JPH01311553A - Charged particle ray device - Google Patents

Charged particle ray device

Info

Publication number
JPH01311553A
JPH01311553A JP63139265A JP13926588A JPH01311553A JP H01311553 A JPH01311553 A JP H01311553A JP 63139265 A JP63139265 A JP 63139265A JP 13926588 A JP13926588 A JP 13926588A JP H01311553 A JPH01311553 A JP H01311553A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
signal
logic
pulse width
lsi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63139265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Fukuhara
悟 福原
Shigemitsu Kiyofuji
繁光 清藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63139265A priority Critical patent/JPH01311553A/en
Publication of JPH01311553A publication Critical patent/JPH01311553A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To remove error logic due to a logic for detecting true logical information by digitizing a secondary electron signal from a sample at an optional voltage level followed by neglecting a logical signal of the smaller pulse width than the clock width. CONSTITUTION:A primary electron beam 2 emitted from an electron gun 1 spot-irradiates the logical LSI 5 of a sample. A test pattern is impressed on the LSI 5 from a pattern generator to operate with the pulse width more than the clock frequency. Secondary electrons generated from the LSI 5 are detected by a secondary electron detector 6 through an energy analyzer 3 for being memorized by a memory 10. Next, a standardizing judgement circuit 11 digitizes a waveform inputted from a the memory 10 at an optional voltage level followed by neglecting a pulse of the smaller pulse width than the clock pulse width. Thereby, the error detection caused by the noise of a secondary is removed so that the true logic signal can be detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は荷電粒子線装置に係り、特にEBテスター装置
の好適な信号処理に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a charged particle beam device, and particularly to suitable signal processing for an EB tester device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

走査電子顕微鏡を応用した電子ビームテスタ装置(EB
テスタ装置)はLSIの内部電圧測定に、従来の触針法
の汎用テスタに代り使用されている。
Electron beam tester device (EB) that applies a scanning electron microscope
The tester device) is used to measure the internal voltage of LSIs instead of the conventional general-purpose tester using the stylus method.

そして、一般には電子ビームをパルス化する所謂ストロ
ボEBテスタ装置が支配的である。このストロボ法は試
料に印加する信号と、それに同期して、任意幅にパルス
化された電子ビームを試料上に照射し、試料から発生し
た二次電子信号から、試料上の電圧を測定する方法であ
る。試料印加信号とパルス電子ビームの位相を制御する
ことにより、高速で変化する試料電位を低速に変換して
検出することができる。ここで、電子ビームのパルス幅
は測定される電圧波形の時間精度をきめるこトカら、i
返t、x期の11500〜1/1oOOに設定され概略
ins以下である。比較的短い繰返し周期(1μs以下
)で動作する試料、例えばメモリ等のLSIにおいては
ストロボ法のEBテスタ装置は有効であるが、長い繰返
し周期(10μs以上)の試料例えばゲートアレイ等の
論理LSIにおいて、同様に高分解能(電子ビームのパ
ルス幅ins以下)で測定すると、電子ビームのデユー
ティ比が1/10’以下となりS/Nの減少を招く。こ
のことは測定に長時間を要することとなり、ストロボ法
は適切でない。
In general, a so-called strobe EB tester device that pulses an electron beam is predominant. This strobe method is a method in which a signal is applied to the sample, and in synchronization with the signal, an electron beam pulsed to an arbitrary width is irradiated onto the sample, and the voltage on the sample is measured from the secondary electron signal generated from the sample. It is. By controlling the sample application signal and the phase of the pulsed electron beam, a rapidly changing sample potential can be converted to a slow one for detection. Here, the pulse width of the electron beam determines the time accuracy of the voltage waveform to be measured.
It is set to 11500 to 1/1oOO in the return t and x periods, and is approximately ins or less. The strobe method EB tester is effective for samples that operate with relatively short repetition periods (1 μs or less), such as LSIs such as memories, but it is effective for samples that operate with long repetition periods (10 μs or more), such as logic LSIs such as gate arrays. Similarly, when measured with high resolution (electron beam pulse width ins or less), the duty ratio of the electron beam becomes 1/10' or less, resulting in a decrease in S/N. This requires a long time for measurement, making the strobe method unsuitable.

EBテスタ装置として、ストロボ法を採用しないで、電
子ビームを直流で照射し、高速動作している試料電圧に
応答する二次電子検出系を開発することができれば、上
記問題は解決する。この方式はリアルタイム法と呼ばれ
ている。二次電子信号量は試料電圧の大きさに比例して
増減するため試料電圧4v10v (high/low
)の論理情報を検出することができる。
The above problem would be solved if an EB tester could develop a secondary electron detection system that irradiates a direct current electron beam without using a strobe method and responds to a sample voltage operating at high speed. This method is called the real-time method. Since the amount of secondary electron signal increases or decreases in proportion to the magnitude of the sample voltage, the sample voltage 4v10v (high/low
) logical information can be detected.

従来、この種の二次電子検出器としてはシンチレータと
ホトマルチプライヤ−を併用した検出器が使用されてい
る。最近は高速応答性のよいマイ・  クロチャンネル
プレート(以下MCPと略す、)も採用されつつある。
Conventionally, as this type of secondary electron detector, a detector using a combination of a scintillator and a photomultiplier has been used. Recently, microchannel plates (hereinafter abbreviated as MCP) with good high-speed response are also being adopted.

これらの検出器を使って約9 M Hzのリアルタイム
法を実現している報告例が有る[参照、エム・オスドロ
ワ、イー・メンツエン他著、[アイシー インターナル
 エレクトロン ビーム ロジック ステート アナリ
シス」、スキャンニングエレクトロン マイクロスコピ
ー、1982年11゜第563〜572頁(M 、 O
+qtrow 、 E 、 Menza l 、 at
e r IC−INTERNAL ELECTRON 
 BEAM  LOGIC5TATE ANALYSI
SJ。
There are reports that realize a real-time method of about 9 MHz using these detectors [see M. Osdrova, E. Mentzen et al., [IC Internal Electron Beam Logic State Analysis], Scanning Electron Microscopy, 1982, 11°, pp. 563-572 (M, O
+qtrow, E, Menza l, at
e r IC-INTERNAL ELECTRON
BEAM LOGIC5TATE ANALYSI
S.J.

5CANNING ELECTRON MICRO5C
OPY/1982/II/(Pages563−572
))]、ここでI10 (h i g h/ 1 o 
w)の判定は試料から発生した二次電子信号に任意のス
ライスレベルを設定し、そのレベルより大きいか小さい
かによって判定し、論理情報を得ている。
5CANNING ELECTRON MICRO5C
OPY/1982/II/(Pages563-572
))], where I10 (h i g h/ 1 o
For the determination of w), an arbitrary slice level is set for the secondary electron signal generated from the sample, and logical information is obtained by determining whether the slice level is greater than or less than that level.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術において二次電子信号のS/Nは主として
一次電子のプローブ電流Ipと検出回路の周波数帯域f
に依存していて、S / N ocJ5/、17である
。リアルタイム法においては高速の増幅回路(周波数帯
域は約100 M Hz )を用いるため、二次電子検
出信号のS/N比の著しい劣化を生じ、試料からの忠実
な論理信号の検出が困難になる。
In the above conventional technology, the S/N of the secondary electron signal is mainly determined by the probe current Ip of the primary electron and the frequency band f of the detection circuit.
S/NocJ5/, 17. Since the real-time method uses a high-speed amplifier circuit (frequency band is about 100 MHz), the S/N ratio of the secondary electron detection signal deteriorates significantly, making it difficult to detect faithful logic signals from the sample. .

本発明の目的は、この試料から発生する二次電子信号の
S/Nの悪化に伴う論理信号の誤検出を取り除き、真の
論理信号を検出することにある。
An object of the present invention is to detect a true logic signal by eliminating erroneous detection of a logic signal caused by deterioration of the S/N ratio of a secondary electron signal generated from this sample.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、試料に印加した最小パルス幅の時間を記憶
する手段と、検出された二次電子信号からI10判定を
実施する判定回路の判定条件に前記最小パルス時間を考
慮する手段を具備することにより達成される。
The above object is to include means for storing the time of the minimum pulse width applied to the sample, and means for considering the minimum pulse time in the determination conditions of a determination circuit that performs I10 determination from the detected secondary electron signal. This is achieved by

〔作用〕[Effect]

論理LSI素子は一般的には1ケあるいは2ケの基本ク
ロックによって動作している。従って。
Logic LSI elements are generally operated by one or two basic clocks. Therefore.

試料(論理LSI)に供給されるパターンデータ(論理
信号)のなかで最小のパルス幅はクロック周期である。
The minimum pulse width among the pattern data (logic signals) supplied to the sample (logic LSI) is the clock cycle.

このクロックパルス幅をメモリーに記憶する0次に、二
次電子信号量から110(high/low)に判定さ
れ規格化した信号を検索する。そしてその検索されたパ
ルス幅と前記クロック幅を比較し、クロック幅より小さ
いパルス幅の論理信号は無視する。このことにより雑音
による誤論理を削除することができる。
This clock pulse width is stored in the memory at the 0th order, and a signal determined to be 110 (high/low) and normalized from the secondary electron signal amount is searched. Then, the retrieved pulse width is compared with the clock width, and logic signals having a pulse width smaller than the clock width are ignored. This makes it possible to eliminate erroneous logic due to noise.

以上の作用により、試料の論理情報を正しく検出するこ
とができ、高精度の論理テスタ装置が実現できる。
Through the above-described operations, the logical information of the sample can be detected correctly, and a highly accurate logical tester device can be realized.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。 F
E (電界放射型)電子銃1より放射された一次電子ビ
ーム2は収束レンズ4により細く収束され、試料である
論理LSI5の任意の測定ケ所にスポット照射される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. F
A primary electron beam 2 emitted from an E (field emission type) electron gun 1 is narrowly converged by a converging lens 4, and is spot-irradiated onto an arbitrary measurement location of a logic LSI 5, which is a sample.

試料にはパターンジェネレータ7より任意のテストパタ
ーンが印加される。
An arbitrary test pattern is applied to the sample from the pattern generator 7.

このテストパターンには1例えばクロック50MHzで
動作するH i h gとLowのIlo (5v /
 Ov )パターンが数千パターン連続して印加され、
かつ、LSI素子の外部ピンの数百ピンに種々様々のパ
ターンが印加される。従ってこの論理LSIで動作して
いる最小のパルス幅τCは20nsとなる。第2図(a
)にそのクロック波形を示す。
This test pattern includes 1, for example, H i h g operating at a clock frequency of 50 MHz and low Ilo (5v /
Ov) patterns are applied continuously in several thousand patterns,
Moreover, various patterns are applied to hundreds of external pins of the LSI element. Therefore, the minimum pulse width τC operating in this logic LSI is 20 ns. Figure 2 (a
) shows the clock waveform.

試料から発生した二次電子は、エネルギーアナライザー
3により試料電位情報を含んだ信号となり、検出器6に
入射する。入射した二次電子信号を高速のビデオ増幅器
(周波数帯域100 M Hz )8で増幅し、電圧信
号に変換する0次にその信号を超高速A/Dコンバータ
9でディジタル信号に変換しメモリー10に記憶する。
The secondary electrons generated from the sample are turned into a signal containing sample potential information by the energy analyzer 3, and enter the detector 6. The incident secondary electron signal is amplified by a high-speed video amplifier (frequency band 100 MHz) 8 and converted to a voltage signal. Next, the signal is converted to a digital signal by an ultra-high-speed A/D converter 9 and stored in the memory 10. Remember.

第2図(b)に記憶された波形を示す。図から明らかな
ように、電子ビーム量に依存した量子化雑音、FE雑音
そしてアンプ雑音のためS/Nの悪い波形と成っている
FIG. 2(b) shows the stored waveform. As is clear from the figure, the waveform has a poor S/N ratio due to quantization noise, FE noise, and amplifier noise that depend on the amount of electron beam.

次に、この信号を規格化判定回路11に入力する。規格
化判定回路11は、入力された波形の任意の電圧レベル
にスレシホールドレベルを設定し、Iloに規格化する
回路である。第2図(Q)は。
Next, this signal is input to the standardization determination circuit 11. The normalization determination circuit 11 is a circuit that sets a threshold level to an arbitrary voltage level of an input waveform and normalizes it to Ilo. Figure 2 (Q) is.

スレシホールドレベルを第2図(b)の点線で示すレベ
ルに設定した結果得られた規格化判定回路の出力波形で
ある6スレシホールドレベルより大きな信号のときは“
1”、スレシホールドレベルより小さいときは0″の出
力がでる。図のような雑音によると思われる2Qns以
下の” 1 / O”論理が検出される。このLSI素
子はクロックパルス幅(20ns)以下で動作するはず
はなく、明らかに雑音による誤検出である。
When the signal is larger than the 6th threshold level, which is the output waveform of the normalization judgment circuit obtained as a result of setting the threshold level to the level shown by the dotted line in Figure 2 (b),
1", and when it is smaller than the threshold level, an output of 0" is output. As shown in the figure, "1/O" logic of 2Qns or less, which is thought to be caused by noise, is detected. This LSI element cannot operate with a clock pulse width (20 ns) or less, and this is clearly an erroneous detection due to noise.

そこで、この規格化判定回路に判定条件としてτc=2
0ns以下は無視する条件を設定する。
Therefore, this standardization judgment circuit has a judgment condition of τc=2.
Set a condition to ignore 0ns or less.

例えば第2図(c)の論理1(I I+の期間で1〉=
τCならば論理rr 1 nを出力し、 τ1〈τCな
らば論理110 I+を出力する。同様に、論理II 
Ouの期間τo>= τCならば論理110 #を出力
し、τ0〈τCならば論理# I I+を出力する。順
次この操作を第2図(c)の論理信号全体について実施
する。この結果第2図(d)の様になる。この結果、雑
音による誤論理を取り除き真の論理情報を検出すること
ができる。
For example, the logic 1 in FIG. 2(c) (1 in the period of I I+ =
If τC, the logic rr 1 n is output, and if τ1<τC, the logic 110 I+ is output. Similarly, logic II
If the period τo>=τC of Ou, a logic 110 # is output, and if τ0<τC, a logic #I I+ is output. This operation is sequentially performed for all the logic signals shown in FIG. 2(c). The result is as shown in FIG. 2(d). As a result, false logic due to noise can be removed and true logic information can be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば真の論理情報を検出することができるの
で、高精度の論理EBテスタ装置が実現できる。
According to the present invention, since true logic information can be detected, a highly accurate logic EB tester device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の電子線照射系の縦断面と信
号処理系のブロックを示す構成図、第2図は本発明の詳
細な説明するパルス波形図である。 1・・・電子銃、2・・・−次電子、3・・・アナライ
ザー、4・・・収束レンズ、5・・・試料、6・・・二
次電子検出器。 7・・・パターンジェネレータ、8・・・ビデオ増幅器
、9・・・超高速A/Dコンバータ、10・・・メモリ
ー、ゝ\ 早 /Fl l、電J統 /・・−電J恍 ?−・・−次電J 3・・・アアライサ― 4・・−q又東しンスー 5・・・まと米子 6・・二〉欠電′!r橡、を器 7 ・ノVグーンレ゛!−旧どり π−−−メ五ソー /l・・・PL発化j#1定Aヨ%1 12 −メ石リ一
FIG. 1 is a configuration diagram showing a vertical section of an electron beam irradiation system and blocks of a signal processing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a pulse waveform diagram illustrating the present invention in detail. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electron gun, 2... Secondary electron, 3... Analyzer, 4... Converging lens, 5... Sample, 6... Secondary electron detector. 7... Pattern generator, 8... Video amplifier, 9... Ultra high speed A/D converter, 10... Memory, -...-Next power J 3...A riser- 4...-q Mata Higashi Shinsu 5...Mato Yonago 6...2〉Out of power'! r 橡、を器7 ・ノV GOON RAY! -Old π---Megoso/l...PL development j #1 constant Ayo%1 12 - Meishi Riichi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、荷電粒子ビームを細く絞り、試料に照射し、試料か
ら二次的に発生した荷電粒子から、電位情報を検出し、
試料のテステイングを行う荷電粒子線装置において、検
出された信号から論理信号に変換する手段、及び、論理
信号に変換する判定条件として、その試料の動作最小パ
ルス幅を用いることを特徴とする荷電粒子線装置。
1. A charged particle beam is focused narrowly, irradiated onto a sample, and potential information is detected from the charged particles secondarily generated from the sample.
A charged particle beam apparatus for testing a sample, characterized in that a means for converting a detected signal into a logical signal and a minimum operating pulse width of the sample are used as a judgment condition for converting the detected signal into a logical signal. line equipment.
JP63139265A 1988-06-08 1988-06-08 Charged particle ray device Pending JPH01311553A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63139265A JPH01311553A (en) 1988-06-08 1988-06-08 Charged particle ray device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63139265A JPH01311553A (en) 1988-06-08 1988-06-08 Charged particle ray device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01311553A true JPH01311553A (en) 1989-12-15

Family

ID=15241258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63139265A Pending JPH01311553A (en) 1988-06-08 1988-06-08 Charged particle ray device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01311553A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4486660A (en) Electron beam testing device for stroboscopic measurement of high-frequency, periodic events
US6459282B1 (en) Charged particle beam test system for extracting test result at specified timing
JPS5932145A (en) Potential detector
US5093616A (en) Voltage measurement method using electron beam
JPH01311553A (en) Charged particle ray device
US4634972A (en) Method for measuring low-frequency signal progressions with an electron probe inside integrated circuits
JPH03229179A (en) Charged beam device
JPH02297855A (en) Signal processing method for electron beam tester device
US4638446A (en) Apparatus and method for reducing topographical effects in an auger image
JPS6164056A (en) Method and device for detecting measuring point and photoimaging
US5281909A (en) Process and system for measuring the course of a signal at a point of measurement on a sample
Ranucci et al. A sampling board optimized for pulse shape discrimination in liquid scintillator applications
US4642566A (en) Method for the registration and representation of signals in the interior of integrated circuits by considering edge steepness and apparatus for implementing the method
JPH02295047A (en) Charged particle beam device
JPS59177846A (en) Electron beam device
Todokoro et al. Multi-sampling method in an EBT for logic waveform measurement
JPS6142817B2 (en)
SIN ELECTRON BEAM TESTING OF INTEGRATED CIRCUITS USING A MODIFIED SCANNING ELECTRON MICROSCOPE
JP2595879B2 (en) Semiconductor device operation analyzer
Bertolaccini et al. A Fast Single Channel Pulse Height Analyzer for Precision Timing with Scintillation Counters
JP2970880B2 (en) Voltage measurement method using electron beam and electron beam tester
JPS61156627A (en) Sample voltage measuring apparatus
CN112926280A (en) MATLAB-based nuclear pulse signal simulation and test method
JPS59154733A (en) Electron beam apparatus
Ito et al. New logic state measurement technique for the electron beam tester