用マーカ発生装置 | |
| JPH0574183B2 (ja) | ||
| JPS55126954A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPS59177846A (ja) | 電子ビ−ム装置 |