DE19525536C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung eines Fehlers in einem IC unter Verwendung eines Strahls geladener Teilchen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung eines Fehlers in einem IC unter Verwendung eines Strahls geladener TeilchenInfo
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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
beschreibt eine auf diesem Prinzip beruhende Vorrichtung. Diese Vorrichtung umfaßt: einen
Testmustergenerator, der in der Lage ist, sequentiell verschiedene Testmuster zur Ansteuerung
des zu untersuchenden ICs auszugeben, eine Einrichtung, die auf ein bestimmtes Signal
ansprechend die Weiterschaltung zum nächsten Testmuster im Testmustergenerator stoppt,
eine Stoppsignal-Generatoreinrichtung zur Ausgabe eines Stoppsignals, wenn die
Weiterschaltung zum nächsten Testmuster gestoppt wird, eine Meßsonde enthaltend eine
Meßeinrichtung zum Abtasten wenigstens eines Teils der Oberfläche des ICs mit einem Strahl
geladener Teilchen, zur Messung der daraus resultierenden Sekundärelektronenemission und zur
Ausgabe von Daten, die der Potentialverteilung des abgetasteten Oberflächenteils entsprechen,
und eine Bilddaten-Aufnahmevorrichtung, die bei Empfang des Stoppsignals die Meßeinrichtung
aktiviert, deren Daten aufnimmt und nach Aufnahme eines ein Potentialkontrastbild des
abgetasteten Oberflächenbereichs repräsentierenden Datensatzes ein Datenaufnahme-Endesignal
erzeugt, wobei die Bilddaten-Aufnahmevorrichtung einen Differenzbilddatensatz zwischen einem
in einem ersten Betriebszustand aufgenommenen und dem nach diesem in einem zweiten
Betriebszustand aufgenommenen zweiten Datensatz erzeugt und aufeinanderfolgend erzeugte
Differenzbilddatensätze akkumuliert. Mit dieser Vorrichtung kann ein Verfahren zur Feststellung
eines Fehlers in einem IC ausgeführt werden, das folgende Schritte umfaßt: a)
Aufeinanderfolgendes Anlegen eines ersten bis n-ten Testmusters an den zu untersuchenden 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
untersuchenden 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, und g) Erzeugen eines Differenzbilddatensatzes
zwischen dem ersten und dem zweiten Bilddatensatz.
Das im folgenden beschriebene Testverfahren ist von der Anmelderin
eingesetzt 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 Potentialkontrastbild-Datensatzes eine Fläche
des IC mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, die den Verdrahtungsabschnitt 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-Datensatz, 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 Testmustererneuerung gestoppt
wurde, wird dann ein defekter Teil des ICs vermutet. Zur Intensivierung 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 Kontrastbilddatensätze besteht, zu
Schwarz oder Weiß verstärkt, und dadurch leicht erkennbar und gegenüber den nicht
verstärkten Abschnitten abgrenzbar.
Bei diesem 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.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung gemäß
Anspruch 9 gelöst.
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
Potentialkontrastbitd-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 5 V und anomal 4 V 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 (Stromwert) 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 ADRn angehalten, die in der
Adressen-Einstelleinrichtung 203 eingestellt ist. Die Stopptestmuster-Adresse ADRn 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 ADRn 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 des Testmustergenerator 200 die Spannungs-Umschalteinrichtung 205 zur
Umschaltung der Betriebsspannung für den IC 11 von den normalen 5 V zu den anomalen 4 V,
erzeugt erneut die Testmuster von der Testmuster-Adresse ADR1 bis zur Adresse ADRn und
stoppt die Testmustererneuerung an der Stopptestmuster-Adresse ADRn. 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 5 V zurückgestellt, und die Testmuster werden erneut von
der Testmuster-Adresse ADR1 bis zur Stopptestmuster-Adresse ADRn erzeugt und die Testmu
stererneuerung an der Adresse ADRn gestoppt. Dann wird wieder ein erster Potentialkontrast
bild-Datensatz aufgenommen und dann die Betriebsspannung zu den anomalen 4 V umgeschal
tet, um dann in ähnlicher Weise die Testmuster erneut anzulegen und die Testmustererneuerung
wieder an der Adresse ADRn 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
ADRn 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 (ADRn-1) an die Adressen-Einstelleinrichtung 203. Wenn demnach in den folgenden
Tests der Testmustergenerator 200 diese vorherige Testmuster-Adresse ADRn-1 ausgibt (die
unmittelbar vor der Adresse ADRn 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 ADRn-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 ADRn-1 wiederholt sich in ähnlicher Weise die Änderung der Stopptestmuster-Adresse
auf die davorliegende Testmuster-Adresse ADRn-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
ADRn, ADRn-1, . . . Karten 309 1, 309 2 . . . 309 m, 309 m+1 angelegt, wie in den Fig. 5A, 5B, . . .
5D gezeigt. Jede Karte 309 1 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 ADRn 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 309 1 eingeschrieben. Wenn im Fall der Stopptestmuster-Adresse
ADRn-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 309 2 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 ADRm+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
309 m (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
ADRn 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 ADRn 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, wie sie ähnlich dem der in der eingangs genannten, von der
Anmelderin vorgeschlagenen und eingesetzten Verfahren beschrieben ist.
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 ADRn 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
ADRn als diejenige Testmuster-Adresse definiert, bei der das IC-Testgerät zum ersten Mal einen
Fehler feststellt. Im Schritt (S1) wird also diese erste Fehleradresse ADRn 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 5 V 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 4 V 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 P8
erhaltene Summendatensatz ein Fehlerabschnitt, das heißt ein Abschnitt vorhanden ist, dessen
Absolutwert größer ist als ein Schwellenwert Th (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 Potentialkontrastbild-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 noch 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 (9)
1. 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.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den sich an Schritt i)
anschließenden Schritt:
- a) 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.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 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.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 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.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den weiteren,
zwischen den Schritten g) und h) ausgeführten Schritt:
- 1. 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.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 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.
7. 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 IC-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.
8. 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.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, 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 Potentialkontrastbild 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.
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 Potentialkontrastbild 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,
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