JP2557847B2 - Operation analysis method and operation analysis apparatus for semiconductor integrated circuit - Google Patents

Operation analysis method and operation analysis apparatus for semiconductor integrated circuit

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JP2557847B2
JP2557847B2 JP61126392A JP12639286A JP2557847B2 JP 2557847 B2 JP2557847 B2 JP 2557847B2 JP 61126392 A JP61126392 A JP 61126392A JP 12639286 A JP12639286 A JP 12639286A JP 2557847 B2 JP2557847 B2 JP 2557847B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体集積回路の動作解析技術に係わり、
特に動作解析のために集束イオンビームを用いて所望の
配線部分を切断するようにした半導体集積回路の動作解
析方法及び動作解析装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an operation analysis technique for a semiconductor integrated circuit,
In particular, the present invention relates to an operation analysis method and an operation analysis apparatus for a semiconductor integrated circuit in which a desired wiring portion is cut by using a focused ion beam for operation analysis.

(従来の技術) 従来、基板上に半導体素子を集積した半導体集積回
路、例えば半導体メモリでは、アクセス時間を短くする
ためにセンスアンプが用いられている。ここで、センス
アンプの駆動力の大きさ(取り扱うことのできる電流
量)とアクセス時間A及び消費電力Bとの間には、第9
図に示す如き関係がある。即ち、センスアンプを大きく
すれば、アクセス時間Aは短くなるが消費電力Bは大き
くなる。逆に、センスアンプを小さくすれば、消費電力
Bは小さくなるがアクセス時間Aが長くなる。半導体メ
モリでは、一般に(アクセス時間)+(消費電力)の値
Cが最小のものが最も優れた性能を有するメモリであ
る。従って、このようなメモリを得るためには、上記値
Cが最小となる最適な大きさのセンスアンプを用いるこ
とが必要である。
(Prior Art) Conventionally, in a semiconductor integrated circuit in which semiconductor elements are integrated on a substrate, for example, a semiconductor memory, a sense amplifier is used to shorten access time. Here, between the magnitude of the driving force of the sense amplifier (the amount of current that can be handled) and the access time A and the power consumption B,
There is a relationship as shown in the figure. That is, if the sense amplifier is made larger, the access time A becomes shorter but the power consumption B becomes larger. Conversely, if the sense amplifier is made smaller, the power consumption B becomes smaller but the access time A becomes longer. In the semiconductor memory, generally, the memory having the smallest value C of (access time) + (power consumption) has the best performance. Therefore, in order to obtain such a memory, it is necessary to use a sense amplifier having an optimum size that minimizes the value C.

センスアンプの大きさを最適化するには、アクセス時
間と消費電力とのセンスアンプの大きさに対する依存性
を調べる必要がある。そこで従来、大きさの異なるセン
スアンプを備えたメモリチップを必要な種類の数だけ製
作し、各メモリチップ毎に動作解析を行っていた。しか
しながら、大きさの異なるセンスアンプを備えたメモリ
チップを複数種類製作することは、製作行程の複雑化を
招き、複数種のチップ全体としての製作時間が膨大なも
のとなる。このため、センスアンプの大きさの最適化に
長い時間がかかり、半導体メモリの実現に長い開発期間
を要した。
In order to optimize the size of the sense amplifier, it is necessary to investigate the dependence of access time and power consumption on the size of the sense amplifier. Therefore, conventionally, the required number of types of memory chips having sense amplifiers of different sizes were manufactured, and the operation analysis was performed for each memory chip. However, manufacturing a plurality of types of memory chips having sense amplifiers of different sizes complicates the manufacturing process, and the manufacturing time of the plurality of types of chips as a whole becomes enormous. Therefore, it takes a long time to optimize the size of the sense amplifier, and a long development period is required to realize the semiconductor memory.

また、大きさの異なるセンスアンプを備えたメモリチ
ップを製作する代りに、センスアンプの構成素子を切離
すことによりセンスアンプの大きさを変えることが可能
であるが、この場合構成素子を切離すのに配線を切断す
る必要がある。配線を切断する手段としては従来、レー
ザビームを用いる方法があるが、レーザビームでは配線
部のパターンに比較しビーム径が大きい(3〜5μm)
ので、微細な配線部のみを選択的に切断することは困難
であった。
Also, instead of manufacturing a memory chip with sense amplifiers of different sizes, it is possible to change the size of the sense amplifier by separating the constituent elements of the sense amplifier. In this case, the constituent elements are separated. However, it is necessary to cut the wiring. Conventionally, a method of using a laser beam has been used as a means for cutting the wiring, but the beam diameter of the laser beam is larger than that of the wiring pattern (3 to 5 μm).
Therefore, it is difficult to selectively cut only the fine wiring portion.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来、半導体集積回路の動作解析をするた
めに妨げとなる不必要な回路を切離す必要がある場合、
不必要な回路を切離したものと同等の回路構成のチップ
を別に製作する必要があり、そのための製作時間を必要
とした。従って、半導体集積回路の開発に長時間を要す
る等の問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, when it is necessary to separate an unnecessary circuit which obstructs operation analysis of a semiconductor integrated circuit,
It was necessary to separately manufacture a chip having a circuit configuration equivalent to that of an unnecessary circuit separated, which required manufacturing time. Therefore, there is a problem that it takes a long time to develop the semiconductor integrated circuit.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、半導体集積回路の動作解析のために
所望の配線部を選択的に切断することにより、動作解析
のために不必要な回路を切離すことができ、別の回路構
成のチップを製作するより遥かに短い時間で動作解析に
必要な回路構成のチップを得ることができ、半導体集積
回路の開発期間の短縮等をはかり得る半導体集積回路の
動作解析方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to unnecessarily perform operation analysis by selectively cutting a desired wiring portion for operation analysis of a semiconductor integrated circuit. It is possible to separate various circuits and obtain a chip with a circuit configuration required for operation analysis in a much shorter time than when a chip with another circuit configuration is manufactured, which shortens the development period of semiconductor integrated circuits. An object is to provide a method for analyzing the operation of a semiconductor integrated circuit to be obtained.

また、本発明の他の目的は、上記方法を実施するため
の半導体集積回路の動作解析装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit operation analysis apparatus for implementing the above method.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の骨子は、動作解析に不必要な回路をその配線
部の切断により切離すことにあり、且つこの切断に集束
イオンビームを用いることにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) The essence of the present invention is to separate a circuit unnecessary for operation analysis by cutting the wiring portion thereof, and use a focused ion beam for this cutting. Especially.

配線部の切断手段としてはレーザビームを用いる方法
が考えられるが、このレーザビームでは前述した通りVL
SI等の微細パターンの配線部のみを選択的に切断するこ
とはできない。そこで本発明では、集束イオンビームを
用いて微細な配線を切断する。ここで、集束イオンビー
ムは0.1〜数μmのビーム径に容易に絞込むことがで
き、微細な配線部を選択的に切断することができる。ま
た、パッシベーション膜に被覆されている配線であって
も、目的の配線のみを切断することができる。
A method of using a laser beam can be considered as a cutting means for the wiring portion.
It is not possible to selectively cut only the wiring part of a fine pattern such as SI. Therefore, in the present invention, fine wiring is cut using a focused ion beam. Here, the focused ion beam can be easily focused to a beam diameter of 0.1 to several μm, and the fine wiring portion can be selectively cut. Further, even if the wiring is covered with the passivation film, only the intended wiring can be cut.

本発明はこのような点に着目し、基板上に複数の半導
体素子を集積してなる半導体集積回路の動作解析方法に
おいて、前記半導体集積回路の動作解析のために切断す
べき該集積回路の所望の配線部を集束イオンビームにて
切断したのち、VLSIテスタや電子ビームテスタ等を用い
て半導体集積回路の動作解析を行うようにした方法であ
る。
The present invention focuses on such points, and in the operation analysis method of a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are integrated on a substrate, a desired integrated circuit to be cut for the operation analysis of the semiconductor integrated circuit is desired. This is a method in which after the wiring part of is cut with a focused ion beam, the operation analysis of the semiconductor integrated circuit is performed using a VLSI tester, an electron beam tester, or the like.

また本発明は、上記方法を実施するための半導体集積
回路の動作解析装置において、半導体集積回路を収容す
る真空容器と、上記半導体集積回路の動作状態を解析す
る電子ビームテスタ等の動作解析部と、前記半導体集積
回路に集束イオンビームを照射して該集積回路の所望配
線部分を切断する集束イオンビーム照射部とを設けるよ
うにしたものである。
Further, the present invention provides a semiconductor integrated circuit operation analysis apparatus for performing the above method, including a vacuum container for accommodating the semiconductor integrated circuit, and an operation analysis unit such as an electron beam tester for analyzing the operation state of the semiconductor integrated circuit. The semiconductor integrated circuit is provided with a focused ion beam irradiation unit for irradiating the semiconductor integrated circuit with a focused ion beam and cutting a desired wiring portion of the integrated circuit.

(作用) 上記方法によれば、半導体集積回路の動作解析におい
て不必要な回路を集束イオンビームを用いて切離すこと
ができるので、不必要な回路を切離したものと同等の回
路構成のチップを製作するよりも遥かに短い時間で、動
作解析に必要な回路構成を実現することができる。この
ため、半導体集積回路の動作解析を短時間で且つ簡易に
行うことが可能となる。また、半導体集積回路を同一容
器内に配置したまま配線部の切断及び動作解析を行うこ
とができるので、動作解析に要する時間を大幅に短縮す
ることが可能となる。
(Operation) According to the above method, an unnecessary circuit can be separated by using a focused ion beam in the operation analysis of the semiconductor integrated circuit. Therefore, a chip having a circuit configuration equivalent to that of the unnecessary circuit can be separated. The circuit configuration required for motion analysis can be realized in a much shorter time than the fabrication. Therefore, the operation analysis of the semiconductor integrated circuit can be performed easily in a short time. Further, since the wiring portion can be cut and the operation analysis can be performed while the semiconductor integrated circuit is placed in the same container, the time required for the operation analysis can be significantly shortened.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
(Examples) The details of the present invention will be described below with reference to illustrated examples.

第1図は本発明の一実施例方法に使用した集束イオン
ビーム照射装置を示す概略構成図である。図中11は半導
体集積回路等の試料であり、この試料11は試料ステージ
12上に載置されている。試料ステージ12は図示しない真
空容器内に収容されている。また、試料ステージ12はコ
ンピュータ20からの指令により動作するステージ駆動回
路13により、X方向(紙面左右方向)及びY方向(紙面
表裏方向)に移動されるものとなっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a focused ion beam irradiation apparatus used in the method of one embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a sample such as a semiconductor integrated circuit, and this sample 11 is a sample stage.
12 is placed on. The sample stage 12 is housed in a vacuum container (not shown). The sample stage 12 is moved in the X direction (left and right direction on the paper surface) and the Y direction (front and back direction on the paper surface) by a stage drive circuit 13 that operates according to a command from the computer 20.

試料ステージ12の上方には、イオンビーム光学鏡筒30
が設けられており、この鏡筒30はイオンビーム制御系40
により制御されるものとなっている。イオンビーム光学
鏡筒30は、イオン源31,アパーチャ32,静電レンズ33,ブ
ランキング電極34,アパーチャ35及び偏向器36等から構
成されている。そして、イオン源31から放出されたイオ
ンビームはレンズ33により集束されて試料11上に照射さ
れると共に、偏向器36により試料11上で走査されるもの
となっている。さらに、イオンビーム制御系40は、レン
ズ制御回路43,ブランキング制御回路44及び偏向制御回
路46等から構成されている。これらの制御回路43,44,46
は、コンピュータ20から指令により、レンズ33,ブラン
キング電極34及び偏向器36に所定の電圧を印加するもの
である。
Above the sample stage 12, the ion beam optical barrel 30
The lens barrel 30 is provided with an ion beam control system 40.
It is controlled by. The ion beam optical barrel 30 is composed of an ion source 31, an aperture 32, an electrostatic lens 33, a blanking electrode 34, an aperture 35, a deflector 36, and the like. Then, the ion beam emitted from the ion source 31 is focused by the lens 33 and irradiated on the sample 11, and the deflector 36 scans the sample 11. Further, the ion beam control system 40 is composed of a lens control circuit 43, a blanking control circuit 44, a deflection control circuit 46 and the like. These control circuits 43,44,46
Is to apply a predetermined voltage to the lens 33, the blanking electrode 34, and the deflector 36 according to a command from the computer 20.

次に、上記装置を用いた半導体集積回路の動作解析方
法について説明する。この実施例では、半導体集積回路
として半導体メモリを使用した。
Next, an operation analysis method of a semiconductor integrated circuit using the above device will be described. In this embodiment, a semiconductor memory is used as the semiconductor integrated circuit.

第2図に示す如く、半導体メモリ51は、複数のメモリ
素子52及びセンスアンプ53から構成されている。ここ
で、センスアンプ53は、第3図に示す如く80%構成素子
54と20%構成素子55とで構成し、20%構成素子55は80%
構成素子54と並列的に接続している。なお、第3図中5
6,57は20%構成素子55の80%構成素子54への接続部、5
8,59はビット線を示している。
As shown in FIG. 2, the semiconductor memory 51 is composed of a plurality of memory elements 52 and a sense amplifier 53. Here, the sense amplifier 53 is an 80% constituent element as shown in FIG.
54% and 20% component 55, and 20% component 55 is 80%
It is connected in parallel with the component 54. In addition, 5 in FIG.
6,57 is the connection of 20% component 55 to 80% component 54, 5
Reference numerals 8 and 59 represent bit lines.

まず、半導体メモリ51に所定の電源を接続し、センス
アンプ53(100%構成素子)のアクセス時間をVLSIメモ
リテスタで測定した。次いで、前記第1図に示す装置を
用い、集束イオンビームの照射により、センスアンプ53
を構成している素子の20%構成素子55を80%構成素子54
から切離した。即ち、第3図に示す20%構成素子55の配
線部分56,57を集束イオンビームの照射により切断し
た。この状態で、センスアンプ53(80%構成素子)のア
クセス時間をVLSIメモリテスタで測定した。
First, a predetermined power supply was connected to the semiconductor memory 51, and the access time of the sense amplifier 53 (100% constituent element) was measured with a VLSI memory tester. Then, using the apparatus shown in FIG. 1, the sense amplifier 53 is irradiated with the focused ion beam.
20% of the elements that make up
Separated from. That is, the wiring portions 56 and 57 of the 20% constituent element 55 shown in FIG. 3 were cut by irradiation with a focused ion beam. In this state, the access time of the sense amplifier 53 (80% constituent element) was measured with a VLSI memory tester.

ここで、切断した配線の断面を第4図に示す。第4図
中61はシリコン基板、62は酸化膜、63はポリシリコン配
線、64はアルミ配線、65はパッシベーション膜である。
ポリシリコン配線63及びアルミ配線64は、それぞれ3.6
μmと2.6μmのパッシベーション膜65により被覆され
ている。
Here, a cross section of the cut wiring is shown in FIG. In FIG. 4, 61 is a silicon substrate, 62 is an oxide film, 63 is polysilicon wiring, 64 is aluminum wiring, and 65 is a passivation film.
Polysilicon wiring 63 and aluminum wiring 64 are each 3.6
It is covered with a passivation film 65 of μm and 2.6 μm.

第4図に示す如くパッシベーション膜65により厚く被
覆されている配線63,64等をレーザビームで切断するこ
とはできない。これに対し集束イオンビームでは、スパ
ッタエッチングにより配線を切断するため、材質によら
ず、また厚く被覆されていても切断可能である。また、
集束イオンビームでは0.1〜数μmのビーム径を容易に
得ることができ、微細加工可能であるので、微細な回路
においても目的の配線のみを切断できる。本実施例で
は、加速電圧30kvのGa集束イオンビームを用い、ビーム
電流2nA,ビーム径1μmの条件で配線切断時間は約60秒
であった。配線切断に際しては、前記第1図に示す如く
コンピュータ制御された装置を用い、目的の配線上のみ
に集束イオンビームを照射して、該配線部を切断した。
As shown in FIG. 4, the wirings 63, 64 and the like which are thickly covered with the passivation film 65 cannot be cut by the laser beam. On the other hand, with the focused ion beam, the wiring is cut by sputter etching, so that it can be cut regardless of the material and even if it is thickly coated. Also,
With a focused ion beam, a beam diameter of 0.1 to several μm can be easily obtained, and fine processing is possible, so that only a target wiring can be cut even in a fine circuit. In this example, a Ga focused ion beam with an accelerating voltage of 30 kv was used, and the wiring cutting time was about 60 seconds under the conditions of a beam current of 2 nA and a beam diameter of 1 μm. At the time of cutting the wiring, a device controlled by a computer as shown in FIG. 1 was used to irradiate a focused ion beam only on the desired wiring to cut the wiring portion.

配線を切断する前後の半導体メモリ(100%と80%の
大きさのセンスアンプを備えたメモリチップ)のアクセ
ス時間を、VLSIメモリテスタで測定した結果を第5図に
示す。第5図(a)は100%の大きさのセンスアンプを
備えたメモリであり、同図(b)は80%の大きさのセン
スアンプを備えたメモリの結果である。この結果から、
このメモリにおいてはセンスアンプの大きさを80%にす
ると、約4nsecアクセス時間が長くなることが判った。
FIG. 5 shows the results of measuring the access time of the semiconductor memory (memory chips equipped with sense amplifiers of 100% and 80% size) before and after disconnecting the wiring with a VLSI memory tester. FIG. 5 (a) shows a memory having a 100% -sized sense amplifier, and FIG. 5 (b) shows the result of a memory having an 80% -sized sense amplifier. from this result,
In this memory, it was found that when the size of the sense amplifier is set to 80%, the access time becomes about 4nsec.

なお、実際には、センスアンプを主構成素子と複数の
補助構成素子とで形成しておき、補助構成素子を順次切
離すことにより、センスアンプの最適大きさを求める。
例えば、第6図に示す如く主構成素子(70%構成素子)
70と共にこれと切離し可能な補助構成素子(10%構成素
子)71,〜,73を形成しておき、補助構成素子71,〜,73の
順に集束イオンビームを用いて切離し、100%,90%,80
%,70%の場合それぞれについて、アクセス時間及び消
費電力を測定し、(アクセス時間)+(消費電力)の値
が最小となる条件を見出す。これにより、最適条件に近
いセンスアンプの大きさを解析することが可能となる。
In practice, the sense amplifier is formed of a main constituent element and a plurality of auxiliary constituent elements, and the auxiliary constituent elements are sequentially separated to obtain the optimum size of the sense amplifier.
For example, as shown in Fig. 6, main constituent elements (70% constituent elements)
Auxiliary constituent elements (10% constituent elements) 71, ..., 73 that can be separated from this together with 70 are formed, and the auxiliary constituent elements 71, ..., 73 are separated in this order using a focused ion beam, and 100%, 90% , 80
%, 70%, access time and power consumption are measured, and the condition that the value of (access time) + (power consumption) is minimum is found. This makes it possible to analyze the size of the sense amplifier close to the optimum condition.

かくして本実施例方法によれば、集束イオンビームに
より所定の配線部を切断することにより、1チップから
駆動力の大きさ(取り扱うことのできる電流量)の異な
るセンスアンプを得ることができる。そして、それぞれ
の場合について、アクセス時間及び消費電力の関係を測
定することにより、センスアンプの最適大きさを判断す
ることができる。即ち、従来のように大きさの異なるセ
ンスアンプを有するチップを複数種類設ける必要がなく
なり、動作解析に必要な回路構成を簡易且つ短時間に実
現することができる。このため、最適大きさのセンスア
ンプを有する半導体メモリの実現に要する開発期間を、
大幅に短縮することができる。
Thus, according to the method of this embodiment, by cutting the predetermined wiring portion with the focused ion beam, it is possible to obtain sense amplifiers having different driving forces (the amount of current that can be handled) from one chip. Then, in each case, the optimum size of the sense amplifier can be determined by measuring the relationship between the access time and the power consumption. That is, it is not necessary to provide a plurality of types of chips having sense amplifiers having different sizes as in the conventional case, and the circuit configuration required for the operation analysis can be easily realized in a short time. Therefore, the development period required to realize a semiconductor memory having an optimal size sense amplifier is
It can be greatly shortened.

次に、本発明の他の実施例について説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.

第7図は本発明の他の実施例に係わる半導体集積回路
の動作解析装置を模式的に示す概略構成図である。この
実施例は、電子ビームテスタ(EBテスタ)と集束イオン
ビーム照射装置とを組合わせた例である。図中10は真空
容器であり、この容器10内に半導体集積回路等の試料11
を載置した試料ステージ12が収容されている。試料ステ
ージ12は、コンピュータ20からの指令により動作するス
テージ駆動回路13により、X方向(紙面左右方向)及び
Y方向(紙面表裏方向)に移動されるものとなってい
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram schematically showing an operation analysis device of a semiconductor integrated circuit according to another embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which an electron beam tester (EB tester) and a focused ion beam irradiation device are combined. In the figure, 10 is a vacuum container, in which a sample 11 such as a semiconductor integrated circuit is provided.
A sample stage 12 on which is mounted is housed. The sample stage 12 is moved in the X direction (left and right direction on the paper surface) and the Y direction (front and back direction on the paper surface) by a stage drive circuit 13 that operates according to a command from the computer 20.

真空容器10の上方には電子ビーム光学鏡筒80が設けら
れている。この鏡筒80は、試料11上の所望位置に電子ビ
ームを照射するものであり、電子ビーム制御系90により
制御されている。そして、電子ビーム照射により試料11
の表面から放出された2次電子は、電子検出器14にて検
出され、この検出情報が信号処理回路15に供給されるも
のとなっている。また、電子ビーム光学鏡筒80の側部に
は、イオンビーム光学鏡筒30が設けられている。この鏡
30は、試料11の切断すべき配線部に斜め方向から集束
イオンビームを照射するものであり、前記第1図に示す
ものと同様である。
An electron beam optical lens barrel 80 is provided above the vacuum container 10. The lens barrel 80 irradiates a desired position on the sample 11 with an electron beam, and is controlled by an electron beam control system 90 . Then, the sample 11 is irradiated with the electron beam.
The secondary electrons emitted from the surface of the are detected by the electron detector 14, and this detection information is supplied to the signal processing circuit 15. An ion beam optical lens barrel 30 is provided on the side of the electron beam optical lens barrel 80 . The lens barrel 30 is for irradiating the wiring portion of the sample 11 to be cut with the focused ion beam from an oblique direction, and is the same as that shown in FIG.

第8図は電子ビーム光学鏡筒80及びその制御系90の具
体的構成を示す模式図である。電子ビーム光学鏡筒80
は、電子銃81,ブランキング電極82,コンデンサレンズ8
3,偏向器84及び対物レンズ85等から構成されている。そ
して、電子銃81から放出された電子ビームはレンズ83,8
5により縮小されて試料11上に照射されると共に、偏向
器84により試料11上で走査されるものとなっている。こ
の電子ビーム照射により試料11では、該ビーム照射部の
電位に応じた2次電子が放出される。そして、この2次
電子が電子検出器14にて検出されるものとなっている。
また、電子ビーム制御系90は、電子銃制御回路91,ブラ
ンキング制御回路92,コンデンサレンズ制御回路93,偏向
制御回路94及び対物レンズ制御回路95から構成されてい
る。そして、これらの制御回路91,〜,95は、コンピュー
タ20からの指令により、前記ブランキング電極82,レン
ズ83,85及び偏向器84を制御するものとなっている。
 Fig. 8 shows electron beam optical lens barrel80And its control system90Ingredient
It is a schematic diagram which shows a physical constitution. Electron beam optical barrel80
Is an electron gun 81, blanking electrode 82, condenser lens 8
3, which includes a deflector 84, an objective lens 85, and the like. So
Then, the electron beam emitted from the electron gun 81 is reflected by the lenses 83, 8
It is reduced by 5 and irradiated on the sample 11 and deflected.
The sample is scanned on the sample 11 by the device 84. This
In the sample 11 by the electron beam irradiation of the
Secondary electrons are emitted according to the potential. And this secondary
The electrons are detected by the electron detector 14.
Also, electron beam control system90Is the electron gun control circuit 91, bra
Focusing control circuit 92, condenser lens control circuit 93, deflection
It consists of a control circuit 94 and an objective lens control circuit 95.
You. Then, these control circuits 91 to 95 are connected to the computer.
In response to a command from the
S 83, 85 and the deflector 84.

このように構成された本装置では、EBテスタの機能に
より、動作状態にある半導体集積回路の各部の電位を測
定することができる。即ち、電子ビーム光学鏡筒80によ
り、試料11上で電子ビームを走査し、このときの2次電
子を検出する。2次電子強度はビーム照射部の電位に応
じて変化する。従って、2次電子を検出することによ
り、ビーム照射部の電位を間接的に測定することができ
る。
In the present apparatus thus configured, the potential of each part of the semiconductor integrated circuit in the operating state can be measured by the function of the EB tester. That is, the electron beam optical lens barrel 80 scans the sample 11 with an electron beam to detect secondary electrons at this time. The secondary electron intensity changes according to the potential of the beam irradiation part. Therefore, the potential of the beam irradiation unit can be indirectly measured by detecting the secondary electrons.

一方、集束イオンビーム照射機能により、所望の配線
部を切断することができる。即ち、イオンビーム光学鏡
30により、試料11上でイオンビームを走査することに
より、所望の配線部を切断することができ、これにより
動作解析に不必要な回路を切離すことができる。
On the other hand, the focused ion beam irradiation function can cut a desired wiring portion. That is, by scanning the sample 11 with the ion beam by the ion beam optical lens barrel 30 , a desired wiring portion can be cut, and thus a circuit unnecessary for the operation analysis can be cut off.

従って本実施例によれば、イオンビーム照射機能によ
り所望の配線部を切断したのちに、EBテスタ機能により
必要とする回路部分のみの動作解析を行うことができ
る。そしてこの場合、先の実施例と同様に、切離すべき
回路を除いた構成のチップを別に製作する必要もないの
で、動作解析を簡易に行うことができる。さらに、試料
11を同一の真空容器10内に収容したままで、配線部の切
断及び動作解析を行うことができるので、動作解析に要
する時間をより短縮できる等の利点もある。
Therefore, according to the present embodiment, after the desired wiring portion is cut by the ion beam irradiation function, the operation analysis of only the necessary circuit portion can be performed by the EB tester function. In this case, similarly to the previous embodiment, since it is not necessary to separately manufacture a chip having a configuration excluding the circuit to be separated, the operation analysis can be easily performed. In addition, the sample
Since the wiring part can be cut and the operation analysis can be performed while the 11 is housed in the same vacuum container 10, there is an advantage that the time required for the operation analysis can be further shortened.

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるもので
はない。例えば、動作解析の対象とする試料は半導体メ
モリに限るものではなく、各種の半導体集積回路に適用
することができる。また、前記第7図に示す装置におい
て、動作解析部はEBテスタに限るものではなく、試料を
真空中に配置した状態で該試料の各部の電位等を検出で
きるものであればよい。動作解析部としてイオンビーム
照射によりEBテスタと同様の測定を行うものを用いれ
ば、真空容器に接続する鏡筒(動作解析部とイオンビー
ム照射部)を1個で済ませることも可能となる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the sample to be subjected to the operation analysis is not limited to the semiconductor memory and can be applied to various semiconductor integrated circuits. Further, in the apparatus shown in FIG. 7, the operation analysis unit is not limited to the EB tester, and may be any unit capable of detecting the potential of each part of the sample while the sample is placed in a vacuum. If a motion analyzer that performs the same measurement as an EB tester by ion beam irradiation is used, it is possible to use only one lens barrel (motion analysis unit and ion beam irradiation unit) connected to the vacuum container. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、半導体集積回路
の動作解析に妨げとなる不必要な回路を、微細な配線部
への集束イオンビーム照射により切離しているので、別
の回路構成のチップを製作するより遥かに短い時間で動
作解析に必要な回路構成を実現することができる。この
ため、半導体集積回路の動作解析を簡易且つ短時間に行
うことができ、半導体集積回路の開発期間を短縮するこ
とが可能となる。
[Effect of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, an unnecessary circuit which hinders the operation analysis of the semiconductor integrated circuit is separated by the focused ion beam irradiation to the fine wiring portion. It is possible to realize the circuit configuration required for the operation analysis in a much shorter time than the case of manufacturing the chip having the circuit configuration of. Therefore, the operation analysis of the semiconductor integrated circuit can be performed easily and in a short time, and the development period of the semiconductor integrated circuit can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図乃至第6図はそれぞれ本発明の一実施例方法を説
明するためのもので第1図は該実施例方法に使用した集
束イオンビーム照射装置を示す概略構成図、第2図は試
料としての半導体メモリの構造を示す模式図、第3図は
センスアンプ部の構成を示す回路構成図、第4図は配線
部の概略構造を示す断面図、第5図はアクセス時間とビ
ット数との関係を示す模式図、第6図は半導体メモリの
他の構成例を示す模式図、第7図は他の実施例に係わる
半導体集積回路の動作解析装置を示す概略構成図、第8
図は上記動作解析装置に用いた電子ビーム光学鏡筒及び
その制御系の具体的構成を示す要部構成図、第9図は従
来の問題点を説明するためのものでセンスアンプの大き
さに対するアクセス時間及び消費電力の関係を示す特性
図である。 11……試料(半導体集積回路)、12……試料ステージ、
14……電子検出器、20……コンピュータ、30……イオン
ビーム光学鏡筒、40……イオンビーム制御系、51……半
導体メモリ、52……メモリ素子、53……センスアンプ、
54……80%構成素子、55……20%構成素子、56,57……
接続配線部、70……主構成素子(70%構成素子)、71,
〜,73……補助構成素子(10%構成素子)、80……電子
ビーム光学鏡筒、90……電子ビーム制御系。
1 to 6 are each for explaining an embodiment method of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a focused ion beam irradiation apparatus used in the embodiment method, and FIG. 2 is a sample. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a semiconductor memory as an example, FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing the configuration of a sense amplifier section, FIG. 4 is a sectional view showing the schematic structure of a wiring section, and FIG. 5 is an access time and the number of bits. FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of the configuration of a semiconductor memory, FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an operation analysis device of a semiconductor integrated circuit according to another example, and FIG.
FIG. 9 is a main part configuration diagram showing a specific configuration of an electron beam optical lens barrel and its control system used in the above-described operation analysis device, and FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional problem, and it relates to the size of a sense amplifier. It is a characteristic view which shows the relationship between access time and power consumption. 11 …… Sample (semiconductor integrated circuit), 12 …… Sample stage,
14 ... Electron detector, 20 ... Computer, 30 ... Ion beam optical lens barrel, 40 ... Ion beam control system, 51 ... Semiconductor memory, 52 ... Memory element, 53 ... Sense amplifier,
54 …… 80% component, 55 …… 20% component, 56,57 ……
Connection wiring part, 70 ... Main constituent element (70% constituent element), 71,
~, 73 …… Auxiliary component (10% component), 80・ Electron beam optical lens barrel, 90・ Electron beam control system.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/10 481 G11C 11/34 353Z (56)参考文献 特開 昭59−168652(JP,A) 特開 昭51−108580(JP,A) 特開 昭60−169150(JP,A) 特開 昭59−172248(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location H01L 27/10 481 G11C 11/34 353Z (56) Reference JP-A-59-168652 (JP, A, 652) ) JP-A-51-108580 (JP, A) JP-A-60-169150 (JP, A) JP-A-59-172248 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に複数の半導体素子を集積してなる
半導体集積回路の動作解析方法において、前記半導体集
積回路として、配線の切断により駆動力の大きさを可変
できるセンスアンプ及び複数のメモリ素子からなる半導
体メモリを形成したのち、前記半導体集積回路の動作解
析のために切断すべきセンスアンプの所望の配線部を集
束イオンビームにて切断し、次いで前記集積回路の動作
解析を行うことを特徴とする半導体集積回路の動作解析
方法。
1. A method for analyzing the operation of a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are integrated on a substrate, wherein the semiconductor integrated circuit has a sense amplifier and a plurality of memories in which the magnitude of driving force can be varied by cutting wiring. After forming a semiconductor memory composed of elements, a desired wiring portion of a sense amplifier to be cut for operation analysis of the semiconductor integrated circuit is cut by a focused ion beam, and then operation analysis of the integrated circuit is performed. A characteristic analysis method of a semiconductor integrated circuit.
【請求項2】前記動作解析を行う手段として、VLSIメモ
リテスタ或いは電子ビームテスタを用いたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路の動作
解析方法。
2. The operation analysis method for a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a VLSI memory tester or an electron beam tester is used as the means for performing the operation analysis.
【請求項3】基板上に半導体集積回路として、配線の切
断により駆動力の大きさを可変できるセンスアンプ及び
複数のメモリ素子からなる半導体メモリが形成された基
板を収容する真空容器と、上記半導体集積回路の動作状
態を解析する動作解析部と、前記半導体集積回路のセン
スアンプ部分に集束イオンビームを照射して該センスア
ンプの所望配線部分を切断する集束イオンビーム照射部
とを具備してなることを特徴とする半導体集積回路の動
作解析装置。
3. A vacuum container for accommodating a substrate on which a semiconductor memory including a sense amplifier and a plurality of memory elements, which can change the magnitude of driving force by cutting wiring, is formed as a semiconductor integrated circuit on the substrate, and the semiconductor. The integrated circuit comprises an operation analysis section for analyzing the operation state of the integrated circuit, and a focused ion beam irradiation section for irradiating the sense amplifier section of the semiconductor integrated circuit with a focused ion beam to cut a desired wiring section of the sense amplifier. A semiconductor integrated circuit operation analysis apparatus characterized by the above.
【請求項4】前記動作解析部は、前記半導体集積回路に
電子ビームを照射すると共に、該集積回路からの2次電
子を検出してビーム照射部の電位を検出する電子ビーム
テスタであることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の半導体集積回路の動作解析装置。
4. The operation analysis unit is an electron beam tester for irradiating the semiconductor integrated circuit with an electron beam and detecting secondary electrons from the integrated circuit to detect the potential of the beam irradiation unit. 4. A semiconductor integrated circuit operation analysis apparatus according to claim 3.
【請求項5】前記集束イオンビーム照射部は、前記半導
体集積回路に対し斜め方向からイオンビームを照射する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第3項又は
第4項記載の半導体集積回路の動作解析装置。
5. The semiconductor integrated device according to claim 3, wherein the focused ion beam irradiating unit irradiates the semiconductor integrated circuit with an ion beam from an oblique direction. Circuit motion analysis device.
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JPS59121946A (en) * 1982-12-28 1984-07-14 Fujitsu Ltd Electron beam device
JPS59168652A (en) * 1983-03-16 1984-09-22 Hitachi Ltd Method and apparatus for correcting element

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