JP2986974B2 - Electron beam tester - Google Patents

Electron beam tester

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JP2986974B2
JP2986974B2 JP3241551A JP24155191A JP2986974B2 JP 2986974 B2 JP2986974 B2 JP 2986974B2 JP 3241551 A JP3241551 A JP 3241551A JP 24155191 A JP24155191 A JP 24155191A JP 2986974 B2 JP2986974 B2 JP 2986974B2
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和生 大窪
貴之 安部
昭夫 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の診断
等に使用される電子ビームテスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam tester used for diagnosis of a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8を参照しながら図6及び図7に基づ
いて、従来の電子ビームテスタによる電圧波形測定方法
を説明する。以下、括弧内の数値は図中のステップ識別
番号である。
2. Description of the Related Art A conventional voltage waveform measuring method using an electron beam tester will be described with reference to FIGS. Hereinafter, numerical values in parentheses are step identification numbers in the figure.

【0003】(50)試料上の測定点の印加電圧を0V
にし、図8(A)に示す如く、分析電圧Vに対する二次
電子検出量SのいわゆるSカーブを取得する。二次電子
検出量Sの最大値SMAXと最小値SMINの平均値をスライ
スレベルSLとする。そして、S=SLとなる分析電圧V
0及び収束係数α=−1/βを求める。ここにβは、S
カーブと直線S=SLとの交点でのSカーブの傾きであ
る。
(50) The applied voltage at the measurement point on the sample is 0 V
Then, as shown in FIG. 8A, a so-called S curve of the secondary electron detection amount S with respect to the analysis voltage V is obtained. The average value of the maximum value S MAX and the minimum value S MIN of the secondary electron detection amount S and the slice level S L. Then, the analysis voltage V where S = S L
0 and a convergence coefficient α = −1 / β are obtained. Where β is S
This is the slope of the S curve at the intersection of the curve and the straight line S = S L.

【0004】(51)走査回数を表すカウンタiに初期
値0を代入する。
(51) An initial value 0 is substituted for a counter i representing the number of scans.

【0005】(52)位相識別変数jに初期値0を代入
する。
(52) An initial value 0 is substituted for a phase identification variable j.

【0006】(53)分析電圧VをVijに設定する。初
期値V0jは、全ての位相jの値0〜mについて同一値で
あって、予め設定されている。
(53) Set the analysis voltage V to V ij . The initial value V 0j is the same value for all values 0 to m of the phase j and is set in advance.

【0007】(54)位相jにおいて、試料の測定点に
パルス状の電子ビームEBを照射し、二次電子検出量S
ijを取得する。
(54) In the phase j, the measurement point of the sample is irradiated with the pulsed electron beam EB, and the secondary electron detection amount S
Get ij .

【0008】(55)Vi+1j=Vij+α(Sij−SL
を算出する。分析電圧Vijは、図8(B)に示す如く、
位相jの増加とともにSカーブとスライスレベルSL
の交点の分析電圧V=Vejに収束する。
(55) V i + 1j = V ij + α (S ij −S L )
Is calculated. The analysis voltage V ij is, as shown in FIG.
With increasing phase j converges to analyze the voltage V = V ej of intersection of the S curve and the slice level S L.

【0009】(56)位相jと位相最大値mとを比較す
る。
(56) The phase j is compared with the phase maximum value m.

【0010】(57)j≠mの場合は、位相jをインク
リメントし、上記ステップ53へ戻る。
(57) If j ≠ m, the phase j is incremented, and the process returns to step 53.

【0011】(58)j=mとなると、分析電圧Vi+1j
が分析電圧Vejに収束したかどうかを判定する。すなわ
ち、|Vi+1j−Vij|≦εが全てのjの値0〜mについ
て成立するかどうかを判定する。
(58) When j = m, the analysis voltage V i + 1j
Is determined to have converged to the analysis voltage Vej . That is, it is determined whether | V i + 1j −V ij | ≦ ε holds for all values of j from 0 to m.

【0012】(59)分析電圧VがVejに収束していな
いと判定された場合には、カウンタiをインクリメント
し、上記ステップ52へ戻る。
(59) If it is determined that the analysis voltage V has not converged to V ej , the counter i is incremented and the process returns to step 52.

【0013】ステップ52〜59の処理を繰り返すこと
により、分析電圧Vij(j=0〜m)が電圧Vejに収束
すると、図7に示す電圧波形測定処理に移る。
When the analysis voltages V ij (j = 0 to m) converge to the voltage V ej by repeating the processing of steps 52 to 59, the processing shifts to the voltage waveform measurement processing shown in FIG.

【0014】(60)繰り返し回数を表すカウンタkに
初期値0を代入する。また、位相jにおける分析電圧の
新たな初期値V0jとして値Vi+1jを代入し、位相jにお
ける分析電圧の累積加算値VTjに初期値V0jを代入す
る。以下のステップ61〜66での処理は、図6に示す
ステップ52〜57の処理と実質的に同一である。
(60) An initial value 0 is substituted for a counter k representing the number of repetitions. Further , the value V i + 1j is substituted for the new initial value V 0j of the analysis voltage in the phase j, and the initial value V 0j is substituted for the cumulative addition value VT j of the analysis voltage in the phase j. The processing in the following steps 61 to 66 is substantially the same as the processing in steps 52 to 57 shown in FIG.

【0015】(61)位相識別変数jに初期値0を代入
する。
(61) An initial value 0 is substituted for a phase identification variable j.

【0016】(62)分析電圧VをVkjに設定する。(62) Set the analysis voltage V to V kj .

【0017】(63)位相jにおいて、試料の測定点に
パルス状の電子ビームEBを照射し、二次電子検出量S
jを読み込む。
(63) At the phase j, the measurement point of the sample is irradiated with the pulsed electron beam EB, and the secondary electron detection amount S
Read j .

【0018】(64)Vk+1j=Vkj+α(Sj−SL)を
算出する。
(64) Calculate V k + 1j = V kj + α (S j −S L ).

【0019】(65)位相jと位相最大値mとを比較す
る。
(65) The phase j is compared with the phase maximum value m.

【0020】(66)j≠mの場合は、位相jをインク
リメントし、上記ステップ62へ戻る。
(66) If j ≠ m, the phase j is incremented and the process returns to step 62.

【0021】(67)kが予め設定された最大値Nに等
しいか否かを判定する。Nは通常2 4 〜28 程度の値で
あり、予め設定されている。
(67) k is equal to a preset maximum value N
It is determined whether it is acceptable. N is usually 2 Four~ 28In the value of the degree
Yes, it is set in advance.

【0022】(68)k≠Nであれば、カウンタkをイ
ンクリメントし、上記ステップ61へ戻る。
(68) If k ≠ N, the counter k is incremented, and the process returns to step 61.

【0023】(69)k=Nとなれば、位相jでの分析
電圧の平均値VMj=VTj/(k+1)を、j=0〜m
の各々について算出する。以上のようにして、加算平均
した電圧波形VMj−V0(j=0〜m)が得られる。
(69) If k = N, the average value of the analysis voltage VM j = VT j / (k + 1) at the phase j is calculated from j = 0 to m
Is calculated for each of. As described above, an averaged voltage waveform VM j −V 0 (j = 0 to m) is obtained.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1つの
測定点に対しパルス状の電子ビームを多数回照射するの
で、測定点が帯電して測定点にコンタミネーションが付
着し、二次電子検出量Sが減少して、図9に示す如くS
カーブが変化する。このため、図7に示す繰り返し処理
の過程で収束係数αが変化し、収束係数αが一定である
と仮定して得られた測定電圧に誤差が生じる。
However, since a single measurement point is irradiated with a pulsed electron beam many times, the measurement point is charged, contamination is attached to the measurement point, and the secondary electron detection amount S Decreases, and as shown in FIG.
The curve changes. Therefore, the convergence coefficient α changes in the course of the iterative processing shown in FIG. 7, and an error occurs in the measured voltage obtained assuming that the convergence coefficient α is constant.

【0025】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、電圧波形測定中に収束係数αを更新することによ
り、より正確に電圧波形を測定することが可能な電子ビ
ームテスタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electron beam tester capable of more accurately measuring a voltage waveform by updating the convergence coefficient α during voltage waveform measurement in view of such problems. It is in.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段及びその作用】図1は、本
発明に係る電子ビームテスタの原理構成を示す。
FIG. 1 shows the principle configuration of an electron beam tester according to the present invention.

【0027】本発明では、電子ビーム照射装置1で電子
ビーム2を試料3上の測定点に照射し、照射点から放出
された二次電子4を、分析電圧Vが印加されたエネルギ
ー分析器5を通して二次電子検出器6で検出し、二次電
子検出量SがスライスレベルSLとなる点での二次電子
検出量の増分δSに対する分析電圧の増分がδVのと
き、収束係数αをα=−δV/δSとし、各位相jにお
いて、二次電子検出量SをスライスレベルSLに収束さ
せ、収束後の第k回の位相走査における二次電子検出量
及び分析電圧をそれぞれSkj、Vkjとしたとき、 Vk+1j=Vkj+α(Skj−SL) ・・・(1) により分析電圧Vk+1jを求め、Vkjをkについて加算平
均した値VMjと基準値V0との差を位相jにおける測定
電圧とする電子ビームテスタにおいて、kの増加に応じ
て、分析電圧Vkjの近傍の増分δVと二次電子検出量S
kjの近傍の増分δSに基づき収束係数αを更新する収束
係数更新手段7、8を備えている。
In the present invention, the electron beam 2 is irradiated on the measurement point on the sample 3 by the electron beam irradiation apparatus 1 and the secondary electrons 4 emitted from the irradiation point are converted into an energy analyzer 5 to which an analysis voltage V is applied. detected by the secondary electron detector 6 through, when the secondary electron detection amount S of the analysis voltage for incremental δS secondary electron detection amount at the point at which the slice level S L increment of .DELTA.V, the convergence factor alpha alpha = - [Delta] V / delta] S and, in each phase j, the secondary electron detecting amount S is converged to the slice level S L and the secondary electron detection amount in the k times of the phase scan after convergence and analysis voltages S respectively kj, Assuming that V kj , V k + 1j = V kj + α (S kj −S L ) (1) The analysis voltage V k + 1j is obtained, and a value VM j obtained by adding and averaging V kj to k is used as a reference. in the electron-beam tester of a difference between the value V 0 and measured voltage in the phase j according to an increase of k, the analysis voltage V near the increment δV of kj and secondary electron detection amount S
Convergence coefficient updating means 7 and 8 for updating the convergence coefficient α based on the increment δS near kj are provided.

【0028】本発明では、電圧波形測定中において、位
相走査回数の増加に応じて、分析電圧Vkjの近傍の増分
δVと二次電子検出量Skjの近傍の増分δSに基づき収
束係数αを更新するので、1つの測定点に電子ビーム2
を多数回照射することにより測定点が帯電して測定点に
コンタミネーションが付着し二次電子検出量Sが減少し
て、図9に示す如くSカーブが変化しても、従来より正
確に電圧波形を測定することが可能となる。
According to the present invention, during the voltage waveform measurement, the convergence coefficient α is determined based on the increment δV near the analysis voltage V kj and the increment δS near the secondary electron detection amount S kj in accordance with the increase in the number of phase scans. Because it is updated, the electron beam 2
Is irradiated many times, the measurement point is charged, contamination is attached to the measurement point, the secondary electron detection amount S decreases, and even if the S curve changes as shown in FIG. The waveform can be measured.

【0029】本発明の第1態様では、収束係数更新手段
7、8は、各位相jにおいて、分析電圧をVkj+δV/
2にしたときの二次電子検出量SHjと、分析電圧をV
kj−δV/2にしたときの二次電子検出量SLjを得、
二次電子検出量SHjをjについて加算平均した値SH
及び二次電子検出量SLjをjについて加算平均した値
SLを算出し、α+κ(−δV/δS−α)を新たな収
束係数αとする。ここに、δS=SH−SL、κは0<
κ≦1なる定数である。また、Skj=(SHj+SLj
/2として上式(1)に基づき分析電圧Vk+1jを求め
る。
In the first embodiment of the present invention, the convergence coefficient updating means 7 and 8 convert the analysis voltage into V kj + δV /
The secondary electron detection amount SH j at 2 and the analysis voltage V
give the secondary electron detection amount SL j when the kj -δV / 2,
Value SH of the secondary electron detection amount SH j were averaged for j
And secondary electron detection amount SL j calculates the value SL obtained by averaging the j, α + κ (-δV / δS-α) and a new convergence factor alpha. Here, δS = SH−SL, κ is 0 <
κ ≦ 1. S kj = (SH j + SL j )
/ 2, the analysis voltage V k + 1j is obtained based on the above equation (1).

【0030】0<κ<1の場合、収束係数αが不正常に
急変しても、その影響をあまり受けずに、収束係数αが
徐々に正確な値に更新される。収束係数αが不正常に急
変することが殆ど起こり得ない場合には、κ=1とした
方が好ましい。また、δSに加算平均値SH及びSLを
用いるので、収束係数αの更新精度が高くなる。さら
に、Skj=(SHj+SLj)/2とするので、分析電圧
kjで二次電子を検出する必要がない。
In the case of 0 <κ <1, even if the convergence coefficient α suddenly changes suddenly, the convergence coefficient α is gradually updated to an accurate value without being affected so much. If it is almost impossible for the convergence coefficient α to suddenly change suddenly, it is preferable to set κ = 1. Further, since the average values SH and SL are used for δS, the accuracy of updating the convergence coefficient α increases. Furthermore, since S kj = (SH j + SL j ) / 2, there is no need to detect secondary electrons with the analysis voltage V kj .

【0031】本発明の第2態様では、各kについて、V
kj=Vk+1j−Vkjの分散Vakを算出し、該分散Vak
及びkの値に基づいてkの最終値を決定する(9)。
In the second embodiment of the present invention, for each k, V
It calculates the variance Va k of F kj = V k + 1j -V kj, the dispersion Va k
And the value of k is determined (9).

【0032】分散Vakが小さくなる程、かつ、kが大
きくなる程、測定電圧の分解能が高くなるので、この構
成の場合、必要以上にkが大きくなって処理時間が長く
なるのを防止することができる。
The smaller the variance Va k and the larger the k, the higher the resolution of the measured voltage. Therefore, in this configuration, it is possible to prevent k from becoming unnecessarily large and the processing time from being lengthened. be able to.

【0033】本発明の第3態様では、電圧分解能Vreを Vre=3[(Va0 +Va1 +・・・+Vak)/{2(k+1)2 }]1/2 で算出し、該電圧分解能Vreが設定値以下になったとき
をkの最終値とする(9)。
[0033] In a third aspect of the present invention calculates the voltage resolution V re in V re = 3 [(Va 0 + Va 1 + ··· + Va k) / {2 (k + 1) 2}] 1/2, wherein The time when the voltage resolution Vre falls below the set value is determined as the final value of k (9).

【0034】この構成の場合、分散の平均(Va0 +V
1 +・・・+Vak)/(k+1)を用いているの
で、電圧分解能Vreをより正確に評価することが可能と
なり、kの最終値をより適正に決定することができる。
In the case of this configuration, the average of the variance (Va 0 + V
because of the use of a 1 + ··· + Va k) / (k + 1), it is possible to evaluate the voltage resolution V re more accurately, it is possible to more properly determine the final value of k.

【0035】[0035]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0036】図2は、電子ビームテスタの要部ハードウ
エア構成を示す。
FIG. 2 shows a hardware configuration of a main part of the electron beam tester.

【0037】電子ビーム照射装置10は、電子銃11か
ら放射された電子ビームEBを、コンデンサ磁界レンズ
12A、パルス化用偏向板13、パルス化用アパーチャ
14、コンデンサ磁界レンズ12B、偏向器15及び対
物磁界レンズ16に通して、ステージ17上に固定され
た試料18上の測定点に収束照射させる。照射点から放
出された2次電子SEは、対物磁界レンズ16の内側に
配置された引出しグリッド191、制御グリッド192
及びエネルギー分析グリッド193を通って2次電子検
出器20で検出される。2次電子検出器20の出力電流
は、アンプ21で電圧に変換されかつ増幅された後、A
/D変換器22でデジタル化されてコンピュータ30に
供給される。
The electron beam irradiator 10 converts the electron beam EB emitted from the electron gun 11 into a condenser magnetic lens 12A, a pulsating deflecting plate 13, a pulsating aperture 14, a condenser magnetic lens 12B, a deflector 15 and an objective. The measurement point on the sample 18 fixed on the stage 17 is converged and irradiated through the magnetic lens 16. The secondary electrons SE emitted from the irradiation point are supplied to an extraction grid 191 and a control grid 192 disposed inside the objective magnetic field lens 16.
And detected by the secondary electron detector 20 through the energy analysis grid 193. The output current of the secondary electron detector 20 is converted into a voltage by the amplifier 21 and amplified,
The data is digitized by the / D converter 22 and supplied to the computer 30.

【0038】一方、クロック発生器23は、クロックφ
1 をカウンタ24のクロック入力端子に供給し、クロッ
クφ1 を例えば1/512分周したクロックφ2 をトリ
ガ信号としてテスト信号発生回路25及びディレイユニ
ット26に供給する。テスト信号発生回路25は、この
クロックφ2 に同期して、試料18に周期的なテスト信
号を供給する。クロック発生器23の出力ゲートは、コ
ンピュータ30からのスタート/ストップ信号により制
御される。カウンタ24は、クロックφ1を計数し、そ
の計数値をコンピュータ30に供給しかつ計数値の例え
ば下位9ビットを位相iとしてディレイユニット26に
供給する。ディレイユニット26は、クロックφ2 を受
けた後、カウンタ24からの位相iがjになったときに
電子ビームEBがパルス化用アパーチャ14を通過する
ように、パルス化用偏向板13に印加する電圧を制御す
る。この位相jは、クロックφ2によりインクリメント
される。
On the other hand, the clock generator 23 outputs the clock φ
1 was fed to the clock input terminal of the counter 24, and supplies the test signal generation circuit 25 and the delay unit 26 the clock phi 2 with the clock phi 1 to the circumferential example 1/512 minutes as a trigger signal. Test signal generation circuit 25, in synchronism with the clock phi 2, and supplies a periodic test signal to the sample 18. The output gate of the clock generator 23 is controlled by a start / stop signal from the computer 30. The counter 24 counts the clock φ1, supplies the counted value to the computer 30, and supplies the lower 9 bits of the counted value to the delay unit 26 as the phase i, for example. After receiving the clock φ 2 , the delay unit 26 applies the electron beam EB to the pulse deflecting plate 13 so that the electron beam EB passes through the pulse aperture 14 when the phase i from the counter 24 becomes j. Control the voltage. This phase j is incremented by the clock φ2.

【0039】コンピュータ30には、設定値入力用のキ
ーボード31と、設定値や電圧測定波形等を表示するた
めの表示装置32とが接続されている。
The computer 30 is connected to a keyboard 31 for inputting set values and a display device 32 for displaying set values, voltage measurement waveforms and the like.

【0040】次に、図5を参照しながら図3及び図4に
基づいてコンピュータ30による電圧波形測定処理手順
を説明する。
Next, referring to FIG. 5, the procedure of the voltage waveform measurement processing by the computer 30 will be described with reference to FIGS.

【0041】(70)図3に示す処理を行って、分析電
圧Vが電圧Vej(図8)に収束した時の分析電圧Vi+1j
を、位相j=0〜mについて求める。
(70) The analysis voltage V i + 1j when the analysis voltage V converges to the voltage V ej (FIG. 8) by performing the processing shown in FIG.
For the phases j = 0 to m.

【0042】(71)繰り返し回数を表すカウンタkに
初期値0を代入する。また、位相jにおける分析電圧の
新たな初期値V0jとして値Vi+1jを代入し、位相jにお
ける分析電圧の累積加算値VTjに初期値V0jを代入す
る。
(71) An initial value 0 is substituted for a counter k indicating the number of repetitions. Further , the value V i + 1j is substituted for the new initial value V 0j of the analysis voltage in the phase j, and the initial value V 0j is substituted for the cumulative addition value VT j of the analysis voltage in the phase j.

【0043】(72)位相識別変数jに初期値0を代入
し、また、二次電子検出量Sの累積加算値SHTに初期
値0を代入する。
(72) The initial value 0 is substituted for the phase identification variable j, and the initial value 0 is substituted for the cumulative addition value SHT of the secondary electron detection amount S.

【0044】(73)分析電圧VをVkj+δV/2に設
定する。δVは予め設定された値であり、例えば、δV
を1V程度にすると、収束係数αを約1%の精度で測定
することができる。測定点の電圧波形が図(5)(A)
に示すような場合、Vkj+δV/2は図5(C)に示す
如くなる。
(73) Set the analysis voltage V to V kj + δV / 2. δV is a preset value, for example, δV
Is set to about 1 V, the convergence coefficient α can be measured with an accuracy of about 1%. Figure 5 (A)
In the case shown in FIG. 5, V kj + δV / 2 becomes as shown in FIG.

【0045】(74)二次電子検出量Sを読み込み、こ
れをSHjとする。二次電子検出量SHjは図5(B)に
示す如くなる。
(74) The secondary electron detection amount S is read and is set as SH j . Secondary electron detection amount SH j becomes as shown in FIG. 5 (B).

【0046】(75)SHTにSHjを加えたものを新
たなSHTとする。
[0046] (75) as a new SHT a plus SH j to SHT.

【0047】(76)jとmの値を比較する。(76) The values of j and m are compared.

【0048】(77)j≠mであれば、位相jをインク
リメントして上記ステップ73へ戻る。
(77) If j ≠ m, the phase j is incremented and the process returns to step 73.

【0049】(78)j=mとなれば、SHTの平均値
SH=SHT/(m+1)を算出する。
(78) If j = m, the average SHT value SH = SHT / (m + 1) is calculated.

【0050】(79)位相jに初期値0を代入し、ま
た、二次電子検出量Sの累積加算値SLTに初期値0を
代入する。
(79) The initial value 0 is substituted for the phase j, and the initial value 0 is substituted for the cumulative addition value SLT of the secondary electron detection amount S.

【0051】(80)分析電圧VをVkj−δV/2に設
定する。Vkj−δV/2は図5(C)に示す如くなる。
(80) Set the analysis voltage V to V kj -δV / 2. V kj −δV / 2 is as shown in FIG.

【0052】(81)二次電子検出量Sを読み込み、こ
れをSLjとする。二次電子検出量SLjは図5(B)に
示す如くなる。
[0052] (81) reads the secondary electron detection amount S, which is referred to as SL j. Secondary electron detection amount SL j becomes as shown in FIG. 5 (B).

【0053】(82)SLTにSLjを加えたものを新
たなSLTとする。
[0053] (82) as a new SLT a plus SL j to the SLT.

【0054】(83)jとmの値を比較する。(83) The values of j and m are compared.

【0055】(84)j≠mであれば、位相jをインク
リメントして上記ステップ80へ戻る。
(84) If j ≠ m, the phase j is incremented and the process returns to step 80.

【0056】(85)j=mとなれば、SLTの平均値
SL=SLT/(m+1)を算出する。
(85) If j = m, the average value of SLT SL = SLT / (m + 1) is calculated.

【0057】(86)δS=SH−SLを算出し、α+
κ(−δV/δS−α)を新たな収束係数αとする。す
なわち、従来一定として取り扱った収束係数αを更新す
る。ここに、κは0<κ≦1なる予め設定された値であ
る。
(86) δS = SH−SL is calculated, and α +
Let κ (−δV / δS−α) be the new convergence coefficient α. That is, the convergence coefficient α which is conventionally treated as being constant is updated. Here, κ is a preset value such that 0 <κ ≦ 1.

【0058】 (87)Vk+1j=Vkj+α{(SHj+SLj)/2−SL} VTj=VTj+Vk+1j をj=0〜mの各々について算出する。[0058] (87) a V k + 1j = V kj + α {(SH j + SL j) / 2-S L} VT j = VT j + V k + 1j is calculated for each of the j = 0 to m.

【0059】(88)測定終了を判定するために、ま
ず、分析電圧Vk+1jと分析電圧Vkjに含まれているノイ
ズ成分の差VFkj、VFkjの位相j=0〜mについての
分散Vakを次式、 VFkj=Vk+1j−Vkj Vak=(VFk0 2 +VFk1 2 +・・・+VFkm 2 )/(m+1) により算出し、電圧分解能Vreを次式、 Vre=3[(Va0 +Va1 +・・・+Vak)/{2(k+1)2 }]1/2 で算出する。そして、電圧分解能Vreを、予め設定され
た値3σ0 と比較する。
(88) In order to determine the end of the measurement, first, the difference VF kj between the analysis voltage V k + 1j and the noise component included in the analysis voltage V kj and the phase j = 0 to m of the VF kj are determined. following equation variance Va k, calculated by VF kj = V k + 1j -V kj Va k = (VF k0 2 + VF k1 2 + ··· + VF km 2) / (m + 1), following equation voltage resolution V re , it is calculated by V re = 3 [(Va 0 + Va 1 + ··· + Va k) / {2 (k + 1) 2}] 1/2. Then, the voltage resolution V re is compared with a preset value 3σ 0 .

【0060】上記電圧分解能算出式において、(Va0
+Va1+・・・+Vak)/(k+1)は、分散Va0
〜Vakの平均値であり、また、{2(k+1)2 }の
2は、VFkjとVFk+1jの各々にVk+1jが含まれている
ことによる。
In the above voltage resolution calculation formula, (Va 0
+ Va 1 + ··· + Va k ) / (k + 1) , the dispersion Va 0
The average value of the to VA k, also 2 {2 (k + 1) 2 } is due to that it contains V k + 1j in each of VF kj and VF k + 1j.

【0061】(89)Vre>3σ0 であれば、電圧分解
能が不充分であるとしてカウンタkをインクリメント
し、上記ステップ72へ戻る。
(89) If V re > 3σ 0, it is determined that the voltage resolution is insufficient, the counter k is incremented, and the process returns to step 72.

【0062】(90)Vre≦3σ0 となれば、平均分析
電圧VMj=VTj/(k+1)を位相j=0〜mの各々
について求める。測定点の電圧はVMj−V0で与えられ
る。
(90) If V re ≦ 3σ 0 , an average analysis voltage VM j = VT j / (k + 1) is obtained for each of the phases j = 0 to m. The voltage at the measurement point is given by VM j -V 0 .

【0063】以上のようにして、従来よりも正確に電圧
波形を測定することができる。
As described above, the voltage waveform can be measured more accurately than before.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る電子ビ
ームテスタでは、電圧波形測定中において、位相走査回
数の増加に応じて、分析電圧Vkjの近傍の増分δVと二
次電子検出量Skjの近傍の増分δSに基づき収束係数α
を更新するので、1つの測定点に電子ビームを多数回照
射することにより測定点が帯電して測定点にコンタミネ
ーションが付着し二次電子検出量Sが減少してSカーブ
が変化しても、従来より正確に電圧波形を測定すること
が可能となるという効果を奏する。
As described above, in the electron beam tester according to the present invention, during the measurement of the voltage waveform, the increment δV near the analysis voltage V kj and the secondary electron detection amount S increase as the number of phase scans increases. convergence coefficient α based on the increment δS near kj
Therefore, even if one measurement point is irradiated with an electron beam many times, the measurement point is charged, contamination is attached to the measurement point, the secondary electron detection amount S decreases, and the S curve changes. This has the effect that the voltage waveform can be measured more accurately than before.

【0065】本発明の上記第1態様によれば、収束係数
αが不正常に急変する確度に応じて0<κ≦1なるκを
選定することにより、収束係数αが不正常に急変して
も、その影響をあまり受けずに、収束係数αが徐々に正
確な値に更新されるという効果を奏する。また、δSに
加算平均値SH及びSLを用いるので、収束係数αの更
新精度が高くなり、しかも、Skj=(SHj+SLj)/
2とするので、分析電圧Vkjで二次電子を検出する必要
がないという効果も奏する。
According to the first aspect of the present invention, κ satisfying 0 <κ ≦ 1 is selected in accordance with the probability that the convergence coefficient α suddenly changes suddenly, so that the convergence coefficient α suddenly changes suddenly. Also has an effect that the convergence coefficient α is gradually updated to an accurate value without being affected so much. Further, since the average values SH and SL are used for δS, the accuracy of updating the convergence coefficient α is increased, and S kj = (SH j + SL j ) /
Since 2, the secondary voltage does not need to be detected with the analysis voltage V kj .

【0066】本発明の上記第2態様によれば、必要以上
にkが大きくなって処理時間が長くなるのを防止するこ
とができるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to prevent the processing time from increasing due to unnecessarily large k.

【0067】本発明の上記第3態様によれば、電圧分解
能Vreをより正確に評価することが可能となり、kの最
終値をより適正に決定することができるという効果を奏
する。
According to the third aspect of the present invention, the voltage resolution V re can be more accurately evaluated, and the final value of k can be determined more appropriately.

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

【図1】本発明に係る電子ビームテスタの原理構成図で
ある。
FIG. 1 is a principle configuration diagram of an electron beam tester according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例の電子ビームテスタの要部ハ
ードウエア構成図である。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a main part of an electron beam tester according to one embodiment of the present invention.

【図3】電圧波形測定手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a voltage waveform measurement procedure.

【図4】電圧波形測定手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a voltage waveform measurement procedure.

【図5】電圧波形測定の説明に供する線図である。FIG. 5 is a diagram provided for explanation of voltage waveform measurement.

【図6】従来法による電圧波形測定手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a voltage waveform measurement procedure according to a conventional method.

【図7】従来法による電圧波形測定手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a voltage waveform measurement procedure according to a conventional method.

【図8】電圧波形測定説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of voltage waveform measurement.

【図9】Sカーブの変動を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a change in an S curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電子ビーム照射装置 11 電子銃 12A、12B コンデンサ磁界レンズ 13 パルス化用偏向板 14 パルス化用アパーチャ 15 偏向器 16 対物磁界レンズ 17 ステージ 18 試料 191 引出しグリッド 192 制御グリッド 193 エネルギー分析グリッド 20 2次電子検出器 EB 電子ビーム SE 2次電子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electron beam irradiation apparatus 11 Electron gun 12A, 12B Condenser magnetic lens 13 Pulsing deflecting plate 14 Pulsing aperture 15 Deflector 16 Object magnetic field lens 17 Stage 18 Sample 191 Extraction grid 192 Control grid 193 Energy analysis grid 20 Secondary electrons Detector EB electron beam SE secondary electron

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電子ビーム照射装置(1)で電子ビーム
(2)を試料(3)上の測定点に照射し、照射点から放
出された二次電子(4)を、分析電圧Vが印加されたエ
ネルギー分析器(5)を通して二次電子検出器(6)で
検出し、二次電子検出量SがスライスレベルSL となる
点での二次電子検出量の増分δSに対する分析電圧の増
分がδVのとき、収束係数αをα=−δV/δSとし、
各位相jにおいて、二次電子検出量Sをスライスレベル
Lに収束させ、収束後の第k回の位相走査における二
次電子検出量及び分析電圧をそれぞれSkj、Vkjとした
とき、 Vk+1j=Vkj+α(Skj−SL) ・・・(1) により分析電圧Vk+1jを求め、Vkjをkについて加算平
均した値VMjと基準値V0との差を位相jにおける測定
電圧とする電子ビームテスタにおいて、 kの増加に応じて、分析電圧Vkjの近傍の増分δVと二
次電子検出量Skjの近傍の増分δSに基づき収束係数α
を更新する収束係数更新手段(7、8)を有することを
特徴とする電子ビームテスタ。
An electron beam irradiator (1) irradiates an electron beam (2) to a measurement point on a sample (3) and applies an analysis voltage V to secondary electrons (4) emitted from the irradiation point. detected by energy analyzer (5) through a secondary electron detector (6), the incremental analysis voltage for the secondary electrons detected amount of incremental δS at the point where the secondary electron detection amount S becomes the slice level S L Is δV, the convergence coefficient α is α = −δV / δS,
In each phase j, converges the secondary electron detection amount S the slice level S L, the secondary electron detecting amount in the k times of the phase scan after convergence and analysis voltage when the S kj, V kj respectively, V k + 1j = seeking V kj + α (S kj -S L) analyzed by (1) the voltage V k + 1j, the difference between the value VM j and the reference value V 0 obtained by averaging the V kj for k In an electron beam tester that sets a measurement voltage at the phase j, a convergence coefficient α is determined based on an increment δV near the analysis voltage V kj and an increment δS near the secondary electron detection amount S kj as k increases.
An electron beam tester comprising convergence coefficient updating means (7, 8) for updating the following.
【請求項2】 前記収束係数更新手段(7、8)は、各
位相jにおいて、分析電圧をVkj+δV/2にしたとき
の二次電子(4)検出量SHjと、分析電圧をVkj−δ
V/2にしたときの二次電子検出量SLjを得、二次電
子検出量SHjをjについて加算平均した値SH及び二
次電子検出量SLjをjについて加算平均した値SLを
算出し、α+κ(−δV/δS−α)を新たな収束係数
αとし、ここに、δS=SH−SL、κは0<κ≦1な
る定数であり、 Skj=(SHj+SLj)/2として上式(1)に基づき
分析電圧Vk+1jを求めることを特徴とする請求項1記載
の電子ビームテスタ。
Wherein said convergence coefficient updating means (7, 8), in each phase j, and the secondary electrons (4) detecting the amount SH j when the analysis voltage was V kj + .DELTA.V / 2, the analysis voltage V kj −δ
The secondary electron detection amount SL j at V / 2 is obtained, and a value SH obtained by averaging the secondary electron detection amount SH j with j and a value SL obtained by averaging the secondary electron detection amount SL j with j are calculated. Then, α + κ (−δV / δS-α) is set as a new convergence coefficient α, where δS = SH-SL, κ is a constant satisfying 0 <κ ≦ 1, and S kj = (SH j + SL j ) / 2. The electron beam tester according to claim 1, wherein the analysis voltage V k + 1j is obtained based on the above equation (2).
【請求項3】 前記各kについて、VFkj=Vk+1j−V
kjの分散Vakを算出し、該分散Vak及びkの値に基づ
いてkの最終値を決定する(9)ことを特徴とする請求
項1又は2記載の電子ビームテスタ
3. For each k, VF kj = V k + 1j -V
3. The electron beam tester according to claim 1, wherein a variance Va k of kj is calculated, and a final value of k is determined based on the variance Va k and the value of k.
【請求項4】 電圧分解能Vreを、 Vre=3[(Va0 +Va1 +・・・+Vak)/{2(k+1)2 }]1/2 で算出し、該電圧分解能Vreが設定値以下になったとき
をkの最終値とすることを特徴とする請求項3記載の電
子ビームテスタ。
The 4. A voltage resolution V re, V re = 3 [ (Va 0 + Va 1 + ··· + Va k) / {2 (k + 1) 2}] is calculated by 1/2, the voltage resolution V re is 4. The electron beam tester according to claim 3, wherein when the value becomes equal to or less than a set value, the final value of k is set.
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