JP2934266B2 - Ｉｃの荷電粒子ビームによる試験方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はICチップの配線面における適当な個所に電
子ビームやイオンビームなどの荷電粒子ビームを照射す
ると共にそのICチップに試験パタンを印加し、荷電粒子
ビームの照射による放射２次電子エネルギーを測定して
そのビーム照射点の電圧波形を求めてICチップを試験す
るICの荷電粒子ビームによる試験方法に関する。

「従来の技術」 電子ビームテスタは第１図に示すように電子銃11から
放射される電子ビーム12をブランカ13で制御し、その電
子ビーム12をＸ方向偏向コイル14と、Ｙ方向偏向コイル
15とにより偏向制御して、被試験ICチップ16の配線面の
選定した個所に電子ビーム12を照射し、その状態でIC保
持基板17を通じてパターン発生器18から試験パターンを
被試験ICチップ16へ印加し、電子ビーム照射にもとずく
放射２次試験をスペクトルメータ19で捕捉し、その２次
電子のエネルギーを検出器21で測定して試験パターンと
電子ビーム照射点の電圧との関係を測定してICチップ16
を試験する。電子ビーム照射点のXY座標を制御計算機22
に設定すると、制御計算機22はその座標のＸ値、Ｙ値と
対応したデジタル値X,Yをそれぞれ発生し、これらデジ
タル値X,YはＸ方向偏向制御回路23、Ｙ方向偏向制御回
路24でそれぞれアナログ電流に変換されてそれぞれＸ方
向偏向コイル14、Ｙ方向偏向コイル15に供給され、設定
した照射点に電子ビーム12が照射される。検出器21の出
力により、照射点の電圧の時間経過（電圧波形）が低レ
ベルか高レベルかに応じて表示器25に白黒表示される。
パターン発生器18の基準クロックが制御計算機22へ供給
され、同期動作される。電子ビーム12の照射制御は制御
計算機22からパルス発生器26に指令を与え、パルス発生
器26の出力パルスをブランカ13に与えて行う。

このようなICチップに対する電圧波形測定を行うに先
立ち、電子ビームの照射点を決定するために、被試験IC
チップの各配線に電圧を印加した状態で、その配線面の
全体を電子ビームにより２次元走査して、その時の各点
の放射２次電子エネルギーからその点が配線（アルミニ
ウム、多結晶シリコンなど）であるか否かを判定して、
その結果を２次元像として表示器25に表示し、その２次
元像、つまり配線パターンの像を見て測定個所を決定
し、例えば表示器25の表示面上でその測定個所にカーソ
ルを移動させてその点を制御計算機22に入力している。

「発明が解決しようとする課題」 前述のように電圧波形の測定に先立ち配線面の２次元
像を表示させるが、実際の配線パターン（例えば第２図
Ａ）に対し、２次元像が第２図Ｂに示すように本来真っ
すぐであるべきパターンが曲がるなどのずれが生じる。
このパターンのずれは、半導体チップの配線やボンデイ
ングワイヤから発生する電界や、これらを流る電流によ
り発生する磁界によって電子ビームが局部的にわずか曲
げられるために生じるものである。このような２次元像
における実際とずれた個所を指定して電圧波形測定を行
っても、電子ビームは指定した個所に正しく照射され
ず、実際とは異なった誤った電圧波形を測定することに
なる。

「課題を解決するための手段」 この発明によれば電圧波形測定に先立ち、被試験ICチ
ップの配線面を荷電粒子ビームで走査してその２次元像
を得、この２次元像の正規像からずれた個所のずれ位置
又はずれ量を検出して記憶し、ICチップの上記ずれ個所
に対する電圧波形測定時に、記憶したそのずれ個所のず
れ位置又はずれ量に応じて荷電粒子ビームの偏向制御信
号を、ずれ個所でのずれが補正されるように補正する。

「実施例」 この発明では電圧波形測定に先立ち、被試験ICチップ
の配線面を走査してその２次元像を得、この２次元像の
正規像（実際のパターン）からずれた個所のずれ位置又
はずれ量を検出する。例えば表示器25の表示面に表示さ
れた第２図Ｂの２次元像を見て、正規位置ａとそのずれ
位置ｂとをそれぞれカーソルで指定して入力し、制御計
算機22内のメモリに正規位置ａの座標（x_a,y_a）とその
ずれ位置ｂの座標（x_b,y_b）とを記憶し、同様に正規位
置ｃの座標（x_c,y_c）とそのずれ位置ｄの座標（x_d,y_d）
とを記憶し、その他のずれ個所についてもそれぞれ正規
位置の座標とそのずれ位置の座標とを記憶する。

電圧波形測定時にずれ個所、例えばｂ点が指定された
場合は、予め記憶されたｂ点の座標（x_b,y_b）とその正
規位置ａの座標（x_a,y_a）との差から、ｂ点に対するＸ
方向偏向デジタル値とＹ方向偏向デジタル値を補正して
電子ビームがａ点を照射するようにする。従って、電子
ビームは局所偏向があっても正しく指定された配線上を
照射し、正しい電圧波形測定が行われる。ずれ個所のｅ
点を指定した場合はａ点とそのずれ位置ｂと、ｃ点とそ
のずれ位置ｄとから線形補間して、ｅ点の正規位置ｆを
求め、そのｆ点とｅ点との各座標から同様にＸ方向、Ｙ
方向の各偏向デジタル値を補正して電子ビームがｆ点を
照射するようにする。第２図Ｂの側ではずれはＸ方向の
みであり、またずれ量もｂ点とｄ点とを同一とみなし、
従ってｅ点のずれも同一となり、補正処理を簡単にする
ことができる。また例えばａ点（又はｂ点）の座標と、
そのずれ量（方向を含む）、つまりａ点座標とｂ点座標
との差を記憶しておいて、これを利用して偏向デジタル
値を補正するようにしてもよい。

上述においては２次元像の正規像からずれた個所の各
ずれ位置又はずれ量の検出を、２次元像の表示を見てず
れ個所を指示することにより求めたが、２次元像とその
正規像とをパターン認識の手法で比較してそれのずれ個
所の各ずれ位置又はずれ量を自動的に検出するようにし
てもよい。更にこの発明は電子ビームテスタのみならず
イオンビームを用いた同様のテスタにも適用できる。ま
た電子ビームの偏向は電磁偏向のみならず、静電偏向で
もよい。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば配線面の２次元像
の正規像からのずれを予め検出し、そのずれた個所に対
する電圧波形測定時に荷電粒子ビームの偏向制御信号が
補正されて正しい個所にビームが照射され、正しい測定
が行われる。この偏向補正は試験パターンに応じて動的
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子ビームテスタの構成を示す図、第２図Ａは
ICチップの実際の配線パターンの例を示す図、第２図Ｂ
はその電子ビーム走査による２次元像の例を示す図であ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧波形測定前に、電圧を被試験IC素子に
   印加した状態でその配線面を偏向制御信号により荷電粒
   子ビームで走査してその配線面の２次元像を得、 その２次元像の正規像からずれた個所のずれ位置又はず
   れ量を検出して記憶し、 上記被試験IC素子の上記ずれた個所に対する電圧波形測
   定時に、上記記憶したそのずれた個所のずれ位置又はず
   れ量に応じて荷電粒子ビームの上記偏向制御信号を、上
   記ずれた個所でのずれが補正されるように補正する ことを特徴とするICの荷電粒子ビームによる試験方法。