JPH01100934A - Electron beam tester - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子ビームテスタに関し、特に、半導体装置
の試験を行うための電子ビームテスタに適用して有効な
技術に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electron beam tester, and particularly to a technique that is effective when applied to an electron beam tester for testing semiconductor devices.
半導体装置は、その製造工程の最終段階において、テス
タで電気的な試験を行っている。近年では、電子ビーム
を半導体チップ上の半導体素子や配線に照射し、そこか
ら出てくる２次電子を検出することによって電気的試験
を行う電子ビームテスタが用いられるようになってきて
いる。電子ビームテスタに関しては、ソリッド ステー
ト テクノロジー、日本版、１９８６年２月号、ｐ４６
ｒＩＣの電子ビームプローブＪ、Ｅ、Ｍｅｎｚ−ｅ ｌ
、 Ｒ，Ｂ ｕ ｃ ｈ ａ ｎ ａ ｎ （Ｓｏｌ
ｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｅｃｈ−ｎｏｌｏｇｙ、日本版）
に記載されている。Semiconductor devices are electrically tested using testers at the final stage of their manufacturing process. In recent years, electron beam testers have come into use that perform electrical tests by irradiating semiconductor elements and wiring on a semiconductor chip with an electron beam and detecting secondary electrons emitted from the electron beam. Regarding electron beam testers, see Solid State Technology, Japanese Edition, February 1986 issue, p46.
rIC electron beam probe J, E, Menz-e l
, R, Buc h a n a n (Sol
id 5tate Technology-nology, Japanese version)
It is described in.
〔発明が解決しようとする！Ｘｔ１ｇ点〕本発明者が、
従来の電子ビームテスタについて検討した結果１次の問
題点を見出した。[Invention tries to solve! Xt1g point] The inventor,
As a result of examining conventional electron beam testers, we discovered the first problem.
電子ビームを、例えば半４体チップ上の露出している配
線に照射すると、そこから２次電子が出てくるので、前
記露出している配線の電気的試験を行うことができる。When an electron beam is irradiated onto exposed wiring on a half chip, for example, secondary electrons are emitted from the exposed wiring, so that the exposed wiring can be electrically tested.
ところが、酸化シリコン膜等からなる絶縁膜によって覆
れている配線に電子ビームを照射すると、前記絶縁膜が
しだいに負にチャージされる。このため、始めのうちは
、電子ビームを絶縁膜下の所望の配線に制御して照射す
ることができるが、しだいに、負にチャージされた絶縁
膜によって電子ビームの照射位置の制御ができなくなる
ので、絶縁膜で覆れた配線を電子ビームテスタで試験す
ることができないという問題があった。However, when an electron beam is irradiated onto a wire covered with an insulating film made of a silicon oxide film or the like, the insulating film is gradually charged negatively. Therefore, in the beginning, it is possible to control and irradiate the electron beam to the desired wiring under the insulating film, but gradually it becomes impossible to control the irradiation position of the electron beam due to the negatively charged insulating film. Therefore, there was a problem in that wiring covered with an insulating film could not be tested using an electron beam tester.
本発明の目的は、絶縁膜の下の配線や半導体素子を試験
することができる電子ビームテスを提供することにある
。An object of the present invention is to provide an electron beam test capable of testing wiring and semiconductor elements under an insulating film.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち１代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of one typical invention disclosed in this application is as follows.
すなわち、ｆｆｌ子ビーム照射部の他に、前記半導体装
置に正電荷粒子を照射する正電荷粒子照射部を設け、ま
た、前記電子ビーム照射部のプランカーと正電荷粒子照
射部のプランカーを交互に切換える切換えスイッチを設
けたものである。That is, in addition to the ffl electron beam irradiation section, a positively charged particle irradiation section that irradiates the semiconductor device with positively charged particles is provided, and the plunker of the electron beam irradiation section and the plunker of the positively charged particle irradiation section are alternately operated. It is equipped with a changeover switch.
上述した手段によれば、絶縁膜を負にチャージしている
電子が、正電荷粒子を照射することによってキャンセル
されるので、電子ビームの照射位置の制御が妨害される
ことがなくなり、絶縁膜下の半導体素子や配線に制御性
よく電子ビームを照射することができる。これにより、
前記絶縁膜下の半導体素子や配線の試験を行うことがで
きる。According to the above-mentioned means, the electrons that are negatively charging the insulating film are canceled by irradiating the positively charged particles, so that the control of the irradiation position of the electron beam is not interfered with, and the electrons that are negatively charging the insulating film are It is possible to irradiate semiconductor devices and wiring with electron beams with good controllability. This results in
It is possible to test semiconductor elements and wiring under the insulating film.
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の一実施例の電子ビームテスタの概略
構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electron beam tester according to an embodiment of the present invention.
本願の電子ビームテスタ１は、第１図に示すように、電
子ビーム照射部ＩＡ、正電荷粒子照射部ＩＢ、試料室Ｉ
Ｃ、ローダＩＤ、真空排気装置ＩＥ等からなっている。As shown in FIG. 1, the electron beam tester 1 of the present application includes an electron beam irradiation section IA, a positively charged particle irradiation section IB, and a sample chamber I.
It consists of C, loader ID, vacuum exhaust device IE, etc.
電子ビーム照射部ＩＡは、電子源２．アパーチャ３．プ
ランカー４．電子光学系５、偏向器６を備えており、電
子ビーム１４Ａを所定の径に収束して、試料１１の所望
の位置に照射位置を制御しながら照射するようになって
いる。The electron beam irradiation unit IA includes an electron source 2. Aperture 3. Plunker 4. It is equipped with an electron optical system 5 and a deflector 6, and is configured to converge the electron beam 14A to a predetermined diameter and irradiate it onto a desired position of the sample 11 while controlling the irradiation position.
試料１１は、例えば半導体チップがパッケージのベース
に接着されたものであり、試料室工Ｃの中のＸ−Ｙテー
ブル１３上に配置されている。また、Ｘ−Ｙステージ１
３は、その上の試料１１が集積回路として動作すること
ができるように、試料１１に電源電位Ｖ ｃ ｃや接地
電位Ｖ ｓ ｓを供給するようになっている。電子ビー
ム１４Ａの照射によって試料１１から出た２次電子１４
Ｂは、試料室ＩＣの中の２次電子検出装置１２によって
検出される。The sample 11 is, for example, a semiconductor chip bonded to the base of a package, and is placed on an XY table 13 in the sample chamber C. Also, X-Y stage 1
3 supplies a power supply potential Vcc and a ground potential Vss to the sample 11 so that the sample 11 thereon can operate as an integrated circuit. Secondary electrons 14 emitted from the sample 11 by irradiation with the electron beam 14A
B is detected by the secondary electron detection device 12 in the sample chamber IC.
正電荷粒子照射部ＩＢは、正電荷粒子源７、アパーチャ
８、プランカー９等からなり、電子ビームの照射によっ
て負にチャージアップされた試料１１に正電荷粒子、例
えばボロンの陽イオンのシャワー１５を照射するように
なっている。電子ビーム照射部ＩＡのプランカー４と、
正電荷粒子照射部ＩＢのプランカー９へは、切換えスイ
ッチ１７を介して電源１６が接続される。切換えスイッ
チ１７を例えば、プランカー４の方へ接続すると、電子
ビーム１４Ａの照射が停止され、正電荷粒子のシャワー
１５が試料１１に照射される。一方、切換えスイッチ１
７をプランカー９の方へ接続°すると、正電荷粒子のシ
ャワー１５が停止され、電子ビーム１４Ａが試料１１に
照射される。The positively charged particle irradiation section IB includes a positively charged particle source 7, an aperture 8, a plunker 9, etc., and showers 15 positively charged particles, for example boron cations, onto the sample 11 which has been negatively charged by electron beam irradiation. It is designed to irradiate. Plunker 4 of electron beam irradiation section IA,
A power source 16 is connected to the plunker 9 of the positively charged particle irradiation section IB via a changeover switch 17. For example, when the changeover switch 17 is connected to the planker 4, the irradiation of the electron beam 14A is stopped and the sample 11 is irradiated with a shower 15 of positively charged particles. On the other hand, selector switch 1
7 towards the planker 9, the shower 15 of positively charged particles is stopped and the sample 11 is irradiated with the electron beam 14A.
次に、本実施例の電子ビームテスタ１による試験方法を
説明する。Next, a test method using the electron beam tester 1 of this embodiment will be explained.
第２図乃至第６図は、本実施例の電子ビームテスタ１に
よる試料１１の試験を説明するための図である。2 to 6 are diagrams for explaining the test of the sample 11 by the electron beam tester 1 of this embodiment.
第２図乃至第６図において、試料１１は、単結晶シリコ
ンからなる半導体チップ２０、例えば酸化シリコン膜か
らなる第１層目層間絶縁膜２１、第１層目のアルミニウ
ム配線、２３は酸化シリコン膜の上に塗布ガラス（ＳＯ
Ｇ）膜を設け、さらにこの上にリンシリケートガラス（
ＰＳＧ）膜を設けた第２層目層間絶縁膜２３．第２層目
のアルミニウム配線２４等からなっている。この他に、
半導体チップ２０にはＭＩＳＦＥＴやバイポーラトラン
ジスタ等が形成されている。アルミニウム配線２４は、
絶縁膜で覆れておらず、露出している。2 to 6, a sample 11 is a semiconductor chip 20 made of single crystal silicon, a first layer interlayer insulating film 21 made of a silicon oxide film, a first layer of aluminum wiring, and a silicon oxide film 23. coated glass (SO
G) A film is provided, and phosphosilicate glass (
A second interlayer insulating film 23 with a PSG) film provided thereon. It consists of a second layer of aluminum wiring 24 and the like. In addition to this,
A MISFET, a bipolar transistor, etc. are formed in the semiconductor chip 20. The aluminum wiring 24 is
It is not covered with an insulating film and is exposed.
第２図に示すように、アルミニウム配線２４に電子ビー
ム１４Ａを照射すると、配線２４の表面から低エネルギ
ーの２次電子１４Ｂが放出される。この２次電子１４Ｂ
の量は、配線２４の表面電位に依存して変化するので、
それを第１図に示した２次電子検出装置１２で検出すれ
ば、配線２４の電位を知ることができる。次に、第３図
に示すように１．、絶縁膜２３で覆れているアルミニウ
ム配線２２に電子ビーム１４Ａを照射すると、最初のう
ちは絶縁膜２３が負にチャージアップされていないので
、電子ビーム１４Ａを所望の配線２２に制御して照射す
ることができる。As shown in FIG. 2, when the aluminum wiring 24 is irradiated with an electron beam 14A, low energy secondary electrons 14B are emitted from the surface of the wiring 24. This secondary electron 14B
Since the amount changes depending on the surface potential of the wiring 24,
If this is detected by the secondary electron detection device 12 shown in FIG. 1, the potential of the wiring 24 can be known. Next, as shown in FIG. When the aluminum wiring 22 covered with the insulating film 23 is irradiated with the electron beam 14A, the insulating film 23 is not negatively charged at first, so the electron beam 14A is controlled and irradiated onto the desired wiring 22. can do.
このため、当初は、配線２２から２次電子１４Ｂが放出
され、それが絶縁膜２３を通って外へ出てくる。Therefore, at first, secondary electrons 14B are emitted from the wiring 22 and exit through the insulating film 23.
なお、絶縁膜２３で覆れた配線２２からでも、２次電子
１４Ｂが外へ出てくることは１日本学術振興会。Note that even from the wiring 22 covered with the insulating film 23, the secondary electrons 14B come out.1 Japan Society for the Promotion of Science.
１３２委員会、第９３回研究会質料、ｐ１２５〜１３０
に述べられている。前記のように、絶縁膜２３の下の配
線２２からでも、当初は２次電子１４Ｂが出てくるが、
電子ビーム１４Ａの照射を続けていると、第４図に示し
たように、絶縁膜２３が電子２５によって負にチャージ
アップされる。このため、電子ビーム１４Ａを制御して
所定の配線２２に照射することがきるなくる。そこで、
電子ビーム１４Ａの制御ができなくなる以前に、第５図
に示したように、正電荷粒子照射部ＩＢから正電荷粒子
のシャワー１５を絶縁膜２３へ照射する。これにより、
第６図に示すように、絶縁膜２３中の負電荷がキャンセ
ルされて、電子ビーム１４Ａが絶縁膜２３中の負電荷で
妨害されることがなくなるので、絶縁ｌｌＩ２３の下の
所望の配、１！２２へ制御性よく電子ビーム１４Ａを照
射することができる。したがって、再び配ｍ２２から２
次電子１４Ｂが出てくるようになり、電気的試験を続行
することができる。132 Committee, 93rd Research Meeting Materials, p125-130
It is stated in As mentioned above, the secondary electrons 14B initially come out even from the wiring 22 under the insulating film 23, but
As the electron beam 14A continues to be irradiated, the insulating film 23 is negatively charged up by the electrons 25, as shown in FIG. Therefore, it is possible to control the electron beam 14A to irradiate the predetermined wiring 22. Therefore,
Before the electron beam 14A becomes uncontrollable, the insulating film 23 is irradiated with a shower 15 of positively charged particles from the positively charged particle irradiation section IB, as shown in FIG. This results in
As shown in FIG. 6, the negative charges in the insulating film 23 are canceled and the electron beam 14A is no longer obstructed by the negative charges in the insulating film 23. !22 can be irradiated with the electron beam 14A with good controllability. Therefore, again from m22 to 2
The next electron 14B comes out and the electrical test can be continued.
半導体チップ２０の表面の図示していないＭＩＳＦＥＴ
やバイポーラトランジスタの試験も、前記と同様に、絶
縁膜２３．２１を通して電子ビーム１４ＡをＭＩＳＦＥ
Ｔのソースやドレインに、あるいはバイポーラトランジ
スタのエミッタ、コレクタ、ベースに照射し、それらか
ら出てきた２次電子を検出することによって行う、この
とき、電子ビーム１４Ａの照射によって絶縁膜２３．２
１がチャージアップされるので、電子ビーム１４Ａの照
射位置の制御ができなくなる以前に、電子ビーム１４Ａ
の照射を停止し、正電荷粒子のシャワー１５を照射する
。MISFET (not shown) on the surface of the semiconductor chip 20
For testing of bipolar transistors, the electron beam 14A is applied to the MISFE through the insulating films 23 and 21 in the same manner as described above.
This is done by irradiating the source and drain of T or the emitter, collector, and base of a bipolar transistor and detecting the secondary electrons emitted from them.
1 is charged up, the electron beam 14A is charged up before the irradiation position of the electron beam 14A can no longer be controlled.
The irradiation is stopped, and a shower 15 of positively charged particles is irradiated.
なお、切換えスイッチ１７は、電子ビーム１４Ａの照射
位置の制御が困難になる以前に、一定の時間間隔で切換
えて、電子ビーム１４Ａと正電荷粒子シ ２ヤワー１５
を交互に試料１１に照射するようする。Note that the changeover switch 17 is switched at regular time intervals to switch between the electron beam 14A and the positively charged particle shower 15 before it becomes difficult to control the irradiation position of the electron beam 14A.
The sample 11 is irradiated alternately.
以上１本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。The present invention has been specifically described above based on examples.
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.
なお、正電荷粒子は、陽イオンに限ったものではなく、
陽電子であってもよい。Note that positively charged particles are not limited to cations,
It may also be a positron.
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.
電子ビーム照射部の他に、正電荷粒子を照射する正電荷
粒子照射部を設け、また、前記電子ビーム照射部のプラ
ンカーと正電荷粒子照射部のプランカーを交互に切換え
る切換えスイッチを設けたことにより、絶縁膜を負にチ
ャージしている電子が、正電荷粒子の照射でキャンセル
されるので、絶縁膜下の半導体素子や配線を電気的に試
験することができる。In addition to the electron beam irradiation section, a positively charged particle irradiation section that irradiates positively charged particles is provided, and a changeover switch is provided that alternately switches between the plunker of the electron beam irradiation section and the plunker of the positively charged particle irradiation section. As a result, electrons that have negatively charged the insulating film are canceled by irradiation with positively charged particles, so that semiconductor elements and wiring under the insulating film can be electrically tested.
第１図は、本発明の一実施例の電子ビームテスタを説明
するための概略図、
第２図乃至第６図は、前記電子ビームテスタによる試料
の試験を説明するための図である。
図中、１・・・電子ビームテスタ本体、ＩＡ・・・電子
ビーム照射部、ＩＢ・・・正電荷粒子照射部、ＩＣ１・
・・試料室、ＩＤ・・・ローダ、ＩＥ・・・真空排気装
置、２・・・電子源、３．８・・・アパーチャ、４．９
・・・ブランカ−１５・・・電子光学系、６・・・偏向
器、７・・・陽イオン源、１０・・・Ｘ−Ｙステージ、
１１・・・試料、１２・・・２次電子検出装置、１４Ａ
・・・電子ビーム、１４Ｂ・・・２次電子、１５・・・
正電荷粒子のシャワー。
第１図
第２図
第３図
第５図
第６図
ン］ ｌすFIG. 1 is a schematic diagram for explaining an electron beam tester according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 6 are diagrams for explaining testing of a sample by the electron beam tester. In the figure, 1... Electron beam tester main body, IA... Electron beam irradiation section, IB... Positively charged particle irradiation section, IC1.
...Sample chamber, ID...Loader, IE...Evacuation device, 2...Electron source, 3.8...Aperture, 4.9
...Blanker-15...Electron optical system, 6...Deflector, 7...Cation source, 10...X-Y stage,
11... Sample, 12... Secondary electron detection device, 14A
...electron beam, 14B...secondary electron, 15...
A shower of positively charged particles. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
ームを照射し、前記半導体装置から出てくる２次電子を
検出装置で検出して前記半導体装置の電気的試験を行う
電子ビームテスタであって、前記電子ビーム照射部の他
に、前記半導体装置に正電荷粒子を照射する正電荷粒子
照射部を設け、また、前記電子ビーム照射部のプランカ
ーと正電荷粒子照射部のプランカーを交互に切換える切
換えスイッチを設けたことを特徴とする電子ビームテス
タ。 ２、前記正電荷粒子は、陽イオン又は陽電子であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビームテ
スタ。 ３、前記電子ビームと正電荷粒子を交互に照射すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビームテ
スタ。[Claims] 1. Electrical testing of the semiconductor device is performed by irradiating an electron beam from an electron beam irradiation unit to a semiconductor device in a sample chamber, and detecting secondary electrons emitted from the semiconductor device with a detection device. In addition to the electron beam irradiation section, the electron beam tester is provided with a positively charged particle irradiation section that irradiates the semiconductor device with positively charged particles, and further includes a plunker of the electron beam irradiation section and a positively charged particle irradiation section. An electron beam tester characterized by being equipped with a changeover switch that alternately switches between two plunkers. 2. The electron beam tester according to claim 1, wherein the positively charged particles are cations or positrons. 3. The electron beam tester according to claim 1, wherein the electron beam and positively charged particles are alternately irradiated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257115A JPH01100934A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Electron beam tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62257115A JPH01100934A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Electron beam tester |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100934A true JPH01100934A (en) | 1989-04-19 |
Family
ID=17301940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62257115A Pending JPH01100934A (en) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | Electron beam tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100934A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001056307A (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Observing method through use of positron reemission microscope and positron beam |
| CN107817376A (en) * | 2017-11-15 | 2018-03-20 | 武汉合康智能电气有限公司 | A kind of negative half period waveform blanking amplitude sampling apparatus |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62257115A patent/JPH01100934A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107817376A (en) * | 2017-11-15 | 2018-03-20 | 武汉合康智能电气有限公司 | A kind of negative half period waveform blanking amplitude sampling apparatus |
| CN107817376B (en) * | 2017-11-15 | 2023-09-05 | 武汉合智数字能源技术有限公司 | Negative half-cycle waveform blanking amplitude sampling device |
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