DE19525536A1

DE19525536A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung eines Fehlers in einem IC unter Verwendung eines Strahls geladener Teilchen

Info

Publication number: DE19525536A1
Application number: DE19525536A
Authority: DE
Inventors: Soichi Shida; Hiroshi Kawamoto; Hironobu Niijima
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: JPH0829503A; DE19525536C2; JP3472971B2; US5521517A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die einen in Prüfung befindlichen IC mit einem Elektronenstrahl, einem Ionenstrahl oder einem ähnlichen Strahl geladener Teilchen bestrahlen, die Menge der Sekundärelektronenemission von dem bestrahlten Punkt messen, die Potentialverteilung als ein Potentialkontrastbild anzeigen und fehlerhafte Abschnitte des ICs identifizieren.

Das Prinzip einer Prüfung eines ICs (integrierten Schaltkreises) mit Hilfe der sogenannten Elek tronenstrahlmessung ist in der DE 33 31 931 A1 beschrieben. Mit diesem Verfahren läßt sich die Potentialverteilung eines untersuchten Oberflächenabschnitts eines ICs als sogenanntes Potentialkontrastbild sichtbar machen. Zu diesem Zweck wird der zu untersuchende Oberflä chenabschnitt mit einem Elektronenstrahl (oder einem ähnliche Wirkungen hervorrufenden ande ren Strahl) abgetastet und die dadurch ausgelöste Sekundärelektronenemission aufgenommen und zu Potentialkontrastbilddaten umgesetzt. Diese können dann beispielsweise an einem Moni tor als Bild wiedergegeben werden. Die DE 44 03 768 A1 (veröffentlicht am 2. Februar 1995) beschreibt eine auf diesem Prinzip beruhende Vorrichtung.

Das im folgenden beschriebene Testverfahren ist in der US-Patentanmeldung Nr. 08/337,230 vorgeschlagen worden. Ein Testmustergenerator erzeugt eine Folge von Testmustern zur Ansteuerung des ICs, wobei jedem Testmuster eine bestimmte Adresse zugeordnet ist. Bei Erreichen eines bestimmten Testmusters während der Lieferung von Testmustern von dem Testmustergenerator, wird die Testmustererneuerung (d. h. die Weiterschaltung zum nächsten der Folge von Testmustern) gestoppt. In diesem Zustand wird zum Erhalt eines Potentialkon trastbild-Datensatzes eine Fläche des IC mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, die den Verdrah tungsabschnitt enthält, dem die Aufmerksamkeit gewidmet ist. Diese Folge von Operationen wird unter zwei verschiedenen Bedingungen ausgeführt. Einmal wird an den IC eine normale Betriebsspannung (z. B. 5 V) angelegt, das andere Mal eine anomale Betriebsspannung (z. B. 3- 4 V). Dann wird ein Differenzbilddatensatz erzeugt zwischen dem Potentialkontrastbild-Daten satz, der beim Anlegen der normalen Betriebsspannung gewonnen wurde, und demjenigen, der sich beim Anlegen der anomalen Betriebsspannung ergab. Damit läßt sich ein Schaltungsmuster identifizieren, wo die beiden Potentialkontrastbilder nicht übereinstimmen. Auf der Grundlage des Orts der fehlenden Übereinstimmung und der Testmuster-Adresse, bei der die Testmu stererneuerung gestoppt wurde, wird dann ein defekter Teil des ICs vermutet. Zur Intensivie rung des Bildkontrasts werden die Messungen mehrfach wiederholt und die daraus resultierende Vielzahl solcher Differenzbilddatensätze wird summiert. Durch dieses Summieren wird der Abschnitt im Bild des Verdrahtungsmusters, wo die fehlende Übereinstimmung der Kontrast bilddatensätze besteht, zu Schwarz oder Weiß verstärkt, und dadurch leicht erkennbar und gegenüber den nicht verstärkten Abschnitten abgrenzbar.

Bei diesem vorgeschlagenen Fehler-Erkennungsverfahren ist es schwierig zu bestimmen, wie viele Testmuster an den IC angelegt werden müssen (d. h. bis zu welcher Testmuster-Adresse), und es ist zeitaufwendig, in dem angezeigten Differenzbild den fraglichen Verdrahtungsabschnitt abzugrenzen, da der auf einem Monitor angezeigte Abschnitt nur einen Teil der gesamten IC- Oberfläche darstellt. Wenn darüberhinaus Verdrahtungsabschnitte mit fehlender Übereinstim mung an mehreren Stellen gefunden werden, kann man nicht unbedingt annehmen, daß es sich bei allen diesen Verdrahtungsabschnitten wirklich um fehlerhafte Abschnitte handelt. Anders ausgedrückt, wenn beispielsweise der tatsächliche Defekt nur an einem Ort vorhanden ist, kann das Differenzbild nicht übereinstimmende Verdrahtungsabschnitte an mehreren Stellen des ICs anzeigen, wenn die Testmuster der Reihe nach angelegt werden. Daher ist es schwierig, den tatsächlichen Fehlerpunkt durch Beobachtung mehrerer Differenzbilder genau zu bestimmen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein IC-Fehler-Erkennungsverfahren zu schaffen, welches wenig Arbeitsaufwand erfordert und einen Fehlerort nahezu automatisch erkennen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der in Prüfung befindliche IC in einem ersten Schritt nach Anlegen von Testmustern an den IC unter zwei unterschiedlichen Betriebs bedingungen mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt. Die dadurch ausgelöste Sekundär elektronenemission wird gemessen und in der Form von Datensätzen für zwei Potentialkontrast bilder aufgenommen. In einem zweiten Schritt wird ein Differenzbilddatensatz zwischen diesen Potentialkontrastbild-Datensätzen erzeugt. In einem dritten Schritt wird geprüft, ob in dem Diffe renzbilddatensatz ein nachfolgend als "Fehlerabschnitt" bezeichneter Abschnitt vorhanden ist, also Daten vorhanden sind, deren Absolutwert eine vorbestimmte Schwelle übersteigt und die damit eine durch die unterschiedlichen Betriebsbedingungen bedingte, ein vorgegebenes Maß übersteigende Änderung in der Potentialverteilung anzeigen. Diese Prüfung erfolgt für jedes Segment des untersuchten Oberflächenbereichs des ICs, der in viele Segmente unterteilt ist. Als vierter Schritt wird die Anzahl der an den IC angelegten Folge von Testmustern, ausgehend von dem letzten Testmuster, nach und nach dekrementiert und die ersten drei Schritte solange wiederholt, bis die Anzahl der Segmente mit einem Fehlerabschnitt eins wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Anzahl von Testmustern nach Abschluß des vierten Schritts dekrementiert und die ersten drei Schritte nochmal wiederholt, bis die Anzahl von Segmenten, die einen Fehlerabschnitt aufweisen, null wird.

Beim ersten Schritt werden für jedes der Segmente die Datensätze für zwei Potentialkontrastbil der aufgenommen, und beim zweiten Schritt wird für jedes der Segmente der Differenzbild datensatz erzeugt. Alternativ werden beim ersten Schritt die Datensätze für zwei Potentialkon trastbilder für den gesamten Oberflächenbereich des in Prüfung befindlichen IC aufgenommen und beim zweiten Schritt der Differenzbilddatensatz für den gesamten Oberflächenbereich erzeugt.

Vorzugsweise werden der erste Schritt und der zweite Schritt für dasselbe Testmuster mehr fach wiederholt, und die Vielzahl der resultierenden Differenzbilddatensätze wird zu einem akkumulierten Differenzbilddatensatz (nachfolgend vereinfacht als "Summendatensatz" bezeich net) aufsummiert. Der Summendatensatz wird dann im dritten Schritt als Differenzbilddatensatz verwendet.

Weiter vorzugsweise ist die letzte Testmuster-Adresse der ersten Folge von Testmustern im ersten Schritt diejenige Testmuster-Adresse, bei der erste Defekt festgestellt wird, wenn der selbe IC mittels eines IC-Testgerätes geprüft wird, das dieselbe Folge von Testmustern anlegt.

Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Testmustergenerator und eine Meßsonde vorgesehen, die die untersuchte Fläche mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt und Potentialkontrastbild-Daten aufnimmt. Wenn ein Bildaufname-Endesignal in den Testmuster generator eingegeben wird, gibt der Testmustergenerator ein Signal zur Umschaltung der Betriebsbedingungen aus und erzeugt gleichzeitig noch einmal die Testmuster. Jedesmal, wenn das Signal zur Umschaltung der Betriebsbedingungen ausgegeben wird, gibt eine Spannungs- Umschalteinrichtung abwechselnd eine normale Betriebsspannung und eine anomale Betriebs spannung aus, und in einer Adressen-Einstelleinrichtung wird eine als Stopptestmuster-Adresse bezeichnete Testmuster-Adresse eingestellt. Wenn die Adresse eines von dem Testmustergene rator erzeugten Testmusters mit dieser Stopptestmuster-Adresse übereinstimmt, stoppt eine Musterhalteeinrichtung die Erneuerung des von dem Testmustergenerator erzeugten Testmu sters, während von einer Stoppsignal-Generatoreinrichtung ein Stoppsignal ausgegeben wird. Wenn an eine Musteranzahl-Steuereinrichtung ein Befehl zur Änderung der Musteranzahl gelie fert wird, wird die in der Adressen-Einstelleinrichtung eingestellte Stopptestmuster-Adresse um eins dekrementiert. Nachdem der zu prüfende IC an der Testeinrichtung montiert wurde, werden an ihn eine Betriebsspannung sowie die Testmuster von dem Testmustergenerator angelegt.

Wenn das Stoppsignal empfangen wird, wird der IC mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt und die Aufnahme der Potentialbilddaten begonnen. Wenn ein Potentialkontrastbild- Datensatz aufgenommen wurde, wird das Bildaufnahme-Endesignal zur Erzeugung eines Diffe renzbilddatensatzes zwischen dem Potentialkontrastbild-Datensatz für den Fall normaler Betriebsspannung und dem Potentialkontrastbild-Datensatz für den Fall anomaler Betriebsspan nung ausgegeben.

Nach Aufsummieren einer Vielzahl der Differenzbilddatensätze und, wenn die aufsummierten Differenzbilddatensätze von dem gesamten Oberflächenbereich des IC gewonnen wurden, wird von einer Einrichtung zur Änderung der Anzahl von Testmustern der Befehl zur Änderung der Anzahl von Testmustern ausgegeben und mittels einer Prüfeinrichtung festgestellt, ob in den aufsummierten Differenzbilddatensätzen Abschnitte vorhanden sind, die über einem vorbe stimmten Wert liegen. Das Prüfungsergebnis wird dann in einer Speichereinrichtung gespeichert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der vorliegen den Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm eines Beispiels der Änderung der bei einem Verfahren der vorliegen den Erfindung erzeugten Anzahl von Testmustern,

Fig. 3 ein Beispiel, wo der gesamte Oberflächenbereich eines in Prüfung befindlichen ICs in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist,

Fig. 4 die Differenzen zwischen zwei Potentialkontrastbild-Datensätzen, die ein Betriebser gebnis unter verschiedenen Betriebsbedingungen zeigen, d. h. ein Beispiel einer grafi schen Darstellung des Differenzbilddatensatzes,

Fig. 5A bis 5D Beispiele der Speicherung des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Abschnitten fehlender Übereinstimmung im Betrieb in den jeweiligen Segmenten,

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Beispiels einer Prozeßfolge eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines speziellen Beispiels des Ablaufs im Schritt S₃ in Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine IC-Fehler-Erkennungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfin dung einen Testmustergenerator 200 und eine unter Verwendung eines Strahls geladener Teil chen messende, nachfolgend einfach als Meßsonde bezeichnete Einrichtung 300. Obwohl im allgemeinen ein Elektronenstrahl als der Strahl geladener Teilchen verwendet wird, kann ein Strahl anderer geladener Teilchen, etwa ein Ionenstrahl verwendet werden.

Der Testmustergenerator 200 liefert Testmuster als Testmustersignale an einen zu untersu chenden IC 11, der in der Meßsonde 300 montiert ist. Zum Testmustergenerator 200 gehören ein Startschalter 201 für den Beginn der Testmustererzeugung, ein Stoppschalter 202 für das jederzeitige Stoppen der Testmustererzeugung, eine Adressen-Einstelleinrichtung 203, eine Musterhalteeinrichtung 204 zum Anhalten der Testmustererneuerungen, wenn festgestellt wird, daß die Adresse des gerade ausgegebenen Testmusters mit der in der Adressen-Einstelleinrich tung 203 eingestellten Adresse, der Stopptestmuster-Adresse, übereinstimmt, eine Spannungs- Umschalteinrichtung 205 zur Umschaltung der an den IC 11 angelegten Betriebsspannung zwischen normal 5V und anomal 4V jedesmal, wenn die Testmustererneuerung gestoppt und neu begonnen wird, sowie eine Musteranzahl-Steuereinrichtung 206 zur Steuerung der Anzahl erzeugter Testmuster. Bei diesem Aufbau können eine Startsteuerung und eine Stoppsteuerung der Testmustersignalerzeugung und eine Steuerung zum Anhalten der Testmustererneuerung bei einem bestimmten Testmuster, dem Stopp-Testmuster, ausgeführt werden. Wenn die Testmu stererneuerung von der Musterhalteeinrichtung 204 gestoppt wird, sendet eine Stoppsignal- Generatoreinrichtung 207 ein Stoppsignal an die Meßsonde 300.

Die Meßsonde 300 umfaßt eine Säule 301 zur Abtastung des ICs 11 mit einem Elektronenstrahl 12, eine unter der Säule 301 vorgesehene, mit ihr verbundene Kammer 302, innerhalb derer der IC 11 in einem Vakuum angeordnet wird, sowie einen Sensor 304 zur Messung des Betrags der Sekundärelektronenemission. Jedesmal, wenn das von dem Testmustergenerator 200 erzeugte Testmuster an der eingestellten Stopptestmuster-Adresse stehen bleibt, wird das elektrische Detektorsignal von dem Sensor 304, welches der Potentialverteilung auf dem IC 11 entspricht, von einer Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 aufgenommen, während das Stopp-Testmuster an dem IC anliegt. Ein Differenzbilddatensatz wird erzeugt zwischen dem Potentialkontrastbild- Datensatz, der bei an dem IC 11 anliegender normaler Betriebsspannung gewonnen wurde, und dem Potentialkontrastbild-Datensatz, der bei anliegender anomaler Betriebsspannung gewonnen wurde. Die Differenzbilddatensätze werden von der Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 zu einem Summendatensatz akkumuliert. Die von der Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 aufge nommenen Potentialkontrastbild-Datensätze und der Summendatensatz werden an einem Moni tor 306 angezeigt. Die Strahlung und die Strahlungsmenge (Strom wert) des Elektronenstrahls 12, die Beschleunigungsspannung, die Abtastgeschwindigkeit und die Abtastfläche etc. werden von einer Säulensteuereinrichtung 307 gesteuert. Eine Prüfeinrichtung 308 prüft, ob in dem von der Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 erzeugten Summendatensatz Fehlerabschnitte enthal ten sind, also Abschnitte, die zu Schwarz oder Weiß entsprechenden Werten intensiviert sind. Das Prüfungsergebnis wird in einer Fehler-Speichereinrichtung 309 gespeichert.

Wie in Fig. 2A gezeigt, erzeugt der Testmustergenerator 200 die Testmuster beginnend mit einer Startadresse ADR₁ und legt die Testmuster zur Ansteuerung an den IC 11 an. Die Test mustererneuerung, d. h. die Weiterschaltung zum nächsten Testmuster wird von der Musterhal teeinrichtung 204 bei Erreichen der Stopptestmuster-Adresse ADR_n angehalten, die in der Adressen-Einstelleinrichtung 203 eingestellt ist. Die Stopptestmuster-Adresse ADR_n hängt von der Tiefe der logischen Operationen in dem geprüften IC 11 ab. Wenn die Testmustererneue rung angehalten wird, wird ein Stoppsignal von der Stoppsignal-Generatoreinrichtung 207 an die Meßsonde 300 ausgegeben und die Meßsonde 300 mißt die Potentialverteilung auf dem IC 11 zu diesem Zeitpunkt. Diese Messung wird für jedes einer Vielzahl von Segmenten durchge führt, in die die untersuchte Fläche des ICs 11 unterteilt ist.

Diese Unterteilung in Segmente ist in Fig. 3 dargestellt. Der Oberflächenbereich des IC 11 ist bei diesem Beispiel in Segmente J₁-J₉ unterteilt. Die Potentialkontrastbild-Datensätze werden, jedesmal, wenn das Testmuster angehalten wird, für jedes der Segmente J₁-J₉ aufgenommen. Jedes der Segmente J₁-J₉ ist die Fläche zur Aufnahme des Potentialkontrastbildes und ist im allgemeinen die maximale Fläche, die von einem Elektronenstrahl 12 mittels Ablenkung abgeta stet werden kann.

Wenn die Testmustererneuerung an der Stopptestmuster-Adresse ADR_n zum ersten Mal ange halten wird, nimmt die Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 einen ersten Potentialkontrastbild- Datensatz von dem Segment J₁ auf. Nach Abschluß dieser Datenaufnahme sendet die Bildda ten-Aufnahmevorrichtung 305 das Bildaufnahme-Endesignal an den Testmustergenerator 200 zur Veranlassung einer erneuten Erzeugung der Testmuster. Nach Empfang des Bildaufnahme- Endesignals steuert der Testmustergenerator 200 die Spannungs-Umschalteinrichtung 205 zur Umschaltung der Betriebsspannung für den IC 11 von den normalen 5V zu den anomalen 4V, erzeugt erneut die Testmuster von der Testmuster-Adresse ADR₁ bis zur Adresse ADR_n und stoppt die Testmustererneuerung an der Stopptestmuster-Adresse ADR_n Aufgrund dieses Stopps wird, wie beim vorigen Mal, ein Stoppsignal an die Meßsonde 300 gesandt, und die Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 nimmt einen zweiten Potentialkontrastbild-Datensatz von dem Segment J₁ auf und erzeugt einen Differenzbilddatensatz zwischen dem ersten Potential kontrastbild-Datensatz und dem zweiten Potentialkontrastbild-Datensatz. Die Bilddaten-Aufnah mevorrichtung 305 enthält einen (nicht gezeigten) Speicher und kann die Potentialkontrastbild- Datensätze und Differenzbilddatensätze jedes Segments in diesem Speicher speichern.

Nach Aufnahme des zweiten Potentialkontrastbild-Datensatzes, wird die Betriebsspannung für den IC 11 wieder auf die normalen 5V zurückgestellt, und die Testmuster werden erneut von der Testmuster-Adresse ADR₁ bis zur Stopptestmuster-Adresse ADR_n erzeugt und die Testmu stererneuerung an der Adresse ADR_n gestoppt. Dann wird wieder ein erster Potentialkontrast bild-Datensatz aufgenommen und dann die Betriebsspannung zu den anomalen 4V umgeschal tet, um dann in ähnlicher Weise die Testmuster erneut anzulegen und die Testmustererneuerung wieder an der Adresse ADR_n zur Aufnahme eines zweiten Potentialkontrastbild-Datensatzes anzuhalten. Wieder wird dann ein Differenzbilddatensatz zwischen dem ersten Potentialkon trastbild-Datensatz und dem zweiten Potentialkontrastbild-Datensatz erzeugt. Diese Vorgänge werden mehrfach wiederholt und die Differenzbilddatensätze zu dem Summendatensatz aufsummiert. Dadurch werden Abschnitte fehlender Übereinstimmung zwischen den ersten und den zweiten Potentialkontrastbild-Datensätzen, die mit den unterschiedlichen Betriebsspannun gen gewonnen werden, allmählich verstärkt und man erhält Verdrahtungsbilder etwa in Form eines weißen Musters 21 und eines schwarzen Musters 22, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind.

Der Grund dafür läßt sich auf folgende Weise erklären. Die Oberfläche des IC 11 ist mit einem Isolierfilm bedeckt. Wenn ein Elektronenstrahl den IC bestrahlt, wird der Isolierfilm elektrisch geladen. Insbesondere an dem Verdrahtungsabschnitt, wo die Schaltung normal arbeitet, nimmt das Potential jedesmal, wenn das Testmuster angehalten wird, denselben Wert an und die Ladung nimmt einen konstanten Wert an, so daß Grau (Halbton) angezeigt wird. Andererseits wird das Potential an einem Verdrahtungsabschnitt, wo die Schaltung bei den verschiedenen Betriebsspannungen unterschiedlich arbeitet, von hohem Pegel zu niedrigem Pegel oder von niedrigem Pegel zu hohem Pegel umgekehrt, jedesmal wenn die Testmustererneuerung angehal ten wird, so daß der Potentialkontrast an diesem Abschnitt jedesmal verstärkt wird.

Als Folge wird beispielsweise ein Verdrahtungsabschnitt, dessen zugehörige Daten in den ersten Potentialkontrastbild-Datensätzen hohen Pegel aufweisen und in den zweiten Potentialkontrast bild-Datensätzen niedrigen Pegel aufweisen, als weißes Muster dargestellt. Im Gegensatz dazu wird ein Verdrahtungsabschnitt, dessen zugehörige Daten in den ersten Potentialkontrastbild- Datensätzen niedrigen Pegel aufweisen und in den zweiten Potentialkontrastbild-Datensätzen hohen Pegel aufweisen als schwarzes Muster dargestellt.

Der obige Prozeß zur Gewinnung des Summendatensatzes wird für alle auf dem IC eingestellten Segmente J₁-J₉ durchgeführt. Das Segment kann durch Verschieben eines Tisches 303, auf dem sich der untersuchten IC in der Meßsonde befindet, geändert werden. Jedesmal, wenn der Summendatensatz von einem jeweiligen der Segmente J₁-J₉ ermittelt wurde, prüft die Prüfein richtung diesen Summendatensatz um festzustellen, ob irgendein Fehlerabschnitt vorhanden ist, und speichert das Ergebnis in der Fehler-Speichereinrichtung.

Wenn die Summendatensätze für alle Segmente J₁-J₉ für das der Stopptestmuster-Adresse ADR_n entsprechende Testmuster aufgenommen wurden, sendet eine Steuereinrichtung 310 einen Befehl zur Änderung der Anzahl von Testmustern an die Musteranzahl-Steuereinrichtung 206. Die Musteranzahl-Steuereinrichtung 206 sendet nach Empfang dieses Befehls einen Steuerbefehl zur Änderung der Stopptestmuster-Adresse auf die vorhergehende Testmuster- Adresse (ADR_n-1) an die Adressen-Einstelleinrichtung 203. Wenn demnach in den folgenden Tests der Testmustergenerator 200 diese vorherige Testmuster-Adresse ADR_n-1 ausgibt (die unmittelbar vor der Adresse ADR_n liegt), dann erkennt die Musterhalteeinrichtung 204 diese als Stopptestmuster-Adresse und hält die Testmustererneuerung des Testmustergenerators an. In ähnlicher Weise wird dann erneut der Summendatensatz für jedes der Segmente J₁-J₉ für das der Stopptestmuster-Adresse ADR_n-1 zugeordnete Testmuster ermittelt, und das Prüfungser gebnis, ob in dem Summendatensatz Fehlerabschnitte vorhanden sind oder nicht, wird in der Speichereinrichtung 309 gespeichert.

Nach Ermittlung des Summendatensatzes für alle Segmente J₁-J₉ bei dem Testmuster der Adresse ADR_n-1 wiederholt sich in ähnlicher Weise die Änderung der Stopptestmuster-Adresse auf die davorliegende Testmuster-Adresse ADR_n-2 in der Adressen-Einstelleinrichtung 203, wonach der Summendatensatz für jedes der Segmente J₁-J₉ für das dieser vorherigen Testmu ster-Adresse entsprechende Testmuster gewonnen wird.

In der Speichereinrichtung 309 sind entsprechend den jeweiligen Stopptestmuster-Adressen ADR_n, ADR_n-1 . . . Karten 309₁, 309₂, 309 _m 309 _m+1 angelegt, wie in den Fig. 5A, 5B, 5D gezeigt. Jede Karte 309₁ bis 309 _m+1 weist Speicherbereiche M₁ bis M₉ auf, von denen jede einem der Segmente J₁-J₉ zugeordnet ist. Wenn beispielsweise die Stopptestmuster- Adresse ADR_n ist und Fehlerabschnitte in den von den Segmenten J₅, J₆, J₇ und J₉ ermittelten Summendatensätzen festgestellt werden, wird eine logische "1", die das Vorhandensein eines Übereinstimmungsfehlers anzeigt, gemäß Darstellung in Fig. 5A in jeden der Speicherbereiche M₅, M₆, M₇ und M₉ der Karte 309₁ eingeschrieben. Wenn im Fall der Stopptestmuster-Adresse ADR_n-1 Fehlerabschnitte in den von den Segmenten J₅, J₇ und J₉ gewonnenen Summendaten sätzen festgestellt werden, wird eine logische "1" in jeden der Speicherbereiche M₅, M₇ und M₉ der Karte 309₂ eingeschrieben, wie in Fig. 5B gezeigt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis kein Fehlerabschnitt von der Prüfeinrichtung 308 mehr festgestellt wird. Die Steuereinrich tung 310 stoppt dann die Testmustererzeugung vom Testmustergenerator 200, womit der Test beendet wird.

Bei diesem Beispiel wird, wenn die Stopptestmuster-Adresse ADR_m+1 ist, in keinem der von den Segmenten J₁-J₉ gewonnenen Summendatensätze ein Fehlerabschnitt festgestellt, während eine einen solchen Fehlerabschnitt anzeigende logische "1" im Speicherbereich M₅ der Karte 309₁ (Fig. 5C) vorhanden ist. Man kann annehmen, daß tatsächlich ein fehlerbehafteter Abschnitt in dem Segment J₅ entsprechend dem Speicherbereich M₅ existiert. Der Grund dafür ist folgender. Ein an einem Fehlerpunkt auftretender Übereinstimmungsfehler dehnt sich auf die umgebenden Schaltungsteile Schritt für Schritt nach Maßgabe der Anzahl der angelegten Test muster aus. Daher nimmt die Anzahl von Segmenten, in denen ein Übereinstimmungsfehler festgestellt wird, zu, wenn die Anzahl angelegter Testmuster steigt, wie sich aus Fig. 5A ergibt. Durch Verringern der Anzahl angelegter Testmuster, nimmt die Anzahl von Segmenten (J₁-J₉), bei denen sich ein Übereinstimmungsfehler ergibt, Schritt für Schritt ab, wie in den Fig. 5A bis 5D gezeigt. Als Folge des Dekrementierens der Anzahl angelegter Testmuster kann schließlich das Segment, in welchem als einzigem ein Fehlerabschnitt festgestellt wird, identifiziert werden. Es kann angenommen werden, daß ein tatsächlicher Fehler in diesem letzten einen Segment vorhanden ist. Das Testmuster, durch das dieser Fehlerabschnitt identifiziert wurde, ist aufgrund der Stopptestmuster-Adresse ebenfalls bekannt.

Wenn ein Segment, wo ein tatsächlicher Fehler existiert, und das zugehörige Testmuster identi fiziert sind, kann der Summendatensatz dieses Segments für dieses Testmuster als Bild auf einem Monitor 306 angezeigt werden, und der wirkliche Fehlerabschnitt (Verdrahtung) kann abgegrenzt werden. Ferner kann, wenn ein einen wirklichen Fehler enthaltendes Segment identi fiziert wurde, das Segment seinerseits in Untersegmente unterteilt werden. Die Untersegmente können dann in gleicher Weise, wie oben für die Segmente beschrieben, untersucht werden mit dem Ziel, die Lage des Fehlers innerhalb des Segments genauer zu bestimmen.

Die Adressen-Einstelleinrichtung 203, die Musterhalteeinrichtung 204, die Musteranzahl-Steuer einrichtung 206 und die Stoppsignal-Generatoreinrichtung 207 sind, nebenbei bemerkt, allge mein in einer sogenannten auf einer CPU basierenden Vorrichtung (z. B. einem programmge steuerten Mikroprozessor) realisiert. Beispielsweise umfaßt die Adressen-Einstelleinrichtung 203 Digitalschalter, durch die eine Bedienungsperson eine anfängliche Stopptestmuster-Adresse ADR_n einstellt, und die Stopptestmuster-Adresse wird von einer CPU in einem Steuerteil eines IC-Testgeräts in einem RAM oder einem Register gespeichert, und wenn ein Befehl zur Ände rung der Anzahl von Testmustern eingegeben wird, wird die gespeicherte Stopptestmuster- Adresse um 1 dekrementiert, während, wenn die Testmustererzeugung durch den Testmuster generator 200 begonnen wird, die Anzahl erzeugter Testmuster von der CPU gezählt wird, und dieser Zählwert mit der gespeicherten Stopptestmuster-Adresse verglichen wird. Wenn der Ver gleich Übereinstimmung ergibt, wird ein Stoppsignal an den Testmustergenerator 200 und eben falls an die Meßsonde 300 geschickt. Die Adresse eines Testmusters kann also beispielsweise einfach die Nummer des Testmusters innerhalb einer Folge von Testmustern sein.

Für den Fall das Aufbaus der Einrichtungen 203, 204, 206 und 207 als Hardware-Einrichtungen wird beispielsweise ein Zähler, in den ein Anfangswert manuell eingegeben werden kann, als die Adressen-Einstelleinrichtung 203 verwendet, und eine Stopptestmuster-Adresse ADR_n wird in diesem Zähler als Anfangswert eingestellt. Die Musterhalteeinrichtung 204 zählt die Anzahl der von dem Testmustergenerator 200 erzeugten Testmuster und vergleicht den Zählwert mit dem in der Adressen-Einstelleinrichtung eingestellten Wert. Im Fall der Übereinstimmung sendet die Musterhalteeinrichtung einen Stoppbefehl an den Testmustergenerator 200 und außerdem an die Stoppsignal-Generatoreinrichtung 207 (z. B. wird ein hoher Logikwert ausgegeben). Die Musteranzahl-Steuereinrichtung 206 kann so gestaltet werden, daß der Zähler in der Adressen- Einstelleinrichtung um 1 dekrementiert wird, wenn ein Befehl zur Änderung der Anzahl von Mustern empfangen wird.

Die Gewinnung eines Differenzbilddatensatzes zwischen dem ersten und dem zweiten Potential kontrastbild-Datensatzes sowie des Summendatensatzes in der Bilddaten-Aufnahmevorrichtung 305 kann in einer Weise erfolgen ähnlich der in der eingangs genannten US-Patentanmeldung beschriebenen.

Ein Entwicklungsarbeitsplatz (Engineering-Workstation) kann als Monitor 306, Prüfeinrichtung 308, Speichereinrichtung 309 und Musteranzahl-Steuereinrichtung 310 verwendet werden. In diesem Fall wird der Prüfungsprozeß von der Steuereinrichtung (CPU) anstelle der Prüfeinrich tung 308 ausgeführt. Eines der besonderen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt jedoch in diesem Prüfungsprozeß, weshalb die Prüfeinrichtung 308 in der Zeichnung (Fig. 1) gesondert dargestellt ist.

Der gesamte Prozeßablauf ist in Fig. 6 gezeigt. Dies ist ein Beispiel für den Fall, daß die anfäng liche Stopptestmuster-Adresse ADR_n von einem IC-Testgerät erhalten wird. Unter IC-Testgerät ist dabei ein solches zu verstehen, das in der Lage ist, den IC in anderer als der hier beschriebe nen Weise zu testen, wobei aber dieselbe Folge von Testmustern an den IC angelegt wird und beispielsweise Ausgaben des ICs mit Erwartungswerten verglichen werden. Wenn von einem solchen IC-Testgerät die Testmuster an den zu untersuchenden IC angelegt werden, dann ist ADR_n als diejenige Testmuster-Adresse definiert, bei der das IC-Testgerät zum ersten Mal einen Fehler feststellt. Im Schritt (S₁) wird also diese erste Fehleradresse ADR_n als erste Stopptest muster-Adresse von dem IC-Testgerät erhalten. Dann wird der gesamte Oberflächenbereich des geprüften ICs in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt, von denen jeder unter Benutzung der Meßsonde untersucht werden kann (S₂). Dann wird das erste Segment unter Verwendung der Meßsonde untersucht und das Untersuchungsergebnis daraufhin geprüft, ob ein Fehler vorhan den ist, in anderen Worten, ob in dem Summendatensatz (der Summe der Differenzbilddaten sätze) ein Fehlerabschnitt vorhanden ist. Wenn ein Fehler vorhanden ist, wird die Fehlerinforma tion "1" in dem entsprechenden Speicherbereich der entsprechenden Karte gespeichert (S₃), wie sie in den Fig. 5A bis 5D dargestellt sind.

Der im Schritt S₃ ausgeführte Prozeß wird anhand von Fig. 7 näher erläutert. Zunächst wird die Zählvariable i auf Null initialisiert und die normale Betriebsspannung von 5V an den untersuch ten IC angelegt (P₁). Dann werden die Testmuster bis zu dem der Stopptestmuster-Adresse entsprechenden voreingestellten Stopptestmuster an den IC angelegt (P₂) und ein erster Poten tialkontrastbild-Datensatz aufgenommen (P₃). Dann wird die Betriebsspannung auf den anoma len Wert von 4V geändert (P₄), die Testmuster des Schritts P₂ erneut an den IC angelegt (P₅) und dann ein zweiter Potentialkontrastbild-Datensatz aufgenommen (P₆). Dann wird der Diffe renzbilddatensatz zwischen dem ersten Potentialkontrastbild-Datensatz und dem zweiten Poten tialkontrastbild-Datensatz erzeugt (P₇), der Differenzbilddatensatz wird zu den akkumulierten Differenzbilddatensätzen zum Erhalt eines Summendatensatzes addiert (P₈). Dann erfolgt die Prüfung, ob i = N (P₉). Falls i ungleich N, wird i um 1 erhöht und der Prozeß kehrt zum Schritt P₁ zurück (P₉). Wenn im Schritt P₉ i = N, dann erfolgt eine Prüfung, ob in dem im Schritt P₅ erhaltene Summendatensatz ein Fehlerabschnitt, das heißt ein Abschnitt vorhanden ist, dessen Absolutwert größer ist als ein Schwellenwert T_h (P₁₀). Falls dies der Fall ist, wird eine Fehlerin formation in die entsprechende der in den Fig. 5A bis 5D gezeigten Karten in der Speicherein richtung eingetragen, während, falls der Schwellenwert nicht überschritten wird, der Prozeß endet.

Nach Abschluß des Prozesses im Schritt S₃ in Fig. 6 wird geprüft, ob alle Segmente mit demselben Stopptestmuster untersucht wurden (Schritt S₄). Solange dies nicht der Fall ist, kehrt der Prozeß zum Schritt S₃ zurück (S₅) und der Vorgang wiederholt sich für das nächste Segment. Wenn dann auf diese Weise alle Segmente untersucht wurden, wird geprüft (S₆), ob in der in der Speichereinrichtung 309 gespeicherten Karte irgendein Fehler eingetragen ist. Ist dies der Fall, dann wird wieder das erste Segment als das mit dem Elektronenstrahl zu bestrah lende Segment eingestellt (S₇), die Stopptestmuster-Adresse wird um 1 dekrementiert (S₈) und der Prozeß kehrt der Prozeß zum Schritt S₃ zurück. Wenn in Schritt S₆ festgestellt wird, daß in der in der Speichereinrichtung 309 vorhandenen Karte für keines der Segmente ein Fehler einge tragen ist, werden ein einen Fehler enthaltendes Segment und die zugehörige Testmuster- Adresse, durch die dieser Fehler identifiziert wurde, automatisch ausgewiesen (S₉).

Bei dem obigen Verfahrensablauf wird der zu prüfende Oberflächenbereich des ICs segmentiert, d. h. der Oberflächenbereich wird segmentweise mit dem Elektronenstrahl abgetastet und der Summendatensatz gesondert für die einzelnen Segmente erstellt. Die Fehlerprüfung für die einzelnen Segmente erfolgt anhand des jeweiligen Summendatensatzes. Die Segmentierung kann aber auch dadurch erfolgen, daß der gesamte Oberflächenbereich jeweils auf einmal abge tastet wird, entsprechend ein Summendatensatz für den gesamten Oberflächenbereich erstellt wird und dieser dann segmentweise verarbeitet wird. Bei einem solchen alternativen Prozeß wird ein erster Potentialkontrastbild-Datensatz von dem gesamten Oberflächenbereich des ICs 11 aufgenommen und dann ein zweiter Potentialkontrastbild-Datensatz ebenfalls von dem gesamten Oberflächenbereich des ICs 11. Dann wird der Differenzbilddatensatz für den gesamten Oberflächenbereich des ICs erzeugt. Entsprechend wird auch der Summendatensatz für den gesamten Oberflächenbereich gebildet. Der Summendatensatz kann nun segmentweise verarbeitet werden und dann ein Befehl zur Änderung der Anzahl von Mustern ausgegeben und der Ablauf für die neue Anzahl von Mustern wiederholt werden. Alternativ kann der Summenda tensatz für eine spätere segmentweise Verarbeitung gespeichert werden und gleich ein Befehl zur Änderung der Anzahl von Mustern ausgegeben und der Ablauf für die neue Anzahl von Mustern wiederholt werden. In beiden Fällen erfolgt die Dekrementierung der Musteranzahl und die Erstellung des Summendatensatzes solange, bis der Summendatensatz keinen Fehlerab schnitt mehr aufweist. Bei der segmentweisen Verarbeitung des jeweiligen Summendatensatzes wird für jedes Segment geprüft, ob ein eine Änderung der Potentialverteilung größer als ein vorbestimmter Wert anzeigender Abschnitt, d. h. ein Fehlerabschnitt, vorhanden ist oder nicht. Das Prüfungsergebnis wird in oben beschriebener Weise gespeichert.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren werden erste Potentialkontrastbild-Datensätze durch Anlegen der Testmuster bei normaler Betriebsspannung für den IC und zweite Potentialkontrast bild-Datensätze durch Anlegen der Testmuster bei anomaler Betriebsspannung für den IC aufge nommen. Ein ähnlicher Test könnte jedoch ausgeführt werden, indem die Testmuster an den IC mit einer normalen Geschwindigkeit zum Erhalt erster Potentialkontrastbild-Datensätze angelegt werden und die Testmuster mit anomaler Geschwindigkeit zum Erhalt zweiter Potentialkontrast bild-Datensätze an den IC angelegt werden. Anders ausgedrückt, der Test kann ausgeführt werden, indem die Testmuster an den zu untersuchenden IC unter unterschiedlichen Betriebs bedingungen zum Erhalt der jeweiligen Potentialkontrastbild-Datensätze angelegt werden.

Ferner wird bei dem obigen Prozeß die Anzahl erzeugter Testmuster dekrementiert, bis in keinem der Segmente ein Fehlerabschnitt festgestellt wird. Ein einen wirklichen Fehler enthal tenes Segment kann aber auch dadurch bestimmt werden, daß die Anzahl von Testmustern dekrementiert wird, bis nur doch in einem Segment ein Fehlerabschnitt festgestellt wird. In diesem Fall wird dieses einzige Segment als das Segment betrachtet, das tatsächlich fehlerbe haftet ist.

Wie oben beschrieben können gemäß der vorliegenden Erfindung alle nachfolgend aufgeführten Operationen automatisiert werden: Aufnahme von Potentialkontrastbild-Datensätzen, Erzeugung von Differenzbilddatensätzen und Akkumulieren der Differenzbilddatensätze zu einem Summen datensatz, Prüfen, ob in dem Summendatensatz irgendein intensivierter Abschnitt, also ein Fehlerabschnitt, vorhanden ist, und Schreiben des Prüfungsergebnisses in die Speichereinrich tung 309. Auf diese Weise kann ein IC-Fehler ohne manuelle Handhabung festgestellt werden.

Nebenbei bemerkt kann, da ein fehlerbehaftetes Segment identifiziert werden kann und die Lage des Verdrahtungsmusters, das den Übereinstimmungsfehler aufweist, aus dem Summendaten satz in dem Segment abgegrenzt werden kann, der Name des defekten Verdrahtungsabschnitts von einer IC-Entwurfs-CAD-Datenbank abgerufen werden, und dieser Name kann auch an einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.

Claims

1. Verfahren zur Feststellung eines Fehlers in einem IC unter Verwendung eines Strahls geladener Teilchen, umfassend:
einen ersten Schritt, bei dem der zu untersuchende IC mit einem Strahl geladener Teil chen bestrahlt wird, eine Sekundärelektronenemission gemessen wird und zwei Potentialkon trastbild-Datensätze aufgenommen werden nach Anlegen von Testmustern an den IC unter zwei verschiedenen Betriebsbedingungen,
einen zweiten Schritt, bei dem ein Differenzbilddatensatz zwischen den beiden Poten tialkontrastbild-Datensätzen erzeugt wird,
einen dritten Schritt bei dem für jedes Segment geprüft wird, ob ein Fehlerabschnitt größer als ein vorbestimmter Wert vorhanden ist, wobei jedes Segment eines einer Vielzahl von Segmenten ist, in die die untersuchte Oberfläche des zu untersuchenden ICs unterteilt ist, und
einen vierten Schritt, bei dem die Anzahl von Testmustern ausgehend vom letzten Testmuster dekrementiert wird und der erste bis dritte Schritt wiederholt werden, bis die Anzahl von Segmenten, die einen Fehlerabschnitt aufweisen, eins wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend einen fünften Schritt des Dekremen tierens der Anzahl der Testmuster und Wiederholung des ersten bis dritten Schritts, bis kein Segment einen Fehlerabschnitt aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem ersten Schritt die beiden Poten tialkontrastbild-Datensätze für jedes der Segmente aufgenommen werden und im zweiten Schritt der Differenzbilddatensatz für jedes der Segmente erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem ersten Schritt die beiden Poten tialkontrastbild-Datensätze für einen gesamten Oberflächenbereich des zu untersuchenden ICs aufgenommen werden und in dem zweiten Schritt der Differenzbilddatensatz für den gesamten Oberflächenbereich des ICs erstellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen sechsten Schritt der Wiederholung des ersten und des zweiten Schritts eine vorbestimmte Anzahl von Malen für dasselbe Testmuster und des Aufsummierens der jeweiligen Differenzbild datensätze in jedem der zweiten Schritte und der Verwendung des aufsummierten Differenzbild datensatzes als Differenzbilddatensatz im dritten Schritt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Segments so gewählt wird, daß sie annähernd gleich dem größten Abtastquadrat des Strahls geladener Teilchen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Datenaufnahme im ersten Schritt durch Anlegen der Testmuster an den zu untersuchenden IC erfolgt, bis das Testmuster angelegt ist, welches in einem IC-Testgerät, das den IC unter Anlegen einer Folge von Testmu stern prüft, als erstes Testmuster der angelegten Folge einen Fehler ergibt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem im ersten Schritt die Testmuster von einem 3 Testmustergenerator (200) erzeugt werden und, wenn eine Adresse eines der Testmuster einer in einer Adressen-Einstelleinrichtung (203) eingestellten Stopptestmuster-Adresse gleicht, eine Erneuerung der von dem Testmustergenerator (200) erzeugten Testmuster gestoppt wird und ein Signal, welches den Stopp anzeigt, an eine Meßsonde (300) gesandt wird, die eine Bestrahlung mit einem Strahl geladener Teilchen ausführt,
wobei die Meßsonde (300) den Potentialkontrastbild-Datensatz nach Empfang des den Stopp anzeigenden Signals aufnimmt und ein Bildaufnahme-Endesignal an den Testmustergene rator (200) liefert, wenn die Aufnahme eines Potentialkontrastbild-Datensatzes beendet ist, und der Testmustergenerator (200) die Betriebsbedingung ändert und die Testmuster erneut zum Anlegen an den untersuchten IC erzeugt, wenn er das Bildaufnahme-Endesignal erhält, und
wobei die Meßsonde (300) einen Befehl zur Änderung der Anzahl von Mustern an den Testmustergenerator (200) liefert, wenn die Wiederholung für eine vorbestimmte Anzahl von Malen in dem sechsten Schritt für alle Segmente beendet ist, und der Testmustergenerator die Stopptestmuster-Adresse in der Adressen-Einstelleinrichtung um eins dekrementiert, um den Betriebszustand zu ändern und die Testmuster zu erzeugen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Betriebsbedingung eine Bedingung einschließt, wo eine normale Betriebsspannung an den untersuchten IC angelegt wird, sowie eine Bedingung, wo eine anomale Betriebsspannung an den untersuchten IC angelegt wird.

10. Vorrichtung zur Feststellung eines Fehlers in einem IC unter Verwendung eines Strahls geladener Teilchen, umfassend:
einen Testmustergenerator (200) zur Ausgabe eines Umschaltsignals und zur erneuten Erzeugung von Testmusters nach Empfang eines Bildaufnahme-Endesignals,
eine Spannungs-Umschalteinrichtung (205) zur Ausgabe einer normalen Betriebsspan nung und einer anomalen Betriebsspannung abwechselnd jedesmal, wenn das Umschaltsignal empfangen wird,
eine Adressen-Einstelleinrichtung (203), in der eine Stopptestmuster-Adresse einge stellt ist,
eine Musterhalteeinrichtung (204) zum Stoppen einer Erneuerung des von dem Test mustergenerator (200) erzeugten Testmusters, wenn eine Adresse des von dem Testmusterge nerator erzeugten Testmusters mit der Stopptestmuster-Adresse übereinstimmt, die in der Adressen-Einstelleinrichtung (203) eingestellt ist,
eine Stoppsignal-Generatoreinrichtung (207) zur Ausgabe eines Stoppsignals, wenn die Erneuerung des Testmusters gestoppt wird,
eine Musteranzahl-Steuereinrichtung (206) zum Dekrementieren der in der Adressen- Einstelleinrichtung eingestellten Stopptestmuster-Adresse um eins, wenn ein Befehl zur Ände rung der Anzahl von Mustern empfangen wird,
eine Einrichtung (304) zur Messung einer Sekundärelektronenemission zur Ausgabe eines Potentialkontrastbild-Datensatzes entsprechend einer Potentialverteilung, wenn ein unter suchter IC (11) an den die Testmuster von dem Testmustergenerator (200) und eine Betriebs spannung von der Spannungs-Umschalteinrichtung (205) anlegt werden, montiert ist und mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird,
eine Bilddaten-Aufnahmevorrichtung (305) zur Erzeugung einer Differenz zwischen dem Potentialkontrastbild-Datensatz bei normaler Betriebsspannung und dem Potentialkontrast bild-Datensatz bei anomaler Betriebsspannung, zur Erzeugung einer Summe einer Vielzahl der Differenzbilddatensätzen, zum Starten der Aufnahme des Potentialkontrastbild-Datensatzes, jedesmal, wenn das Stoppsignal empfangen wird, zum Aussenden des Bildaufnahme-Ende signals jedesmal, wenn ein Potentialkontrastbild-Datensatz aufgenommen wurde, und zum Aussenden eines Befehls zur Änderung der Anzahl von Mustern jedesmal, wenn die Summe der Differenzbild-Datensätze für den gesamten Oberflächenbereich des IC gewonnen wurde,
eine Einrichtung (308) zur Prüfung, ob ein geänderter Abschnitt größer als ein vorbe stimmter Wert in der Summe der Differenzbild-Datensätze enthalten ist, und
eine Speichereinrichtung (309) zur Speicherung des Prüfungsergebnisses.

11. Verfahren zur Feststellung eines Fehlers in einem IC, umfassend die Schritte:

a) Aufeinanderfolgendes Anlegen eines ersten bis n-ten Testmusters an den zu unter suchenden IC unter einer ersten von zwei verschiedenen Betriebsbedingungen,
b) Abtasten der untersuchten Oberfläche des ICs mit einem Strahl geladener Teilchen, während das n-te Testmuster an dem IC anliegt,
c) Messen der beim Schritt (b) erzeugten Sekundärelektronenemission und Aufnehmen eines ihr entsprechenden, ein Potentialkontrastbild repräsentierenden ersten Bilddatensatzes,
d) Aufeinanderfolgendes Anlegen des ersten bis n-ten Testmusters an den zu untersu chenden IC unter der zweiten Betriebsbedingung,
e) erneutes Abtasten der untersuchten Oberfläche des ICs mit einem Strahl geladener Teilchen, während das n-te Testmuster an dem IC anliegt,
f) Messen der beim Schritt (e) erzeugten Sekundärelektronenemission und Aufnehmen eines ihr entsprechenden, ein Potentialkontrastbild repräsentierenden zweiten Bilddatensatzes,
g) Erzeugen eines Differenzbilddatensatzes zwischen dem ersten und dem zweiten Bilddatensatz,
h) Prüfen, ob der Differenzbilddatensatz Daten enthält, deren Absolutwert einen Schwellenwert übersteigen, wobei die untersuchte Oberfläche des ICs in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist, und die Prüfung gesondert für jedes Segment erfolgt, und
i) Dekrementieren des Werts von n um eins und Wiederholen der Schritte (a) bis (h) solange, bis die Prüfung in Schritt (h) nur für ein einziges Segment ergibt, daß Daten vorhanden sind, deren Absolutwert den Schwellenwert übersteigt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den sich an Schritt (i) anschließenden Schritt:

j) Dekrementieren des Werts von n um eins, bis die Prüfung in Schritt (h) für keines der Segmente ergibt, daß Daten vorhanden sind, deren Absolutwert den Schwellenwert über steigt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Schritte (a) bis (h) gesondert für jedes Segment ausgeführt werden, wobei im Schritt (b) ein jeweiliges Segment der zu unter suchenden Oberfläche des ICs abgetastet wird, im Schritt (e) dasselbe Segment abgetastet wird und Schritt (i) ausgeführt wird, nachdem die Schritte (a) bis (h) für alle Segmente ausgeführt wurden.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 1 2, bei dem die Schritte (a) bis (g) jeweils für die gesamte zu untersuchende Oberfläche des ICs ausgeführt werden und im Schritt (h) der Differenzbilddatensatz segmentiert und segmentweise geprüft wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den weiteren, zwischen den Schritten (g) und (h) ausgeführten Schritt:

g′) mehrfaches Wiederholen der Schritte (a) bis (g) und Akkumulieren der jeweils in Schritt (g) erhaltenen Differenzbilddatensätze, wobei im Schritt (h) der akkumulierte Differenz bilddatensatz geprüft wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe jedes einzelnen Segments so gewählt wird, daß sie im wesentlichen dem größten Quadrat entspricht, das durch Ablenkung des Strahls geladener Teilchen abtastbar ist.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das n-te Testmu ster, das dem größten der im Verlaufe des Verfahrens dekrementierten Werte von n entspricht, dasjenige Testmuster ist, welches in einem lC-Testgerät, das den IC unter Anlegen einer das erste bis n-te Testmuster enthaltenden Folge von Testmustern prüft, als erstes Testmuster der angelegten Folge einen Fehler ergibt.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Anlegen einer normalen Betriebsspannung an den untersuchten IC und das Anlegen einer anomalen Betriebs spannung an den untersuchten IC die beiden verschiedenen Betriebsbedingungen darstellen.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 18, umfassend:
einen Testmustergenerator (200) der in der Lage ist, sequentiell verschiedene Testmu ster zur Ansteuerung des zu untersuchenden ICs auszugeben, wobei jedem Testmuster eine jeweilige Adresse zugeordnet ist, und der ansprechend auf ein Datenaufnahme-Endesignal ein Umschaltsignal ausgibt und die sequentielle Ausgabe der Testmuster wiederholt,
eine das Umschaltsignal empfangende Spannungs-Umschalteinrichtung (205), die mit jedem Umschaltsignal abwechselnd eine normale Betriebsspannung und eine anomale Betriebs spannung für den zu untersuchenden IC ausgibt,
eine Adressen-Einstelleinrichtung (203) zur Einstellung einer Stopptestmuster-Adresse,
eine Musterhalteeinrichtung (204), die die Adresse des jeweils ausgegebenen Testmu sters mit der in der Adressen-Einstelleinrichtung (203) eingestellten Stopptestmuster-Adresse vergleicht und die Weiterschaltung zum nächsten Testmuster im Testmustergenerator (200) stoppt, wenn die Adresse des momentan ausgegebenen Testmusters mit der Stopptestmuster- Adresse übereinstimmt,
eine Stoppsignal-Generatoreinrichtung (207) zur Ausgabe eines Stoppsignals, wenn die Weiterschaltung zum nächsten Testmuster gestoppt wird,
eine Musteranzahl-Steuereinrichtung (206) zum Dekrementieren der in der Adressen- Einstelleinrichtung eingestellten Stopptestmuster-Adresse um eins, wenn ein Befehl zur Ände rung der Anzahl von Mustern empfangen wird,
eine Meßsonde (300) enthaltend eine Meßeinrichtung (301, 304) zum Abtasten wenigstens eines Teils der Oberfläche des ICs mit einem Strahl geladener Teilchen, zur Messung der daraus resultierenden Sekundär elektronenemission und zur Ausgabe von Daten, die der Potentialverteilung des abgetasteten Oberflächenteils entsprechen, und
eine Bilddaten-Aufnahmevorrichtung (305), die bei Empfang des Stoppsignals die Meßeinrichtung aktiviert, deren Daten aufnimmt und nach Aufnahme eines ein Potentialkon trastbild des abgetasteten Oberflächenbereichs repräsentierenden Datensatzes das Datenauf nahme-Endesignal erzeugt, wobei die Bilddaten-Aufnahmevorrichtung (305) einen Differenzbild datensatz zwischen einem ersten und dem nach diesem aufgenommenen zweiten Datensatz erzeugt, aufeinanderfolgend erzeugte Differenzbilddatensätze akkumuliert und nach Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von Differenzbilddatensätzen den Befehl zur Änderung der Anzahl von Mustern ausgibt,
eine Prüfeinrichtung (308) zur Prüfung, ob in den akkumulierten Differenzbilddatensät zen Daten enthalten sind, deren Absolutwert größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert, und
eine Speichereinrichtung (309) zur Speicherung des Prüfungsergebnisses.