JP2973554B2 - 電子ビーム装置による電圧測定方法 - Google Patents
電子ビーム装置による電圧測定方法Info
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路の診断等に使用
される電子ビーム装置による電圧測定方法に関する。
される電子ビーム装置による電圧測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子ビーム装置として、図４にそ
の要部を示すようなものが提案されている。図中、１は
鏡筒、２は電子銃、３は電子銃２から発生された電子ビ
ーム、４は電子レンズ、５は電子ビーム３を電子ビーム
パルス６に成形するブランカ、７は電子ビームパルス６
を偏向する偏向コイル、８は試料室、９は試料ＬＳＩ、
１０は試料ＬＳＩ９から発生した２次電子、１１は分析
グリッド１２による減速電界によって２次電子１０の通
過を制御するエネルギー分析器、１３は２次電子検出器
であり、この電子ビーム装置においては、分析電圧対２
次電子信号量特性、いわゆるＳカーブ上、設定されたス
ライスレベルと等しい２次電子信号量を与える分析電圧
をもって測定対象信号の電圧測定値とされる。この場
合、いわゆる閉ループ法が使用される。
の要部を示すようなものが提案されている。図中、１は
鏡筒、２は電子銃、３は電子銃２から発生された電子ビ
ーム、４は電子レンズ、５は電子ビーム３を電子ビーム
パルス６に成形するブランカ、７は電子ビームパルス６
を偏向する偏向コイル、８は試料室、９は試料ＬＳＩ、
１０は試料ＬＳＩ９から発生した２次電子、１１は分析
グリッド１２による減速電界によって２次電子１０の通
過を制御するエネルギー分析器、１３は２次電子検出器
であり、この電子ビーム装置においては、分析電圧対２
次電子信号量特性、いわゆるＳカーブ上、設定されたス
ライスレベルと等しい２次電子信号量を与える分析電圧
をもって測定対象信号の電圧測定値とされる。この場
合、いわゆる閉ループ法が使用される。
【０００３】図５及び図６は閉ループ法を説明するため
の図であり、かかる閉ループ法においては、まず、図５
に示すように、ＳカーブのスライスレベルＳL付近にお
ける傾きβ（＝δＳ／δＶ）の逆数である収束係数α
（＝−δＶ／δＳ）が求められる。
の図であり、かかる閉ループ法においては、まず、図５
に示すように、ＳカーブのスライスレベルＳL付近にお
ける傾きβ（＝δＳ／δＶ）の逆数である収束係数α
（＝−δＶ／δＳ）が求められる。
【０００４】次に、図６に示すように、分析電圧の初期
値ＶR0が分析グリッド１２に印加され、２次電子信号が
サンプリングされる。このとき、２次電子信号量として
Ｓ0が得られたとすると、分析電圧はα（Ｓ0−ＳL）だ
け更新されてＶR0＋α（Ｓ0−ＳL）＝ＶR1とされ、これ
が分析グリッド１２に印加される。このとき、２次電子
信号量としてＳ1が得られたとすると、分析電圧はα
（Ｓ1−ＳL）だけ更新されてＶR1＋α（Ｓ1−ＳL）＝Ｖ
R2とされ、これが分析グリッド１２に印加される。以
下、このようにして、分析電圧の更新が繰り返され、分
析電圧の更新量の絶対値が一定値以下になったとき以
降、スライスレベルＳLを与える分析電圧の測定を複数
回繰り返し、これを加算平均したものを電圧測定値とす
る。このようにして、測定対象信号の電圧測定値を得る
ことができる。これが閉ループ法である。
値ＶR0が分析グリッド１２に印加され、２次電子信号が
サンプリングされる。このとき、２次電子信号量として
Ｓ0が得られたとすると、分析電圧はα（Ｓ0−ＳL）だ
け更新されてＶR0＋α（Ｓ0−ＳL）＝ＶR1とされ、これ
が分析グリッド１２に印加される。このとき、２次電子
信号量としてＳ1が得られたとすると、分析電圧はα
（Ｓ1−ＳL）だけ更新されてＶR1＋α（Ｓ1−ＳL）＝Ｖ
R2とされ、これが分析グリッド１２に印加される。以
下、このようにして、分析電圧の更新が繰り返され、分
析電圧の更新量の絶対値が一定値以下になったとき以
降、スライスレベルＳLを与える分析電圧の測定を複数
回繰り返し、これを加算平均したものを電圧測定値とす
る。このようにして、測定対象信号の電圧測定値を得る
ことができる。これが閉ループ法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる電子ビーム装置
においては、図７に示すように、Ｓカーブの形状は測定
中のコンタミネイション（ contamination )の付着や、
電子ビームの光軸の変化によるビーム電流の変動により
徐々に変化しており、これに対応して、収束係数αも変
化している。にも関わらず、従来の電子ビーム装置にお
いては、収束係数αは、測定開始時に算出され、測定中
に更新されることはない。このため、精度の高い電圧測
定を行うことができないという問題点があった。
においては、図７に示すように、Ｓカーブの形状は測定
中のコンタミネイション（ contamination )の付着や、
電子ビームの光軸の変化によるビーム電流の変動により
徐々に変化しており、これに対応して、収束係数αも変
化している。にも関わらず、従来の電子ビーム装置にお
いては、収束係数αは、測定開始時に算出され、測定中
に更新されることはない。このため、精度の高い電圧測
定を行うことができないという問題点があった。
【０００６】また、かかる電子ビーム装置においては、
測定位相の走査をカウンタ回路などに同期させてシーケ
ンシャルに行うと、配線上の絶縁膜の影響で検出される
２次電子信号量に誤差が発生してしまう場合がある。こ
のため、かかる電子ビーム装置においては、測定位相の
走査をランダムに行う方法が採用されている。ここに、
例えば、測定対象信号が図８に示すようなものである場
合において、測定位相をランダムに変化させた場合、分
析電圧、即ち、測定電圧は、例えば、図９に示すように
変化する。
測定位相の走査をカウンタ回路などに同期させてシーケ
ンシャルに行うと、配線上の絶縁膜の影響で検出される
２次電子信号量に誤差が発生してしまう場合がある。こ
のため、かかる電子ビーム装置においては、測定位相の
走査をランダムに行う方法が採用されている。ここに、
例えば、測定対象信号が図８に示すようなものである場
合において、測定位相をランダムに変化させた場合、分
析電圧、即ち、測定電圧は、例えば、図９に示すように
変化する。
【０００７】この方法においては、各位相点におけるス
トロボサンプリング回数としては、１００〜５００回程
度が適当である。そこで、サンプリングレートを１０Ｍ
ＨZとすると、一位相点あたりのサンプリング時間は１
０〜５０μＳ程度となる。
トロボサンプリング回数としては、１００〜５００回程
度が適当である。そこで、サンプリングレートを１０Ｍ
ＨZとすると、一位相点あたりのサンプリング時間は１
０〜５０μＳ程度となる。
【０００８】しかしながら、分析グリッド及びその周辺
回路の負荷が大きいため、分析電圧は、余り高速に切り
換えることはできない。ここに、分析電圧を変更した場
合の静定時間はサンプリング時間と同程度の２０μＳ程
度となる。したがって、２次電子信号のサンプリングは
指定した分析電圧ではなく、次式で示す等価的な分析電
圧Ｖeffで行うことになる。
回路の負荷が大きいため、分析電圧は、余り高速に切り
換えることはできない。ここに、分析電圧を変更した場
合の静定時間はサンプリング時間と同程度の２０μＳ程
度となる。したがって、２次電子信号のサンプリングは
指定した分析電圧ではなく、次式で示す等価的な分析電
圧Ｖeffで行うことになる。
【０００９】
【数５】
【００１０】但し、Ｖ0は前回測定の分析電圧、Ｖ1は今
回測定の分析電圧、τsは一位相の２次電子信号のサン
プリングに要する時間、τVは分析電圧の静定時間であ
る（図１０参照）。したがって、今回の分析電圧には、
前回の分析電圧の変化量（Ｖ0−Ｖ1）に比例した誤差が
生じる。ここに、スライスレベル近傍では分析電圧と２
次電子信号量は比例している。したがって、２次電子信
号には（Ｖ0−Ｖ1）に比例した誤差が重畳されることに
なる。この誤差は、電圧測定におけるノイズとして観測
される。このノイズを避けるため、従来においては、分
析電圧変化後に１０〜２０μＳ程度の静定時間をおいて
２次電子信号のサンプリングを開始していた。このた
め、測定時間が長くなってしまうという問題点があっ
た。
回測定の分析電圧、τsは一位相の２次電子信号のサン
プリングに要する時間、τVは分析電圧の静定時間であ
る（図１０参照）。したがって、今回の分析電圧には、
前回の分析電圧の変化量（Ｖ0−Ｖ1）に比例した誤差が
生じる。ここに、スライスレベル近傍では分析電圧と２
次電子信号量は比例している。したがって、２次電子信
号には（Ｖ0−Ｖ1）に比例した誤差が重畳されることに
なる。この誤差は、電圧測定におけるノイズとして観測
される。このノイズを避けるため、従来においては、分
析電圧変化後に１０〜２０μＳ程度の静定時間をおいて
２次電子信号のサンプリングを開始していた。このた
め、測定時間が長くなってしまうという問題点があっ
た。
【００１１】本発明は、かかる点に鑑み、試料の電圧測
定箇所に照射すべき電子ビームパルスを発生する電子ビ
ームパルス発生手段と、分析電圧を印加され、試料の電
圧測定箇所から発生する２次電子の通過を減速電界によ
って制御する分析グリッドを有してなるエネルギー分析
器と、このエネルギー分析器を通過した２次電子を検出
する２次電子検出器とを備えて構成される電子ビーム装
置において、Ｓカーブの変動による収束係数の変化を考
慮し、あるいは、測定位相の走査をランダムに行った場
合の２次電子信号量の誤差を考慮し、精度の高い電圧測
定を行うことができるようにした電子ビーム装置による
電圧測定方法を提供することを目的とする。
定箇所に照射すべき電子ビームパルスを発生する電子ビ
ームパルス発生手段と、分析電圧を印加され、試料の電
圧測定箇所から発生する２次電子の通過を減速電界によ
って制御する分析グリッドを有してなるエネルギー分析
器と、このエネルギー分析器を通過した２次電子を検出
する２次電子検出器とを備えて構成される電子ビーム装
置において、Ｓカーブの変動による収束係数の変化を考
慮し、あるいは、測定位相の走査をランダムに行った場
合の２次電子信号量の誤差を考慮し、精度の高い電圧測
定を行うことができるようにした電子ビーム装置による
電圧測定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明中、第１の発明に
よる電子ビーム装置による電圧測定方法は、試料の電圧
測定箇所の測定電圧に平均値が０［Ｖ］で前記測定電圧
と相関関係にない交流電圧（以下、プローブ電圧とい
う）を重畳した電圧を分析電圧として２次電子信号量を
測定し、この２次電子信号量と前記プローブ電圧との相
互相関と、前記プローブ電圧の自己相関との関係から、
Ｓカーブ上に設定されたスライスレベル付近における新
たな収束係数を算定し、この新たな収束係数を用いて前
記分析電圧の更新を行い、前記測定電圧を更新するとい
うものである。
よる電子ビーム装置による電圧測定方法は、試料の電圧
測定箇所の測定電圧に平均値が０［Ｖ］で前記測定電圧
と相関関係にない交流電圧（以下、プローブ電圧とい
う）を重畳した電圧を分析電圧として２次電子信号量を
測定し、この２次電子信号量と前記プローブ電圧との相
互相関と、前記プローブ電圧の自己相関との関係から、
Ｓカーブ上に設定されたスライスレベル付近における新
たな収束係数を算定し、この新たな収束係数を用いて前
記分析電圧の更新を行い、前記測定電圧を更新するとい
うものである。
【００１３】本発明中、第２の発明による電圧測定方法
は、分析グリッドに分析電圧を印加して２次電子信号量
を測定する場合の測定位相の走査をランダムに行い、各
測定位相における分析電圧の変化量を測定し、この分析
電圧の変化量と２次電子信号量との相互相関と、前記分
析電圧の変化量の自己相関との関係から、測定された２
次電子信号量の誤差を算定して正確な２次電子信号量を
得、この正確な２次電子信号量と、分析電圧対２次電子
信号量特性上に設定されたスライスレベルと、前記分析
電圧と、前記スライスレベル付近における収束係数とか
ら測定電圧を更新するというものである。
は、分析グリッドに分析電圧を印加して２次電子信号量
を測定する場合の測定位相の走査をランダムに行い、各
測定位相における分析電圧の変化量を測定し、この分析
電圧の変化量と２次電子信号量との相互相関と、前記分
析電圧の変化量の自己相関との関係から、測定された２
次電子信号量の誤差を算定して正確な２次電子信号量を
得、この正確な２次電子信号量と、分析電圧対２次電子
信号量特性上に設定されたスライスレベルと、前記分析
電圧と、前記スライスレベル付近における収束係数とか
ら測定電圧を更新するというものである。
【００１４】
【作用】第１の発明によれば、Ｓカーブの変動による収
束係数の変化を考慮し、新しい収束係数を算定して分析
電圧の更新を行うようにしているので、精度の高い電圧
測定を行うことができる。
束係数の変化を考慮し、新しい収束係数を算定して分析
電圧の更新を行うようにしているので、精度の高い電圧
測定を行うことができる。
【００１５】第２の発明によれば、測定位相の走査をラ
ンダムに行った場合の２次電子信号量の誤差を考慮し、
正確な２次電子信号量を算定するようにしているので、
この場合も、精度の高い電圧測定を行うことができる。
ンダムに行った場合の２次電子信号量の誤差を考慮し、
正確な２次電子信号量を算定するようにしているので、
この場合も、精度の高い電圧測定を行うことができる。
【００１６】
【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明の第１実
施例及び第２実施例について説明する。なお、図１及び
図３において、図４に対応する部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
施例及び第２実施例について説明する。なお、図１及び
図３において、図４に対応する部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
【００１７】第１実施例・・図１、図２ 図１は本発明の第１実施例（第１の発明の一実施例）を
実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であり、
１４は制御用計算機、１５はプローブ電圧を格納するた
めのプローブ電圧格納バッファ、１６は測定電圧を格納
するための測定電圧格納バッファ、１７はクロックを発
生するクロックジェネレータ、１８は制御用計算機１４
から供給される測定位相点数データに基づいて測定位相
データを出力し、測定位相を指定するカウンタ回路、１
９はカウンタ回路１８から供給される測定位相データに
基づいてブランカ５にブランキングパルスを供給するデ
ィレイユニット、２０は２次電子検出器１３から出力さ
れる２次電子信号を加算平均する２次電子信号加算平均
回路、２１はプローブ電圧格納バッファ１５からプロー
ブ電圧データを供給されると共に、測定電圧格納バッフ
ァ１６から測定電圧データを供給され、カウンタ回路１
８により指定される測定位相に対応する測定電圧とプロ
ーブ電圧の和を分析電圧として発生する分析電圧発生回
路である。
実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であり、
１４は制御用計算機、１５はプローブ電圧を格納するた
めのプローブ電圧格納バッファ、１６は測定電圧を格納
するための測定電圧格納バッファ、１７はクロックを発
生するクロックジェネレータ、１８は制御用計算機１４
から供給される測定位相点数データに基づいて測定位相
データを出力し、測定位相を指定するカウンタ回路、１
９はカウンタ回路１８から供給される測定位相データに
基づいてブランカ５にブランキングパルスを供給するデ
ィレイユニット、２０は２次電子検出器１３から出力さ
れる２次電子信号を加算平均する２次電子信号加算平均
回路、２１はプローブ電圧格納バッファ１５からプロー
ブ電圧データを供給されると共に、測定電圧格納バッフ
ァ１６から測定電圧データを供給され、カウンタ回路１
８により指定される測定位相に対応する測定電圧とプロ
ーブ電圧の和を分析電圧として発生する分析電圧発生回
路である。
【００１８】図２は本発明の第１実施例の電圧測定方法
の手順を説明するための図であり、この第１実施例にお
いては、測定箇所の真の電圧（電圧波形）をＶS（ｍ）
で表わすものとし、今、仮に、図２ａに示すような電圧
波形をしているものとする。なお、ｍは測定位相を示す
変数である。
の手順を説明するための図であり、この第１実施例にお
いては、測定箇所の真の電圧（電圧波形）をＶS（ｍ）
で表わすものとし、今、仮に、図２ａに示すような電圧
波形をしているものとする。なお、ｍは測定位相を示す
変数である。
【００１９】ここに、ｉ回目の測定で得られた測定電圧
をＶi(ｍ)とすると、この測定電圧Ｖi(ｍ)は、制御用計
算機１４の測定電圧格納バッファ１６に格納されるが、
この測定電圧Ｖi(ｍ)は、この真の電圧ＶS（ｍ）と次の
ような関係にある。 Ｖi(ｍ)＝ＶS（ｍ）＋Ｎi(ｍ) 但し、Ｎi(ｍ)は大きさが不明のノイズである（図２ｂ
参照）。
をＶi(ｍ)とすると、この測定電圧Ｖi(ｍ)は、制御用計
算機１４の測定電圧格納バッファ１６に格納されるが、
この測定電圧Ｖi(ｍ)は、この真の電圧ＶS（ｍ）と次の
ような関係にある。 Ｖi(ｍ)＝ＶS（ｍ）＋Ｎi(ｍ) 但し、Ｎi(ｍ)は大きさが不明のノイズである（図２ｂ
参照）。
【００２０】また、この第１実施例においては、図２ｃ
に示すような、平均値を０［Ｖ］とし、標準偏差を０.
２〜０.３［Ｖ］程度とするプローブ電圧Ｐi(ｍ)がプロ
ーブ電圧格納バッファ１５に格納される。なお、図２ｃ
は、プローブ電圧Ｐi(ｍ)を仮に示すものであり、実際
には、ランダムノイズ等が適当である。
に示すような、平均値を０［Ｖ］とし、標準偏差を０.
２〜０.３［Ｖ］程度とするプローブ電圧Ｐi(ｍ)がプロ
ーブ電圧格納バッファ１５に格納される。なお、図２ｃ
は、プローブ電圧Ｐi(ｍ)を仮に示すものであり、実際
には、ランダムノイズ等が適当である。
【００２１】そこで、この第１実施例においては、ｉ＋
１回目の電圧測定を、測定電圧格納バッファ１６に格納
されているｉ回目の測定電圧Ｖi(ｍ)と、プローブ電圧
格納バッファ１５に格納されているプローブ電圧Ｐ
i(ｍ)とを加算した電圧Ｖi(ｍ)＋Ｐi(ｍ)を分析電圧ＶR
i(ｍ)として分析グリッド１２に印加して行う（図２ｄ
参照）。なお、図２ｄにおいて、破線は真の電圧Ｖ
S（ｍ）である。また、この場合の加算はカウンタ回路
１８から指定される測定位相に応じて行われる。また、
カウンタ回路１８の内容は、ディレイユニット１９に通
知されて、カウンタ回路１８の値に対する測定位相が設
定される。
１回目の電圧測定を、測定電圧格納バッファ１６に格納
されているｉ回目の測定電圧Ｖi(ｍ)と、プローブ電圧
格納バッファ１５に格納されているプローブ電圧Ｐ
i(ｍ)とを加算した電圧Ｖi(ｍ)＋Ｐi(ｍ)を分析電圧ＶR
i(ｍ)として分析グリッド１２に印加して行う（図２ｄ
参照）。なお、図２ｄにおいて、破線は真の電圧Ｖ
S（ｍ）である。また、この場合の加算はカウンタ回路
１８から指定される測定位相に応じて行われる。また、
カウンタ回路１８の内容は、ディレイユニット１９に通
知されて、カウンタ回路１８の値に対する測定位相が設
定される。
【００２２】他方、２次電子信号加算平均回路２０にお
いては、２次電子検出器１３から出力される２次電子信
号がカウンタ回路１８によって指定される全ての測定位
相でサンプリングされ、２次電子信号量が加算平均され
て、これがサンプリング終了信号と共に制御用計算機１
４に通知される。ここに、２次電子信号量Ｓi(ｍ)は次
式で表示される（図２ｅ参照）。
いては、２次電子検出器１３から出力される２次電子信
号がカウンタ回路１８によって指定される全ての測定位
相でサンプリングされ、２次電子信号量が加算平均され
て、これがサンプリング終了信号と共に制御用計算機１
４に通知される。ここに、２次電子信号量Ｓi(ｍ)は次
式で表示される（図２ｅ参照）。
【００２３】 Ｓi(ｍ)＝β［Ｎi(ｍ)＋Ｐi(ｍ)］＋ＳL＋ｎi(ｍ) 但し、βはＳカーブのスライスレベルＳL付近における
傾き、ｎi(ｍ)はノイズである。また、図２ｅにおい
て、点線は、βＰi(ｍ)＋ＳLである。
傾き、ｎi(ｍ)はノイズである。また、図２ｅにおい
て、点線は、βＰi(ｍ)＋ＳLである。
【００２４】ここに、制御用計算機１４においては、２
次電子信号量Ｓi(ｍ)とプローブ電圧Ｐi(ｍ)との相互相
関が次のようにして計算される。
次電子信号量Ｓi(ｍ)とプローブ電圧Ｐi(ｍ)との相互相
関が次のようにして計算される。
【００２５】
【数６】
【００２６】但し、β*は、
【００２７】
【数７】
【００２８】である。したがって、収束係数αの近似値
α*が、
α*が、
【００２９】
【数８】
【００３０】で求められる。そこで、本実施例において
は、α*［Ｓi(ｍ)−ＳL］をフィードバック電圧として
フィードバックすると、新たな測定電圧Ｖi+1(ｍ)は、
は、α*［Ｓi(ｍ)−ＳL］をフィードバック電圧として
フィードバックすると、新たな測定電圧Ｖi+1(ｍ)は、
【００３１】
【数９】
【００３２】として求めることができる（図２ｆ、図２
ｇ参照）。ここで、α*は非常に良い精度でαと一致す
るため、第２項を無視し、 Ｖi+1（ｍ）＝Ｖs（ｍ）＋α*ｎi（ｍ） とすることができる。なお、新たな測定電圧Ｖi+1(ｍ)
を測定電圧格納バッファ１６に格納する。
ｇ参照）。ここで、α*は非常に良い精度でαと一致す
るため、第２項を無視し、 Ｖi+1（ｍ）＝Ｖs（ｍ）＋α*ｎi（ｍ） とすることができる。なお、新たな測定電圧Ｖi+1(ｍ)
を測定電圧格納バッファ１６に格納する。
【００３３】以上の測定シーケンスを繰り返して、フィ
ードバック電圧が所定値以下になるようにし、それ以降
も同様の測定シーケンスを繰り返し、フィードバック電
圧が所定値以下になった以降の測定電圧を加算平均して
測定電圧を得るようにする。
ードバック電圧が所定値以下になるようにし、それ以降
も同様の測定シーケンスを繰り返し、フィードバック電
圧が所定値以下になった以降の測定電圧を加算平均して
測定電圧を得るようにする。
【００３４】また、この第１実施例では、フィードバッ
ク電圧が所定値以下になった以降の測定電圧をＶw(ｍ）
と表示する場合において、Ｖ1(ｍ）〜Ｖh(ｍ）までのｈ
個の測定電圧を加算平均して求めた測定電圧
ク電圧が所定値以下になった以降の測定電圧をＶw(ｍ）
と表示する場合において、Ｖ1(ｍ）〜Ｖh(ｍ）までのｈ
個の測定電圧を加算平均して求めた測定電圧
【００３５】
【数１０】
【００３６】の電圧分解能Ｖresol（ｈ）を次のように
して求める。
して求める。
【００３７】
【数１１】
【００３８】但し、Ｖar（ｋ）は、フィードバック電圧
の分散であり、次式で求めることができる。
の分散であり、次式で求めることができる。
【００３９】
【数１２】
【００４０】但し、ＶF k（ｍ）はフィードバック電圧で
あり、次式で求めることができる。 ＶF k（ｍ）＝Ｖk+1（ｍ）−Ｖk（ｍ） また、
あり、次式で求めることができる。 ＶF k（ｍ）＝Ｖk+1（ｍ）−Ｖk（ｍ） また、
【００４１】
【数１３】
【００４２】は、フィードバック電圧の平均であり、次
式で求めることができる。
式で求めることができる。
【００４３】
【数１４】
【００４４】以上のように、この第１実施例において
は、測定電圧Ｖi(ｍ)にプローブ電圧Ｐi(ｍ)を重畳する
ことにより、その段階で正確な収束係数α*を算定し、
この収束係数α*を使用してフィードバック電圧を決定
することができ、また、この場合、ノイズＮi(ｍ)及び
プローブ電圧Ｐi(ｍ)の影響を受けない測定電圧を求め
ることができる。したがって、精度の高い測定を行うこ
とができる。
は、測定電圧Ｖi(ｍ)にプローブ電圧Ｐi(ｍ)を重畳する
ことにより、その段階で正確な収束係数α*を算定し、
この収束係数α*を使用してフィードバック電圧を決定
することができ、また、この場合、ノイズＮi(ｍ)及び
プローブ電圧Ｐi(ｍ)の影響を受けない測定電圧を求め
ることができる。したがって、精度の高い測定を行うこ
とができる。
【００４５】また、この第１実施例においては、加算平
均して求めた測定電圧Ｖh(ｍ）の電圧分解能Ｖresol
（ｈ）を式（１）で求めるようにしているので、温度の
変動等、測定環境の変化に関わらず、安定した電圧分解
能を得ることができる。
均して求めた測定電圧Ｖh(ｍ）の電圧分解能Ｖresol
（ｈ）を式（１）で求めるようにしているので、温度の
変動等、測定環境の変化に関わらず、安定した電圧分解
能を得ることができる。
【００４６】第２実施例・・図３ 図３は本発明の第２実施例（第２の発明の一実施例）を
実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であり、
図中、２２は測定位相をランダムに指定する測定位相デ
ータを出力するポインタ回路である。
実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であり、
図中、２２は測定位相をランダムに指定する測定位相デ
ータを出力するポインタ回路である。
【００４７】いま、ｊ番目の位相における分析電圧をＶ
R（ｊ）とすると、この分析電圧ＶR（ｊ）は、 ＶR（ｊ）＝Ｖ（ｊ）＋Ｎ（ｊ） となる。但し、Ｖ（ｊ）はｊ番目における真の分析電
圧、Ｎ（ｊ）はノイズである。各位相で測定される２次
電子信号量Ｓe（ｊ）は、
R（ｊ）とすると、この分析電圧ＶR（ｊ）は、 ＶR（ｊ）＝Ｖ（ｊ）＋Ｎ（ｊ） となる。但し、Ｖ（ｊ）はｊ番目における真の分析電
圧、Ｎ（ｊ）はノイズである。各位相で測定される２次
電子信号量Ｓe（ｊ）は、
【００４８】
【数１５】
【００４９】となる。但し、δ（ｊ）＝ＶR（ｊ）−ＶR
（ｊ−１）であり、また、ｎ（ｊ）は新たに加わったノ
イズである。また、δ（ｊ）は分析電圧変化による誤差
分であり、Ｃは未知数である。
（ｊ−１）であり、また、ｎ（ｊ）は新たに加わったノ
イズである。また、δ（ｊ）は分析電圧変化による誤差
分であり、Ｃは未知数である。
【００５０】ここに、位相変化による分析電圧の変化量
δ（ｊ）は、ノイズＮ（ｊ）、ｎ（ｊ）と相関関係にな
いので、この第２実施例においては、Ｓe（ｊ）とδ
（ｊ）との相互相関を求めると、
δ（ｊ）は、ノイズＮ（ｊ）、ｎ（ｊ）と相関関係にな
いので、この第２実施例においては、Ｓe（ｊ）とδ
（ｊ）との相互相関を求めると、
【００５１】
【数１６】
【００５２】となる。したがって、Ｃδ（ｊ）は、Ｓe
（ｊ）とδ（ｊ）との相互相関と、δ（ｊ）の自己相関
とから次のようにして求めることができる。
（ｊ）とδ（ｊ）との相互相関と、δ（ｊ）の自己相関
とから次のようにして求めることができる。
【００５３】
【数１７】
【００５４】そこで、この誤差分Ｃδ（ｊ）を２次電子
信号量Ｓe（ｊ）から除いてやると、正確な２次電子信
号量が求まる。
信号量Ｓe（ｊ）から除いてやると、正確な２次電子信
号量が求まる。
【００５５】かかる第２実施例によれば、測定位相の走
査をランダムに行った場合の２次電子信号量の誤差を考
慮しているので、精度の高い電圧測定を行うことができ
る。
査をランダムに行った場合の２次電子信号量の誤差を考
慮しているので、精度の高い電圧測定を行うことができ
る。
【００５６】
【発明の効果】本発明中、第１の発明によれば、Ｓカー
ブの変動による収束係数の変化を考慮し、新しい収束係
数を算定して分析電圧の更新を行うようにしているの
で、精度の高い電圧測定を行うことができる。
ブの変動による収束係数の変化を考慮し、新しい収束係
数を算定して分析電圧の更新を行うようにしているの
で、精度の高い電圧測定を行うことができる。
【００５７】また、本発明中、第２の発明によれば、測
定位相の走査をランダムに行った場合の２次電子信号量
の誤差を考慮し、正確な２次電子信号量を算定するよう
にしているので、この第２の発明においても、精度の高
い電圧測定を行うことができる。
定位相の走査をランダムに行った場合の２次電子信号量
の誤差を考慮し、正確な２次電子信号量を算定するよう
にしているので、この第２の発明においても、精度の高
い電圧測定を行うことができる。
【図１】本発明の第１実施例（第１の発明の一実施例）
を実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であ
る。
を実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であ
る。
【図２】本発明の第１実施例の電圧測定方法の手順を説
明するための図である。
明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例（第２の発明の一実施例）
を実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であ
る。
を実施するための電子ビーム装置の要部を示す図であ
る。
【図４】従来の電子ビーム装置の要部を示す図である。
【図５】閉ループ法を説明するための図である。
【図６】閉ループ法を説明するための図である。
【図７】Ｓカーブの変動を示す図である。
【図８】真の電圧波形を示す図である。
【図９】測定位相の走査をランダムに行った場合の分析
電圧の波形を示す図である。
電圧の波形を示す図である。
【図１０】測定位相の走査をランダムに行った場合の問
題点を説明するための図である。
題点を説明するための図である。
２ 電子銃 ９ 試料 １０ ２次電子 １１ エネルギー分析器 １３ ２次電子検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手操 弘典 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−93676（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−187145（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56864（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−147377（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 31/28 - 31/3193 H01L 21/66
Claims (3)
- 【請求項１】試料の電圧測定箇所に照射すべき電子ビー
ムパルスを発生する電子ビームパルス発生手段と、分析
電圧を印加され、前記試料の電圧測定箇所から発生する
２次電子の通過を減速電界によって制御する分析グリッ
ドを有してなるエネルギー分析器と、該エネルギー分析
器を通過した２次電子を検出する２次電子検出器とを備
えて構成される電子ビーム装置において、前記試料の電
圧測定箇所の測定電圧に平均値が０［Ｖ］で前記測定電
圧と相関関係にない交流電圧を重畳した電圧を分析電圧
として２次電子信号量を測定し、この２次電子信号量と
前記交流電圧との相互相関と、前記交流電圧の自己相関
との関係から、分析電圧対２次電子信号量特性上に設定
されたスライスレベル付近における新たな収束係数を算
定し、この新たな収束係数を用いて前記分析電圧の更新
を行い、前記測定電圧を更新することを特徴とする電子
ビーム装置による電圧測定方法。 - 【請求項２】請求項１記載の電子ビーム装置による電圧
測定方法において、分析電圧の更新を繰り返し、分析電
圧の更新量の絶対値が一定値以下になったとき以降の分
析電圧Ｖw（ｍ）（但し、ｍ＝測定位相）の測定を複数
回繰り返し、これを加算平均したもの 【数１】 を前記試料の電圧測定箇所の測定電圧とする場合におい
て、フィードバック電圧ＶF k（ｍ）を ＶF k（ｍ）＝Ｖk+1（ｍ）−Ｖk（ｍ） で求め、フィードバック電圧ＶF k（ｍ）の平均を 【数２】 で求め、フィードバック電圧ＶF k（ｍ）の分散を 【数３】 で求める場合、電圧分解能Ｖresol（ｈ）を 【数４】 で算定することを特徴とする電子ビーム装置による電圧
測定方法。 - 【請求項３】試料の電圧測定箇所に照射すべき電子ビー
ムパルスを発生する電子ビームパルス発生手段と、分析
電圧を印加され、前記試料の電圧測定箇所から発生する
２次電子の通過を減速電界によって制御する分析グリッ
ドを有してなるエネルギー分析器と、該エネルギー分析
器を通過した２次電子を検出する２次電子検出器とを備
えて構成される電子ビーム装置において、前記分析グリ
ッドに分析電圧を印加して２次電子信号量を測定する場
合の測定位相の走査をランダムに行い、各測定位相にお
ける分析電圧の変化量を測定し、この分析電圧の変化量
と２次電子信号量との相互相関と、前記分析電圧の変化
量の自己相関との関係から、測定された２次電子信号量
の誤差を算定して正確な２次電子信号量を得、この正確
な２次電子信号量と、分析電圧対２次電子信号量特性上
に設定されたスライスレベルと、前記分析電圧と、前記
スライスレベル付近における収束係数とから測定電圧の
更新値を求めることを特徴とする電子ビーム装置による
電圧測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055036A JP2973554B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電子ビーム装置による電圧測定方法 |
| US07/854,531 US5300880A (en) | 1991-03-19 | 1992-03-19 | Method of measuring a voltage with an electron beam apparatus |
| DE69224311T DE69224311T2 (de) | 1991-03-19 | 1992-03-19 | Verfahren zur Messung einer Spannung mit einer Elektronenstrahlanordnung |
| EP92400745A EP0505280B1 (en) | 1991-03-19 | 1992-03-19 | A method of measuring a voltage with an electron beam apparatus |
| US08/176,116 US5416426A (en) | 1991-03-19 | 1993-12-30 | Method of measuring a voltage with an electron beam apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055036A JP2973554B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電子ビーム装置による電圧測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331375A JPH04331375A (ja) | 1992-11-19 |
| JP2973554B2 true JP2973554B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=12987435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3055036A Expired - Lifetime JP2973554B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電子ビーム装置による電圧測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5300880A (ja) |
| EP (1) | EP0505280B1 (ja) |
| JP (1) | JP2973554B2 (ja) |
| DE (1) | DE69224311T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH113920A (ja) * | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Advantest Corp | 荷電粒子線装置 |
| FR2770302B1 (fr) * | 1997-10-24 | 2000-01-07 | Sgs Thomson Microelectronics | Procede et dispositif de mesure de tension continue de circuits, par application d'une tension pulsee et par faisceau d'electrons |
| US6496536B2 (en) * | 1999-03-25 | 2002-12-17 | Qualcomm, Incorporated | System and method for estimating power |
| JP2000332070A (ja) * | 1999-05-17 | 2000-11-30 | Advantest Corp | 電子ビームテスタ、記録媒体、及び信号情報検出方法 |
| WO2002088763A2 (en) * | 2001-04-30 | 2002-11-07 | Nptest, Inc | Voltage acquisition with open-loop charged-particle-beam probe system |
| JP2003331770A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Seiko Instruments Inc | 電子線装置 |
| DE10244848B4 (de) * | 2002-09-20 | 2008-01-24 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur Korrektur der Abtastsignale inkrementaler Positionsmesseinrichtungen |
| JP5972677B2 (ja) * | 2012-06-12 | 2016-08-17 | 日本電子株式会社 | 電子顕微鏡の調整方法及び電子顕微鏡 |
| CN103837766B (zh) * | 2013-10-30 | 2019-06-11 | 惠阳东美音响制品有限公司 | 一种连接电子组件的接点的自动搜寻方法 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| DE2823642A1 (de) * | 1978-05-30 | 1980-01-03 | Siemens Ag | Verfahren zur beruehrungslosen potentialmessung an einem elektronischen bauelement |
| JPS57111457A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-10 | Fujitsu Ltd | Voltage measuring device using electron beam |
| DE3407041A1 (de) * | 1984-02-27 | 1985-09-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur automatischen einstellung des arbeitspunktes bei signalverlaufsmessungen mit korpuskularstrahl-messgeraeten |
| JPH0775155B2 (ja) * | 1985-08-20 | 1995-08-09 | 富士通株式会社 | ストロボ電子ビーム装置 |
| JPH03101041A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-25 | Hitachi Ltd | 電子ビームによる電圧測定装置 |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP3055036A patent/JP2973554B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-19 US US07/854,531 patent/US5300880A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-19 EP EP92400745A patent/EP0505280B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-19 DE DE69224311T patent/DE69224311T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-12-30 US US08/176,116 patent/US5416426A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69224311D1 (de) | 1998-03-12 |
| EP0505280A3 (en) | 1993-05-19 |
| EP0505280A2 (en) | 1992-09-23 |
| US5416426A (en) | 1995-05-16 |
| JPH04331375A (ja) | 1992-11-19 |
| EP0505280B1 (en) | 1998-02-04 |
| DE69224311T2 (de) | 1998-05-28 |
| US5300880A (en) | 1994-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990803 |