JPS6164056A

JPS6164056A - 測定点の検出および写像のための方法および装置

Info

Publication number: JPS6164056A
Application number: JP60173074A
Authority: JP
Inventors: ハンスデトレフ、ブルースト
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1986-04-02
Also published as: EP0172470A1; US4887031A; DE3428965A1; US4771235A; ATE51711T1; DE3577006D1; EP0172470B1

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、特定の信号経過を有する１つまたは複数の測
定点の検出および（または）写像のための方法および装
置に関する。

〔従来の技術〕

集積回路の動作に誤りがある場合、誤りを発見するため
に集積回路の動作と、たとえばシミュレーションから得
られる正規動作との比較が行われる。そのためには、な
かんずく、特定の信号経過が集積回路内の１つまたは複
数の測定点に存在するか否かを検査しなければならない
。

これまでに、このような検査を行い得る５つの方法が知
られている。「スキャンニング・エレクトロン・マイク
ロスコピー（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｎ　’Ａ
ｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）Ｊ　１９７５年（部１）、第８回
年次走査電子顕微鏡シンポジウム、シカゴ、ＩＩＴリサ
ーチ・インスティテユート、第４６５〜４７１頁から、
いわゆる“電圧コーディングの方法が知られている。こ
の“電圧コーディング法はテレビモニタ上に集積回路の
動的電位分布を写像する。この“電圧コーディング法は
種々の構成要素内のスイッチング状態の時間的対応付け
を可能にし、従って特に集積回路の高速の機能試験に通
している。しかし、この方法の主な欠点はその上限周波
数が低いことである。

米国特許第４，２２３．２２０号明細書から、いわゆる
“論理状態マツピング法が知られている。この“論理状
態マツピング法では、動的電位分布がストロボスコープ
効果により写像される。この“論理状態マツピング法は
、“電圧コーディング”法と比較して、同一の電位分解
能において桁違いに高い時間分解能を与える。さらに、
この“論理状態マツピング法は、動的電位分布の像が直
接に走査電子顕微鏡の光像スクリーンから措影され得る
ので、記録を簡単化する。それに対して１電圧コーデイ
ング法では、記録はテープメモリまたはテレビモニタの
写真によってしか可能でない。

″波形”測定と呼ばれる第３の方法（エイチ。

ピー、フォイアーバウム（Ｈ，Ｐ、Ｆｅｕｅｒｂａｕｍ
）著、電子ビーム検査：、方法および応用、スキャンニ
ング（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　
：　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａ−ｔｉｏ
ｎｓ、　Ｓｃａｎｎｉｎｇ）、第５巻、１９８３年、第
１４〜２４頁に記載されている）によれば、１つの測定
点における時間的信号経過を測定することができる。サ
ンプリング法の採用により、この方法は非常に速い信号
経過をも高い分解能で記録し得る立場にある。しかしな
がら測定が非常に時間を要しく数分）、また比較的複雑
である。

第４および第５の方法によれば、特定の周波数の周期的
な信号を導く測定点を記録することができる。そのうち
第４の方法（Ｐｒｏｃ、　ｏｆ　Ｊｏｒｎｅｓｓ　ｄ’
　Ｅｌｒｃｔｒｏｎｉｑｕｅ　　１９８５、「複雑な集
積回路の検査：チャレンジ（Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｏｍｐ
ｌｅｘ　ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ：八ｃ
ｈａｌｌｅｎｇｅ）　Ｊ　、スイス連邦工学研究所、ロ
ーザンヌ、スイス、発行、第２８３〜２９８頁、題目”
　Ｏｎｅ　Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ　Ｅｃｏｎｏｍｉｑ
ｕｅ　ａｕＣｏｎｔｒａｓｔｓ　Ｐｏｔｅｎｔｉｅｌ　
５ｔｒｏｂｏｓｃｏｐｉｑｕｅ：　Ｌｅ　Ｔｒａｉｔｅ
ｍｅｎｔ　ｄｕ　Ｓｉｇｎａｌ　ｄ　’　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｓ　５ｅｃｏｎｄａｉｒｅｓ　ｄ’　ｕｎ　Ｍｉｃ
ｏｓｃｏｐｅ　ａ　Ｂａｌａｙａｇｅ”）では、１つの
測定点における特定の周波数の発見が“ロック−イン”
法を使用して行われる。その際、集積回路の内部の１つ
の測定点において得られた電位コントラスト信号から“
ロック−イン”増幅器により、探索されている周波数を
有する信号が通過せしめられ、次いでこの信号が輝度変
動として写像される。この方法は非常に時間がかかり、
また低い上限周波数しか得られない。

上記の第４の方法をストロボスコープ法と組み合わせた
第５の方法では、帯域制限を克服することができる。こ
の第５の方法（エイチ、ディー。

プルスト（Ｈ，Ｄ、Ｂｒｕｓｔ）、エフ、ファックス（
Ｆ、Ｆａｘ）、イー、ウォルフガング（Ｅ、Ｗｏｌｆｇ
ａｎｇ）、周波数マツピングおよび周波数トレーシング
：２つの新規な電子ビーム検査法（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
　Ｍａｐｐｉｎｇ　ａｎｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｔｒａ
ｃｉｎｇ：　Ｔｗｏ　Ｎｏｖｅｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　
ＢｅａｍＴｅｓｔｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄｓ）、マイクロ
回路エンジニアリングコンフエレンス、ベルリン、１９
８４年９月、ベルリンでの講演）は゛′周波数マツピン
グ法と呼ばれる。“周波数マツピング法は、第４の方法
と同様に、１つの測定点に１つの特定の周波数の信号が
存在するか否かの検査しかできない。すなわち、実際の
信号経過を示すことはできない。

これまでに知られている前記の方法は、一部は実施に困
難を伴い、一部は少数または単一の導電帯の検査しか可
能でなく、またはその作動周波数範囲が著しく制限され
ており、従って正規な作動条件下での集積回路の検査は
可能でないことが多い。さらに、これまでに知られてい
る方法は、一部は非常に時間がかかり、また測定された
信号経過と期待される信号経過との比較を手動で行うこ
と、または同一の周波数の信号において、期待される信
号経過が存在するか否かを自ら判定することを前提とし
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の方法および装置
であって、集積回路の内部の１つの測定点に特定の期待
される信号経過が存在するか否か、または誤りのある電
子構成要素において場合によっては特定の信号経過が存
在しないか否かをできるかぎり迅速に検査することがで
きる方法および装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、検査される測定点におけ
る信号またはその経過が（たとえば電子線測定技術の公
知の方法の１つにより）測定され、且つ期待される信号
またはその経過と比較されることにより達成される。そ
の際に比較は特に相関法により行われ得る。本発明の実
施態様および利点は以下の説明および図面に示されてい
る。

〔発明の効果〕

これまでに知られている方法にくらべて、本発明による
方法ははるかに迅速であり、また１つの特定の予め与え
られた信号経過または測定された信号経過の自動的探索
を可能にする。従って、本発明による方法および装置は
正規作動条件下でも集積回路の内部の機能試験または誤
り探索の迅速且つ大面積の実施を可能にする。

〔実施例〕

以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。第１図および第２図中で同一の要素には
同一の参照符号が付されている。

以下の実施例では電子線顕微鏡が使用されているが、本
発明は、−欠粒子としても二次粒子としても電子の代わ
りにイオンまたは他の粒子を使用する場合をも含んでい
る。さらに、以下の実施例では、常にディジタル信号経
過が検査される。もちろん、本発明による方法および装
置は、適当な相関器を使用すれば、１つの測定点におけ
る１つの特定のアナログ信号経過の存在を検査すること
もできる。

第１図には、１つの特定の信号経過を有する１つの測定
点または導電帯の検出および（または）写像のための本
発明による装置が示されている。

第１図（第２図でも同様）による装置の基本装置としで
は、定量的電位測定に関する米国特許第４゜２２０　、
８５３号または第４　、２２０８５４号または第４，２
７７．６７９号明細書または定性電位測定に関する米国
特許第４，２２３，２２０号明細書から公知のような走
査電子顕微鏡が使用され得る。第１図および第２図によ
る装置においても、本発明による方法と同様に、もちろ
ん集積回路は、１つの特定の示されている経過を有し得
る少なくとも１つの測定点を有する任意の試料により置
換され得る。

電子源ＥＧから一次電子ＰＥが出射し、１つの集積回路
ＩＣ内の１つの測定点または１つの導電帯上に衝突し、
そこで二次電子ＳＥを放出させる。これらの二次電子Ｓ
Ｅは１つの検出器ＤＴ内で検知される。集積回路の表面
に生ずる電位コントラストにより、検出器ＤＴに到達す
る二次電子ＳＥの数は測定場所における集積回路ＩＣの
電圧に関係する。検出器ＤＴに衝突する二次電子流に関
係して、この検出器ＤＴ内で１つの二次電子信号が発生
され、この二次電子信号が光電子増倍管ＰＭに導かれ、
そこで増幅される。光電子増倍管内で増幅された二次電
子信号はさらに１つの前置増幅器ＰＡに導かれる。前置
増幅器ＰＡ内でさらに増幅された二次電子信号は次いで
１つの回路ＳＶに到達し、そこで信号対雑音比の改善の
ための適当な信号処理方法（たとえば最適フィルタリン
グ）が行われ、また１つのディジタル信号ＤＳＥに変換
される。測定場所における集積回路の電圧を表すこのデ
ィジタル二次電子信号は次いでディジタル相関器ＫＯＲ
に供給される。

相関器の図示されている内部構成はほぼＴＲＷの相関器
ＴＤＣ１０２３Ｊの構成に相当している。他の構成の相
関器を使用することももちろん同様に可能である。先ず
、測定点に存在するか否かを検査されるべき信号に対し
て期待される参照信号Ｒ５がシフトレジスタＳＲＺ内に
書き込まれる。そのために必要なりロック信号はクロッ
ク発生５ＴＧから（切換位置ＣにあるスイッチＳ１を経
て）供給される。参照信号Ｒ５の書き込みの後にスイッ
チＳ１は切換位置すにもたらされ、それにより参照信号
Ｒ３を有するシフトレジスタＳＲ２はクロック発生器Ｔ
Ｏの出力端から切り離される。シフトレジスタＳＲ２の
内容は検査の実行中は不変に留まる。

測定中は二次電子信号ＤＳＥが、周波数ｆ１によりクロ
ックされて、シフトレジスタＳＲＩ内に書き込まれる。

その際に周波数ｒ１のクロック信号ＣＬＫＩは集積回路
の動作周波数と同期しているべきである。この同期はた
とえば１つの周波数逓減器または逓倍器ＦＰを用いての
周波数逓減または逓倍により集積回路ＩＣのクロック周
波数ｆｔから得られる。集積回路ＩＣは駆動部ＣＯＮに
より周波数ｆｔの１つのクロック信号で駆動されるので
、この周波数は容易に近接可能であり、駆動部ＣＯＮに
より周波数逓減器または逓倍器ＦＰに供給され得る。し
かし、原理的には、測定点に存在する信号と同期してい
る各信号がシフトレジヌクＳＲ１用のクロック信号ＣＬ
Ｋ　１として適している。その際に周波数１１は、シフ
トレジスタＳＲＩ内に測定点における信号経過の十分に
大きい（少なくとも期待される信号経過が占める時間間
隔と同じ大きさの）時間断片が記憶され得るように選択
されなければならない。等価ゲートＥＸＮＯＲによりシ
フトレジスタＳＲＩおよびＳＲ２の記憶内容が一致する
か否かが検査される。シフトレジスタＳＲＩおよびＳＲ
２の一致する記憶場所の数は加算回路ＳＵＭにより確認
され、二進数として読み出される。この二進数は次いで
ディジタル−アナログ変換器ＤＡＷによりアナログ信号
ＡＳに変換され、またはディジタル比較器ＫＯＭにより
比較信号ＶＺと比較される。一致数がＶＺよりも大きけ
れば、比較器ＫＯＭのディジタル出力ＤＳは論理１とな
り、さもなければ論理Ｏである。

クロックされる二次電子信号ＤＳＥ内に、比較レジスタ
ＳＲ２内に書き込まれた参照信号Ｒ５に相当する１つの
ビット列が現れると、加算回路は最大の一致を示し、出
力ＤＳは論理１になり、またアナログ信号Ａｓはその最
大電圧値を占める。

測定された二次電子信号ＤＳＥは雑音または他の擾乱に
より場合によっては測定場所における信号から容易に偏
差し得るので、しばしば、参照信号Ｒ３と測定された信
号ＤＳＥとの間に完全ではないが高度の一致が存在する
ならば、探索される参照符信号Ｒ３が存在するとみなし
得る。相応のしきい、すなわち測定された信号を探索さ
れる信号として解釈するために必要な一致の数は比較数
■Ｚにより設定され得る。

本発明による前記の装置では、予め与えられた信号経過
Ｒ３が測定場所に現れるか否かが検査される。追加的に
、測定場所において１つの周期的な信号が期待されるな
らば、本発明の他の１つの実施態様により、期待される
信号Ｒ３が測定場所に１つの特定の固定的な位相で現れ
るか否かも検査される。この装置も第１図中に示されて
いる。

そのために参照信号経過Ｒ３を有するシフトレジスタＳ
Ｒ２がスイッチＳ２の閉路によりリングシフトレジスタ
として接続され、また同じくクロック信号ＣＬＫ１によ
りクロックされる（切換位置ａにあるスイッチＳ１を経
て）。その際、期待される参照信号が測定場所に存在す
るか否かを検査すべき位相は遅延要素ＤＬの遅延時間の
変更によりずらされ得る。その他の点では測定装置は前
記と同様に作動する。

集積回路ＩＣの大面積の検査のためには、電子線が試料
表面にわたり走査される。その際に走査は、各測定場所
において、期待される信号が現れ得るすべての関心のあ
る時間間隔（周期的信号ではこれはたとえば１周期であ
る）も実際に検査されるようにゆっくり行われなければ
ならず、または検査が周期的に行われなければならない
。次いで出力信号ＡＳおよびＤＳが、電子線が衝突する
場所に探索される信号経過がそもそも現れるか、または
正しい位相で現れるかを指示する。信号ＡＳおよびＤＳ
を測定場所に関係して適当な記録方法により　（たとえ
ば計算機への書き込みまたは磁気テープへの記録により
）記録すれば、探索される信号経過を正しい位相で有す
るか、または大体において有する試料ＩＣの表面構造の
１つの像が得られる。１つの簡単な記録方法は、信号Ｄ
Ｓを走査電子顕微鏡の画像表示管の輝度変調のために利
用する方法である。この場合には、探索される信号を導
くすべての導電帯が明るく表示される。

１つの試料の二次元写像の一層良好なオリエンテーショ
ンのためには、二次電子−トポグラフイニ信号または他
の１つのトポグラフィ−信号を減弱された形態で出力信
号ＡＳまたはＤＳに加算することが有利であり得る。こ
のようなトポグラフィ−信号を得る方法は走査電子顕微
鏡に関する図書に示されており、従って当業者に知られ
ている。

第１図による装置において複数の相関器を並列に接続す
れば、１つの測定点における複数の異なる信号経過の存
在を同時に検査することができる。集積回路ＩＣの大面
積検査のためには、この場合、種々の出力信号が並列に
測定場所に関係して記録されなければならない。そのた
めには、たとえば走査電子顕微鏡の画像表示管の代わり
に１つのカラー画像表示管を使用し且つ各相関器出力、
従ってまた各参照信号経過に１つの色を対応付けること
ができる。

これまでに説明してきた測定装置はアナログ信号の検査
にはあまり通してしない。なぜならば、電位コントラス
トに基づいて測定場所における電圧と二次電子電流との
間の関係が非線形であるからである。アナログ信号経過
の検査のためには、電位コントラストの代わりに二次電
子ＳＥの線形エネルギーシフトを測定することが有利で
ある。

このエネルギーシフトは、たとえば米国特許第４゜２９
２、５１９号明ｍ書から公知のような１つのスペクトロ
メータｓｐを用いて相応の二次電子電流に変換され得る
。こうして得られた二次電子電流が次いで前記のように
処理され得る。さらに、スペクトロメータは試料への外
部磁界の影響を減し、従ってディジタル信号経過の検査
のためにも有利である。

第１図に示されている測定装置の限界周波数は主として
検出器ＤＴにより決定され、たとえば１５ＭＨｚである
。本発明による方法を一層高い周波数においても使用可
能にするためには、相関を検出器ＤＴの前で行わなけれ
ばならない。そのために適した本発明の実施態様が第２
図に示されている。この場合、相関は電子線自体により
行われる。そのために電子線ＰＥが、たとえば米国特許
第４，１６９，２２９号明細書から公知のような１つの
ビーム断続システムＢＢＳにより強度変調される。

集積回路ｉｃの動作周波数と同期する周波数ｆ２により
断続される探索されるビット列Ｒ３は、測定開始前にシ
フトレジスタＳＲ内に書き込まれる（切換位置ａにある
スイッチＳを経て）。測定中にシフトレジスタＳＲの内
容が周波数ｆ２のクロック信号ＣＬＫ２により循環的に
シフトされる。

シフトレジスタの出力信号は次いで増幅器ＡＭＰにより
増幅されて、ビーム断続システムＢＢＳを制御する。ビ
ーム断続システムにおける信号経過をｇ　（ｔ）とすれ
ば、一次電子線ＰＥの強度はｇ（１）に比例して変動す
る。集積回路ＩＣ上の測定場所には信号ｈ　（ｔ）が現
れる。従って、二次電子電流はｇ　（ｔ）　　・ｈ　（
ｔ）に比例する。二次電子電流は検出器ＤＴにより検出
され、光電子増倍管ＰＭ内および前置増幅器ＰＡ内で増
幅される。前置増幅器ＰＡの出力信号は次いで積分器Ｉ
ＮＴにより積分される。すなわち積分器の出力信号はＩ
ｇ（ｔ）　　・ｈ　（ｔ）　　・ｄｔに比例する。ｇ（
ｔ）およびｈ　（ｔ）はいずれもディジタル信号である
ので、それらは値０もしくは１しかとり得ない。両信号
が積分時間間隔内で（ＬまたはＨ値内で）（ビット列お
よび出現の位相の点で）一致すると、積分の値は最大に
なる。すなわち積分器■ＮＴの出力信号は測定場所にお
ける信号と参照信号Ｒ３との一致に関する尺度である。

従って、積分器の積分時間は少な（とも関心のある信号
経過の継続時間と同じ長さでなければならない。

集積回路ＩＣの大面積検査が行われるべきであれば、試
料表面の走査が電子線により、電子線が各測定点に少な
くとも積分時間中は滞留するようにゆっくり行われなけ
ればならず、または検査が周期的に行われなければなら
ない。積分器ＩＮＴのアナログ出力信号ＡＳは次いで記
録され、またたとえば第２図による装置に使用されてい
る走査電子顕微鏡の構成部分である１つの画像表示管上
に表示され得る。コントラスト改善のために信号ＡＳは
、−入力端で可変応答しきいＴＨと接続されている１つ
の比較器ＣＭの十入力端にも接続され得る。比較器ＣＭ
はアナログ信号ＡＳを、場合によっては１つの画像表示
管の輝度を制御し得る１つのディジタル信号ＤＳに変換
する。この測定装置においても前記の理由から１つのス
ペクトロメータの使用は有利であり得る。場合によって
は、自立的構成要素としての１つの積分器は完全に省略
され得る。なぜならば、高い周波数に対しては検出器Ｄ
Ｔ自体が、また低い周波数に対しては、走査速度が適当
に選択されていれば、走査電子顕微鏡の画像表示管自体
が積分の作用をするからである。

第２図による装置は前記の装置内で、検査される測定点
に１つの特定の信号経過が正しい位相で現れるか否かを
検査する。遅延要素ＤＬの遅延時間の変更により、検査
が行われる位相はずらされ得る。この測定装置の上限周
波数は使用されるビーム断続システムＢＢＳにより決定
される。現在、ＧＨｚ範囲までの周波数範囲で動作し得
るビーム断続システムが利用可能である。従って、この
ような装置および本発明による方法は実際の作動条件の
もとての集積回路の検査のためにも使用され得る。

しかし、第２図による装置によれば、位相に無関係に、
１つの測定点に１つの特定の信号経過が存在するか否か
を検査することも可能である。そのためには遅延要素Ｄ
Ｌ（電気的に制御可能でなければならない）が周波数ｆ
３の発振器ＧＤＬにより駆動される。遅延要素Ｄ’Ｌと
しては、たとえば複数のタップを有する遅延線、いわゆ
る“タップ付き遅延線”を使用することができ、その出
力が１つのアナログ−ディジタル変換器により制御され
るマルチプレクサを介してシフトレジスタＳＲに導かれ
る。２・Ｄｔが遅延要素ＶＺの全遅延時間であれば、ク
ロック信号ＣＬＫ２はＤｔ・　（１＋ｃｏｓ　　（２π
ｆ３））により遅延させられる。それによって一次電子
電流はｇ（ｔ＋Ｄｔ・　（１＋ｃｏｓ　　（２πｆ３）
））に比例している。

積分器ＩＮＴの積分時間が、一次電子電流を変調する周
期１／２πｆ３よりもはるかに短ければ、積分器ＩＮＴ
の出力信号は、参照ビット列と測定場所に存在する信号
とが一致するかぎり、周期的に周波数ｆ３で変動する。

少数の一致しか存在しなければ、積分器出力はほぼ時間
に無関係な平均的信号値を供給する。従って、積分器出
力端における周波数ｒ３での信号変動の振幅は両ピント
列の一致の度合に関する尺度である。一致の測定のため
には、積分器の出力端における周６１数ｆ３の信号成分
が、周波数ｆ３に合わされた帯域通過フィルタＢＰを通
過させられ、次いで１つのＡＭｉ！凋器ＡＭＤ　（たと
えば１つの波高値整流器）によりその振幅を決定される
。ＡＭ復調器のアナログ出力信号ＡＳＩは次いで、両ピ
ント列の一致の度合を指示する。また、この信号ＡＳＩ
は可変の応答しきいＴＨＩを有する１つの比較器ＣＭＩ
によりコントラスト改善のためにディジタル信号ＤＳ１
に変換され得る。両信号は、信号ＡＳおよびＤＳと同様
に、記録され且つ表示され得る。積分器ｒＮＴの積分時
間が周期１／２πｆ３よりも長ければ、信号Ａｓおよび
ＤＳは直接的に測定場所における信号と参照ビット列と
の一致の度合に関する尺度である。しかしながら、この
場合には、信号対雑音比が著しく悪い。第２図による方
法および装置においても前記の理由からスペクトロメー
タＳＰの使用が有利であり得る。

本発明の他の１つの実施態様によれば、前記の測定装置
と異なり、一次電子線ＰＥではなく二次電子線ＳＥが参
照ビット列Ｒ３により変調される。変調器としては、た
とえば米国特許第４，２９２，５１９号明細書から公知
のような逆電界スペクトロメータが使用され、このスペ
クトロメータの逆電界を参照ビット列により制御し得る
。その他の点ではこの測定装置は第２図に示されている
装置に相当する。この方法の利点は、ビーム断続システ
ムＢＢＳを必要としないことである。しかしながら、ス
ペクトロメータのキャパシタンスが比較的高いために、
到達可能な限界周波数は低い。二次電子電流の変調のた
めには、サクション電圧を参照ビット列により制御され
る１つの検出器も使用され得る。

本発明の他の１つの実施態様によれば、一次電子線の代
わりに二次電子信号が、たとえば１つのゲート回路を用
いて、参照ビット列により変調される。

この方法および測定装置においても、第１図による方法
の場合と同様に、１つの試料の二次元写像のオリエンテ
ーションの改善のために、二次電子−トポグラフィ−信
号または他の１つのトポグラフィ−信号をそのつどの出
力信号に加算することは有利であり得る。

本発明による１つの装置および１つの方法では、探索さ
れる参照信号Ｒ３は必ずしも理論的なシミュレーション
のみから得られる必要はなく、電子線測定技術の公知の
方法と同様に集積回路ＩＣの内部の１つの測定点におい
て測定され、次いでシフトレジスタＳＲ２またはＳＲ内
に書き込まれ得る。

測定場所における二次電子信号が必ずしも電位コントラ
ストにより生じなくてもよいことはもちろんである。測
定場所における信号による二次電子電流の他の各影響も
同様にそれに適している。

その−例は磁界による二次電子の影響である（磁気的コ
ントラスト）。これはたとえば試料ＩＣとして磁気バブ
ルメモリを使用する場合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路図、第２図は本発明の他
の実施例の回路図である。ＡＭＤ・・・復調器、ＡＭＰ・・・増幅器、ＡＳ・・・
アナログ信号、ＢＢＳ・・・ビーム断続システム、ＢＰ
・・・帯域通過フィルタ、ＣＬＫ・・・クロック信号、
ＤＡＷ・・・ディジタル−アナログ変換器、ＤＬ・・・
遅延要素、ＤＳ、ＤＳＥ・・・ディジタル信号、ＤＴ・
・・検出器、ＥＧ・・・電子源、ＥＸＮＯＲ・・・等価
ゲート、ＦＰ・・・周波数逓増または逓減器、ＧＤＬ・
・・発振器、ＩＣ・・・集積回路、ＩＮＴ・・・積分器
、ＫＯＭ・・・比較器、ＫＯＲ・・・相関器、ＰＡ・・
・前置増幅器、ＰＥ一次電子、ＰＭ・・・光電子増倍管
、Ｒ３・・・参照信号、ＳＥ・・・二次電子、ＳＰ・・
・スペクトロメータ、ＳＲ・・・シフトレジスタ、ＳＵ
Ｍ・・・加算回路、ＳＶ・・・信号処理回路、ＴＧ・・
・クロック発生器、ＴＨ，ＶＺ・・・応答しきい。

Claims

【特許請求の範囲】１）特定の信号経過を有する測定点の検出および（また
は）写像のために、粒子線顕微鏡を使用し、測定点に一
次粒子（ＰＥ）を衝突させ、一次粒子（ＰＥ）により測
定点で放出される二次粒子（ＳＥ）を検出器（ＤＴ）に
より検知し、それにより得られた二次粒子信号を処理し
て測定信号を得る方法において、測定された二次粒子信
号と期待される参照信号（ＲＳ）との比較が行われ、両
信号の一致の度合に基づいて出力信号（ＡＳ、ＤＳ、Ａ
Ｓ１、ＤＳ１）が決定されることを特徴とする測定点の
検出および写像のための方法。２）比較が相関法により行われることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の方法。３）参照信号（ＲＳ）との比較が１つの特定の位相にお
いてのみ（位相感受性ありで）行われることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。４）参照信号（ＲＳ）との比較が各々の任意の位相にお
いて（位相感受性なしで）行われることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。５）二次粒子信号が場合によっては信号対雑音比の改善
および（または）信号整形のための信号処理の後に相関
器（ＫＯＲ）に供給されることを特徴とする特許請求の
範囲第２項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。６）一次粒子（ＰＥ）の流れが期待される参照信号（Ｒ
Ｓ）により変調されることを特徴とする特許請求の範囲
第２項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。７）二次粒子（ＳＥ）の流れが期待される参照信号（Ｒ
Ｓ）により変調されることを特徴とする特許請求の範囲
第２項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。８）測定された二次粒子信号が期待される参照信号（Ｒ
Ｓ）により変調されることを特徴とする特許請求の範囲
第２項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。９）二次粒子信号が積分され、また積分された信号が新
しい出力信号（ＡＳ）を表すことを特徴とする特許請求
の範囲第６項ないし第８項のいずれかに記載の方法。１０）二次粒子信号の積分が画像表示管の残光時間によ
り行われることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
の方法。１１）期待される参照信号（ＲＳ）が周期的に１つの周
波数（ｆ３）により遅延させられることを特徴とする特
許請求の範囲第６項ないし第１０項のいずれか１項に記
載の方法。１２）積分された二次粒子信号が１つの周波数（ｆ３）
に合わされた帯域通過フィルタ（ＢＰ）を通過し、次い
で復調器（ＡＭＤ）に供給され、その出力信号が新しい
出力信号（ＡＳ）を表すことを特徴とする特許請求の範
囲第１１記載の方法。１３）出力信号が、場合によっては可変のしきい値（Ｖ
Ｚ、ＴＨ、ＴＨ１）と比較され、また比較の結果が１つ
の新しい出力信号（ＤＳ、ＤＳ１）を決定することを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれ
か１項に記載の方法。１４）一次粒子（ＰＥ）のビームが一部または全部の試
料表面または１つの個別測定点または一群の測定点を１
回または複数回走査することを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第１３項のいずれか１項に記載の方法。１５）トポグラフィー信号も撮像されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか１項
に記載の方法。１６）出力信号（ＡＳ、ＤＳ、ＡＳ１、ＤＳ１）に１つ
のトポグラフィー信号が加えられ、それによりもう１つ
の出力信号が形成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第１５項のいずれか１項に記載の方法。１７）出力信号および場合によってはトポグラフィー信
号が記録媒体（画像表示管、プロッタ、計算機など）に
より記録されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第１６項のいずれか１項に記載の方法。１８）期待される参照信号（ＲＳ）が（たとえば電子線
測定技術の公知の方法の１つにより）１つまたは複数の
測定点において測定または場合によっては記憶されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１７項の
いずれか１項に記載の方法。１９）測定された二次粒子信号から１つの新しい信号が
形成され、またこれが１つの参照信号（ＲＳ）と比較さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１
８項のいずれか１項に記載の方法。２０）比較が相関法により行われることを特徴とする特
許請求の範囲第１９項記載の方法。２１）特定の信号経過を有する測定点の検出および（ま
たは）写像のために、粒子線顕微鏡を使用し、測定点に
一次粒子（ＰＥ）を衝突させ、一次粒子（ＰＥ）により
測定点で放出される二次粒子（ＳＥ）を検出器（ＤＴ）
により検知し、それにより得られた二次粒子信号を処理
して測定信号を得る方法において、測定された二次粒子
信号の経過と期待される参照信号経過（ＲＳ）との比較
が行われ、両信号の一致の度合に基づいて出力信号（Ａ
Ｓ、ＤＳ、ＡＳ１、ＤＳ１）が決定されることを特徴と
する測定点の検出および写像のための方法。２２）比較が相関法により行われることを特徴とする特
許請求の範囲第２１項記載の方法。２３）参照信号経過（ＲＳ）との比較が１つの特定の位
相においてのみ（位相感受性ありで）行われることを特
徴とする特許請求の範囲第２１項または第２２項記載の
方法。２４）参照信号経過（ＲＳ）との比較が各々の任意の位
相において（位相感受性なしで）行われることを特徴と
する特許請求の範囲第２１項または第２２項記載の方法
。２５）二次粒子信号が場合によっては信号対雑音比の改
善および（または）信号整形のための信号処理の後に相
関器（ＫＯＲ）に供給されることを特徴とする特許請求
の範囲第２２項ないし第２４項のいずれか１項に記載の
方法。２６）一次粒子（ＰＥ）の流れが期待される参照信号経
過（ＲＳ）により変調されることを特徴とする特許請求
の範囲第２２項ないし第２４項のいずれか１項に記載の
方法。２７）二次粒子（ＳＥ）の流れが期待される参照信号経
過（ＲＳ）により変調されることを特徴とする特許請求
の範囲第２２項ないし第２４項のいずれか１項に記載の
方法。２８）測定された二次粒子信号が期待される参照信号経
過（ＲＳ）により変調されることを特徴とする特許請求
の範囲第２２項ないし第２４項のいずれか１項に記載の
方法。２９）二次粒子信号が積分され、また積分された信号が
新しい出力信号（ＡＳ）を表すことを特徴とする特許請
求の範囲第２６項ないし第２８項のいずれか１項に記載
の方法。３０）二次粒子信号の積分が画像表示管の残光時間によ
り行われることを特徴とする特許請求の範囲第２９項記
載の方法。３１）期待される参照信号経過（ＲＳ）が周期的に１つ
の周波数（ｆ３）により遅延させられることを特徴とす
る特許請求の範囲第２６項ないし第３０項のいずれか１
項に記載の方法。３２）積分された二次粒子信号が１つの周波数（ｆ３）
に合わされた帯域通過フィルタ（ＢＰ）を通過し、次い
で復調器（ＡＭＤ）に供給され、その出力信号が新しい
出力信号（ＡＳ）を表すことを特徴とする特許請求の範
囲第３１記載の方法。３３）出力信号が、場合によっては可変のしきい値（Ｖ
Ｚ、ＴＨ、ＴＨ１）と比較され、また比較の結果が１つ
の新しい出力信号（ＤＳ、ＤＳ１）を決定することを特
徴とする特許請求の範囲第２１項ないし第３２項のいず
れか１項に記載の方法。３４）一次粒子（ＰＥ）のビームが一部または全部の試
料表面または１つの個別測定点または一群の測定点を１
回または複数回走査することを特徴とする特許請求の範
囲第２１項ないし第３３項のいずれか１項に記載の方法
。３５）トポグラフィー信号も撮像されることを特徴とす
る特許請求の範囲第２１項ないし第３４項のいずれか１
項に記載の方法。３６）出力信号（ＡＳ、ＤＳ、ＡＳ１、ＤＳ１）に１つ
のトポグラフィー信号が加えられ、それによりもう１つ
の出力信号が形成されることを特徴とする特許請求の範
囲第２１項ないし第３５項のいずれか１項に記載の方法
。３７）出力信号および場合によってはトポグラフィー信
号が記録媒体（画像表示管、プロッタ、計算機など）に
より記録されることを特徴とする特許請求の範囲第２１
項ないし第３６項のいずれか１項に記載の方法。３８）期待される参照信号経過（ＲＳ）が（たとえば電
子線測定技術の公知の方法の１つにより）１つまたは複
数の測定点において測定または場合によっては記憶され
ることを特徴とする特許請求の範囲第２１項ないし第３
７項のいずれか１項に記載の方法。３９）測定された二次粒子信号から１つの新しい信号が
形成され、またこれが１つの参照信号経過（ＲＳ）と比
較されることを特徴とする特許請求の範囲第２１項ない
し第３８項のいずれか１項に記載の方法。４０）比較が相関法により行われることを特徴とする特
許請求の範囲第３９項記載の方法。４１）特定の信号経過を有する測定点の検出および（ま
たは）写像のために、粒子線顕微鏡を使用し、一次粒子（ＰＥ）を放出するための一次粒子源（ＥＧ）
と、測定点に信号を供給するための駆動部と、検出器（ＤＴ）を有し、二次粒子信号を処理するための
信号処理用縦続回路とを有する装置において、測定された二次粒子信号またはその経過
と期待される参照信号またはその経過（ＲＳ）との間の
比較を行うため１つの相関器（ＫＯＲ）を含んでいるこ
とを特徴とする測定点の検出および写像のための装置。４２）信号対雑音比の改善（たとえば最適フィルタ）お
よび（または）信号整形（たとえばシュミットトリガ）
のための１つの信号処理回路（ＳＶ）を含んでいること
を特徴とする特許請求の範囲第４１項記載の装置。４３）出力信号と場合によっては可変のしきい値（ＶＺ
、ＴＨ、ＴＨ１）とを比較するための１つの比較器（Ｋ
ＯＭ、ＣＭ、ＣＭ１）を含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第４１項または第４２項記載の装置。４４）擾乱の抑制および（または）二次粒子信号の定量
的決定のためのスペクトロメータ（ＳＰ）を含んでいる
ことを特徴とする特許請求の範囲第４１項または第４２
項記載の装置。４５）出力信号および場合によっては１つのトポグラフ
ィー信号を記録するための１つの装置（画像表示管、計
算機、プロッタなど）を含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第４１項または第４２項記載の装置。４６）特定の信号経過を有する測定点の検出および（ま
たは）写像のために、粒子線顕微鏡を使用し、一次粒子（ＰＥ）を放出するための一次粒子源（ＥＧ）
と、測定点に信号を供給するための駆動部（ＣＯＮ）と、検出器（ＤＴ）を有し、二次粒子信号を処理するための
信号処理用縦続回路とを有する装置において、一次粒子線を変調するための断続システム（ＢＢＳ）と
、期待される参照信号またはその経過（ＲＳ）により断続
システム（ＢＢＳ）を駆動するための回路と、二次粒子信号を積分するための積分器（ＩＮＴ）とを含んでいることを特徴とする測定点の検出および写像
のための装置。４７）１つの発振器（ＧＤＬ）と、この発振器により制
御され、参照信号またはその経過（ＲＳ）を１つの周波
数（ｆ３）により周期的に遅延させる１つの遅延回路（
ＤＬ）と、積分された二次粒子信号から１つの周波数（ｆ３）の信
号成分を通過させるための１つの帯域通過フィルタ（Ｂ
Ｐ）と、帯域通過フィルタ（ＢＰ）の出力信号を復調するための
１つの復調器（ＡＭＤ）とを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第４６項
記載の装置。４８）断続システム（ＢＢＳ）の代わりに、一次粒子の
流れを変調するための１つの装置と、断続システム（Ｂ
ＢＳ）の駆動の代わりに、一次粒子の流れを変調するた
めの装置を駆動するための１つの回路と、を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第４６項
または第４７項記載の装置。４９）断続システム（ＢＢＳ）の代わりに、二次粒子信
号を変調するための１つの装置と、断続システム（ＢＢＳ）の駆動の代わりに、二次粒子信
号を変調するための装置を駆動するための１つの回路と
、を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第４６項
または第４７項記載の装置。５０）出力信号と場合によっては可変のしきい値（ＶＺ
、ＴＨ、ＴＨ１）とを比較するための１つの比較器（Ｋ
ＯＭ、ＣＭ、ＣＭ１）を含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第４６項ないし第４９項のいずれか１項に
記載の装置。５１）擾乱の抑制および（または）二次粒子信号の定量
的決定のためのスペクトロメータ（ＳＰ）を含んでいる
ことを特徴とする特許請求の範囲第４６項ないし第５０
項記載のいずれか１項に装置。５２）出力信号および場合によっては１つのトポグラフ
ィー信号を記録するための１つの装置（画像表示管、計
算機、プロッタなど）を含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第４６項ないし第５１項のいずれか１項に
記載の装置。