JPH03180044A - Electron beam apparatus - Google Patents

Electron beam apparatus

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JPH03180044A
JPH03180044A JP1319288A JP31928889A JPH03180044A JP H03180044 A JPH03180044 A JP H03180044A JP 1319288 A JP1319288 A JP 1319288A JP 31928889 A JP31928889 A JP 31928889A JP H03180044 A JPH03180044 A JP H03180044A
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JP
Japan
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measurement
voltage
timing
edge
electron beam
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JP1319288A
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Japanese (ja)
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▲はま▼ 壮一
Soichi Hama
Kazuyuki Ozaki
一幸 尾崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To shorten the time of measurement by providing an edge-timing measuring part, and performing both the observation of a measured waveform and the measurement of timing at the same time. CONSTITUTION:A specified test vector is down-loaded to an LSI driving circuit 9. A multiple-stroboscope measuring system, i.e., a projecting means 31 including an EB-pulse driver 12 and the like, and a measuring means 32 are initialized. Then test patterns are repeatedly generated with the LSI driving circuit 9 in accordance with the test vector. A trigger signal for indicating the start timing of the test pattern and the lock signal for driving an IC 4 under test are supplied to the IC 4 under test. Thereafter, sampling of the secondary electron signals is performed in synchronization with the pulse signal of the clock signal with the trigger signal as a reference in the projecting means 31. The signal voltage of the IC 4 under test is measured based on the result of the sampling. The edge timing is measured with an edge-timing measuring part 19. Thus the measuring time can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電子ビーム装置に関し、 測定波形の観測およびタイミング測定の双方を同時に行
って測定時間の短縮を図ることのできる電子ビーム装置
を提供することを目的とし、試料の測定箇所に対して、
照射手段により該試料の動作信号に同期した電子ビーム
パルスを位相制御して照射し、測定手段により測定箇所
から放出される2次電子を検出して測定箇所の電圧を測
定する電子ビーム装置において、前記測定箇所の波形デ
ータから電圧測定波形が所定のしきい値を横切るエツジ
タイミングの概略値を求めるエツジ概略検出手段と、エ
ツジ概略検出手段により求められたエツジタイ旦ングの
概略値近傍の電圧波形データと測定波形の傾きに基づい
て測定波形のエツジタイミングを決定するエツジ測定手
段と、を設けるように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The purpose of the present invention is to provide an electron beam device that can simultaneously perform both measurement waveform observation and timing measurement to shorten measurement time. For the measurement location,
An electron beam device in which an irradiation means irradiates the sample with an electron beam pulse synchronized with an operation signal in a phase-controlled manner, and a measurement means detects secondary electrons emitted from the measurement point to measure the voltage at the measurement point, edge approximate detection means for determining an approximate value of edge timing at which the voltage measurement waveform crosses a predetermined threshold from the waveform data of the measurement location; and voltage waveform data near the approximate value of edge timing determined by the edge approximate detection means. and edge measuring means for determining the edge timing of the measured waveform based on the slope of the measured waveform.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、LSI等の動作電圧を測定する電子ビーム装
置に係り、特に動作電圧がしきい値電圧と交差するタイ
ミングを高精度に求めるための電子ビーム・テスタと称
される電子ビーム装置に関する。
The present invention relates to an electron beam device for measuring the operating voltage of LSIs and the like, and particularly to an electron beam device called an electron beam tester for determining the timing at which the operating voltage crosses a threshold voltage with high precision.

LSIの高集積化および高速化に伴い、電子ビームを用
いてLSIの動作解析、不良解析および動作試験等を行
う技術が重要となってきている。
2. Description of the Related Art As LSIs become more highly integrated and operate at higher speeds, techniques for performing operation analysis, failure analysis, operation tests, etc. of LSIs using electron beams have become important.

このLSI動作解析等において、例えば、ゲート遅延時
間といった2つの波形間の時間差を測定することが基本
的な測定の一つになっている。
In this LSI operation analysis, for example, one of the basic measurements is to measure the time difference between two waveforms, such as gate delay time.

高速動作するIC内部の電圧を測定する手段としては、
ICを繰り返し動作せ、これに同期してパルス化した電
子ビームをIC表面に照射して2次電子信号を取得する
ストロボ電子ビーム装置が注目を集めている。これによ
れば、ICの繰り返し動作周期中における任意の位相で
の電圧分布像や、IC線上の特定点の電圧の時間的な変
化波形を(することか可能である。
As a means of measuring the voltage inside an IC that operates at high speed,
A strobe electron beam device that repeatedly operates an IC and irradiates the surface of the IC with a pulsed electron beam in synchronization with the repeated operation to obtain a secondary electron signal is attracting attention. According to this, it is possible to create a voltage distribution image at any phase during the repeated operation cycle of the IC, and a temporal change waveform of the voltage at a specific point on the IC line.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のストロボ電子ビーム装置の動作概念は以下のよう
なものである。まず、ある電圧状態にあるIC配線上の
特定部分に電子ビームパルス(以下、適宜EBパルスと
いう)を照射すると、その表面部分から2次電子が放出
される。そして、それによって得られる2次電子信号、
量は該特定部分が低電圧状態であれば多く、高電圧状態
であれば少ない。したがって、2次電子信号量を測定す
ることによってBBパルスを照射した瞬間におけるIC
表面の特定部分の電圧状態を測定することができる。
The operating concept of a conventional strobe electron beam device is as follows. First, when an electron beam pulse (hereinafter referred to as an EB pulse) is irradiated onto a specific portion of an IC wiring that is in a certain voltage state, secondary electrons are emitted from the surface portion. And the secondary electronic signal obtained thereby,
The amount is large if the specific portion is in a low voltage state, and small if the specific portion is in a high voltage state. Therefore, by measuring the amount of secondary electron signals, the IC at the moment of irradiation with the BB pulse can be determined.
The voltage state of a particular part of the surface can be measured.

さらに、ICを特定のクロック(例えば、TMHzのク
ロック)によって動作させた場合、該1cが例えば10
0クロツクで一連の動作を行うとすると、クロックが進
むにつれてICの各部分は100クロツク毎に同じ電圧
状態を繰り返す。そこでIC配線上の特定部分の電圧状
態のクロックによる時間変化をEBパルスによって測定
するために、ICがl繰り返し動作周期毎に同じ動作を
繰り返すことを利用し、各繰り返し動作周期毎のEBパ
ルスの照射タイ藁ングを少しずつずらしてゆくことによ
って、電圧状態の時間的な変化を測定することが可能で
ある(これを波形モードと呼ぶ)。
Furthermore, when the IC is operated with a specific clock (for example, a TMHz clock), the 1c becomes 10
Assuming that a series of operations is performed at 0 clock, each part of the IC repeats the same voltage state every 100 clocks as the clock advances. Therefore, in order to measure the time change of the voltage state of a specific part of the IC wiring due to the clock using the EB pulse, we use the fact that the IC repeats the same operation every one repetition operation period, and use the EB pulse for each repetition operation period. By gradually shifting the irradiated tie straw, it is possible to measure changes in the voltage state over time (this is called waveform mode).

また、繰り返し動作周期中の特定のタイミングにおける
IC表面の電圧分布像(これを像モードと呼ぶ)を測定
するためには、例えば、まず、繰り返し動作第1周期日
の特定位相でEBパルスを特定部分に照射し、その部分
の電圧を測定する。
In addition, in order to measure the voltage distribution image on the IC surface at a specific timing during the repetitive operation cycle (this is called an image mode), for example, first, the EB pulse is identified at a specific phase on the first cycle of the repetitive operation. Irradiate the area and measure the voltage at that area.

次に、繰り返し動作2周期口の同じ位相で他の部分にE
Bパルスを照射し、その部分の電圧を測定する。以上の
ように、EBパルス照射タイミングを特定位相に固定し
てEBパルスをtC表面上で走査することにより、繰り
返し動作周期中の該特定位相におけるIC表面の電圧分
布像を得ることができる。
Next, repeat the operation 2 cycles to other parts with the same phase of the mouth.
Apply B pulse and measure the voltage at that part. As described above, by fixing the EB pulse irradiation timing to a specific phase and scanning the EB pulse over the tC surface, it is possible to obtain a voltage distribution image on the IC surface at the specific phase during the repetitive operation cycle.

次に、ゲートの遅延時間測定について具体的に述べると
、従来、電子ビーム装置によりLSIのゲート遅延時間
を得るためにエツジ・タイミングを測定する場合、測定
箇所に動作信号に同期した電子ビームパルスを照射して
放出される2次電子信号を検出することにより電圧波形
を測定し、この電圧波形がしきい値電圧と一致する位相
を求めている。高速LSIの多数試験に対しては、高精
度のタイミング測定が必要であるが、このためには、測
定波形の精度を上げなければならず、測定時間の長大化
を招き、全数試験等には不適当である。このため、位相
の収束動作により高速にタイミング測定を行う電子ビー
ム装置が考案されている。
Next, to talk specifically about gate delay time measurement, conventionally, when measuring edge timing to obtain the gate delay time of an LSI using an electron beam device, an electron beam pulse synchronized with an operating signal is placed at the measurement location. The voltage waveform is measured by detecting the secondary electron signal emitted by irradiation, and the phase at which this voltage waveform matches the threshold voltage is determined. High-accuracy timing measurement is necessary for testing a large number of high-speed LSIs, but this requires increasing the accuracy of the measured waveform, which increases the measurement time and makes it difficult to perform 100% testing. It's inappropriate. For this reason, electron beam devices have been devised that perform timing measurements at high speed through phase convergence operations.

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

しかしながら、このような従来の電子ビーム装置にあっ
ては、動作試験において遅延時間の測定のみならず測定
波形の観測が併せて要求されることも多く、波形を測定
し尚かつ高精度のタイミング測定も行いたいという場合
、この両者を順次行うしか方法がなかった。このため、
動作試験に多大の時間を要し、能率が悪いという問題点
があった。
However, with such conventional electron beam equipment, operation tests often require not only measurement of delay time but also observation of measured waveforms, and it is often necessary to measure waveforms and also make highly accurate timing measurements. If you also wanted to do this, the only way to do it was to do both in sequence. For this reason,
There was a problem that the operation test required a lot of time and was inefficient.

すなわち、従来の装置で測定波形がらエツジ・タイミン
グを高精度に求めるためには、波形観測を目的とする場
合の数倍の加算回数により測定波形の精度を向上させる
必要があり、この結果、必然的に測定時間が長いものと
なる。
In other words, in order to obtain the edge timing from the measured waveform with high precision using conventional equipment, it is necessary to improve the accuracy of the measured waveform by adding several times as many times as when the purpose is to observe the waveform. Therefore, the measurement time will be long.

そこで本発明は、測定波形の観測およびタイミング測定
の双方を同時に行って測定時間の短縮を図ることができ
る電子ビーム装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam device that can simultaneously perform both measurement waveform observation and timing measurement to shorten measurement time.

〔4題を解決するための手段〕 本発明による電子ビーム装置は上記目的達成のため、試
料の測定箇所に対して、照射手段により該試料の動作信
号に同期した電子ビームパルスを位相制御して照射し、
測定手段により測定箇所から放出される2次電子を検出
して測定箇所の電圧を測定する電子ビーム装置において
、前記測定箇所の波形データから電圧測定波形が所定の
しきい値を横切るエツジタイミングの概略値を求めるエ
ツジ概略検出手段と、エツジ概略検出手段により求めら
れたエツジタイミングの概略値近傍の電圧波形データと
測定波形の傾きに基づいて測定波形のエツジタイミング
を決定するエツジ測定手段19と、を設けている。
[Means for Solving the Four Problems] In order to achieve the above object, the electron beam device according to the present invention uses an irradiation means to phase-control an electron beam pulse synchronized with an operation signal of the sample to a measurement location on the sample. irradiate,
In an electron beam device that measures the voltage at a measurement point by detecting secondary electrons emitted from the measurement point by a measuring means, an outline of the edge timing at which the voltage measurement waveform crosses a predetermined threshold value based on the waveform data of the measurement point. edge measuring means 19 for determining the edge timing of the measured waveform based on the voltage waveform data near the approximate value of the edge timing obtained by the edge rough detecting means and the slope of the measured waveform; It is set up.

〔作用〕[Effect]

本発明では、測定波形がしきい値を横切るエツジ・タイ
ミングの概略値が波形データから求められ、そのタイミ
ング概略値近傍の電圧波形データと測定波形の傾きに基
づいて測定波形のエツジ・タイミングが決定される。
In the present invention, the approximate value of the edge timing at which the measured waveform crosses the threshold value is determined from the waveform data, and the edge timing of the measured waveform is determined based on the voltage waveform data near the approximate timing value and the slope of the measured waveform. be done.

したがって、粗精度で測定した電圧波形デ7りと測定波
形の傾きから正確なエツジ・タイミングが計算により求
められることとなり、この方法では、エツジ・タイミン
グの近傍領域の波形データ数点を計算に用いるため、加
算回数が数分の■に節約され、測定波形の観測およびタ
イミング測定の双方を同時に行って測定時間の短縮が図
られる。
Therefore, accurate edge timing is calculated from the voltage waveform data measured with coarse accuracy and the slope of the measured waveform. In this method, several waveform data points in the vicinity of the edge timing are used for calculation. Therefore, the number of additions can be reduced to just a few minutes, and measurement time can be shortened by simultaneously performing both measurement waveform observation and timing measurement.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1〜4図は本発明に係る電子ビーム装置の一実施例を
示す図であり、第1図はその全体構成図である。第1図
において、1はストロボ電子ビーム装置、2は電子ビー
ム鏡筒であり、電子ビーム鏡筒2には試料室3が接続さ
れる。試料室3の内部には被検IC(試料)4が配置さ
れる。被検XC4には電子ビーム鏡筒2からEBパルス
5が照射され、2次電子6が得られる。2次電子6は試
料室3に接続された2次電子検出器7によって検出され
、その出力は2次電子信号として電圧測定回路8に入力
する。また、被検IC4はパターンジェネレータPGあ
るいはLSIテスタからなるLSI駆動回路9によって
動作し、LSI駆動回路9からのLSI動作クロ・ツク
は位相制御回路10に入力される。位相制御回路10は
LSI動作クロックを取り込み電子銃11から照射され
た電子ビーム5aをパルス化するために該動作クロック
の位相を制御するもので、位相制御回路10の出力はE
Bパルス用ドライバ12に人力される。EBパルス用ド
ライバ12は電子ビーム鏡筒2の内部に配置されたEB
パルスゲ−1−13に接続され、EBパルスゲート13
に電気的なパルスを印加することにより電子ビーム5a
を振ってパルス化させ、EBパルス5を形成する。
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of an electron beam device according to the present invention, and FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration thereof. In FIG. 1, 1 is a strobe electron beam device, 2 is an electron beam column, and a sample chamber 3 is connected to the electron beam column 2. A test IC (sample) 4 is placed inside the sample chamber 3 . An EB pulse 5 is irradiated from the electron beam column 2 to the XC4 to be tested, and secondary electrons 6 are obtained. The secondary electrons 6 are detected by a secondary electron detector 7 connected to the sample chamber 3, and the output thereof is input to a voltage measuring circuit 8 as a secondary electron signal. Further, the IC 4 to be tested is operated by an LSI drive circuit 9 consisting of a pattern generator PG or an LSI tester, and the LSI operation clock from the LSI drive circuit 9 is input to a phase control circuit 10. The phase control circuit 10 takes in the LSI operation clock and controls the phase of the operation clock in order to pulse the electron beam 5a irradiated from the electron gun 11.The output of the phase control circuit 10 is E.
It is manually powered by the B pulse driver 12. The EB pulse driver 12 is an EB pulse driver disposed inside the electron beam column 2.
Connected to pulse gate 1-13, EB pulse gate 13
By applying an electrical pulse to the electron beam 5a
is shaken and pulsed to form EB pulse 5.

なお、電子銃11からの電子ビーム5aは電子レンズ1
4によって収束し、EBパルスゲート13を通過してE
Bパルス5となり、さらにその後スキャンコイル15に
より電磁偏向されて被検IC4の配線上をスキャンする
Note that the electron beam 5a from the electron gun 11 is transmitted through the electron lens 1.
4, passes through the EB pulse gate 13 and becomes E
The B pulse 5 is then electromagnetically deflected by the scan coil 15 to scan the wiring of the IC 4 to be tested.

電圧測定回路8は2次電子検出器7の出力(2次電子信
号)に基づいて被検IC4の動作電圧を測定し、測定結
果を分析電圧制御回路16および波形データバッファ1
7に出力する。分析電圧制御回路16は電圧測定回路8
の出力に基づいてエネルギ分析器18に印加する電圧を
制御し、エネルギ分析器18は、例えば2次電子の引き
出し電界の等力比を図るコントロールグリッドやバンフ
ァグリソドを有し、分析電圧制御回路16から供給され
た電圧が印加されている。なお、エネルギ分析器18を
設けているのは、単なる電圧コントラスト信号からは定
量的な電圧測定を行うことが困難であるため、放出2次
電子数の大小ではなく、そのエネルギ分布が電子ビーム
照射点の電圧で移動する現像を利用した電圧測定法(エ
ネルギ分析法)を用いることで、電圧測定の定量化を行
うためである。
The voltage measurement circuit 8 measures the operating voltage of the IC 4 to be tested based on the output (secondary electron signal) of the secondary electron detector 7, and analyzes the measurement results with the voltage control circuit 16 and the waveform data buffer 1.
Output to 7. The analysis voltage control circuit 16 is the voltage measurement circuit 8
The energy analyzer 18 controls the voltage applied to the energy analyzer 18 based on the output of the analysis voltage control circuit 16. The supplied voltage is applied. The energy analyzer 18 is provided because it is difficult to quantitatively measure voltage from a simple voltage contrast signal. This is because the voltage measurement is quantified by using a voltage measurement method (energy analysis method) that uses development that moves with a voltage at a point.

一方、波形データバッファ17は電圧測定回路8の出力
に基づいて測定電圧の波形データをバッファ増幅し、エ
ツジタイミング計測部19および表示装置20に出力す
る。エツジタイミング計測部19は波形データバッファ
17の出力に基づいて測定波形が所定のしきい値を横切
るエツジタイミングの概略値を波形データから計測し、
表示装置20は被検IC4の測定箇所の電圧測定等に必
要な波形データを表示する。
On the other hand, the waveform data buffer 17 buffer-amplifies the waveform data of the measured voltage based on the output of the voltage measurement circuit 8 and outputs it to the edge timing measurement section 19 and the display device 20. The edge timing measuring section 19 measures, from the waveform data, an approximate value of the edge timing at which the measured waveform crosses a predetermined threshold based on the output of the waveform data buffer 17;
The display device 20 displays waveform data necessary for voltage measurement and the like at measurement points of the IC 4 to be tested.

上記位相制御回路10、電子銃11SEBパルス用ドラ
イバ12、EBパルスゲート13、電子レンズ14およ
びスキャンコイル15は全体として照射手段31を構成
し、上記2次電子検出器7、電圧測定回路8、波形デー
タバッファ17および表示装置20は測定手段32を構
成する。また、エツジタイミング計測部19はエツジ概
略検出手段およびエツジ測定手段としての機能を有する
The phase control circuit 10, the electron gun 11SEB pulse driver 12, the EB pulse gate 13, the electron lens 14, and the scan coil 15 collectively constitute an irradiation means 31, and the secondary electron detector 7, voltage measurement circuit 8, and waveform Data buffer 17 and display device 20 constitute measuring means 32 . Further, the edge timing measurement section 19 has functions as an edge rough detection means and an edge measurement means.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

測定シーケンスは次の通りである。まず、所定のテスト
ベクトルをLSI駆動回路9にダウンロードし、マルチ
ストロボ測定系、すなわちEBパルス用ドライバ12等
を含む照射手段31および測定手段32を初期化する。
The measurement sequence is as follows. First, a predetermined test vector is downloaded to the LSI drive circuit 9, and the multi-strobe measurement system, that is, the irradiation means 31 and measurement means 32 including the EB pulse driver 12 and the like are initialized.

次いで、LSI駆動回路9でテストベクトルに従ってテ
ストパターンを繰り返し発生し、テストパターンの開始
タイミングを示ずトリガ信号と被検IC4(すなわち、
DUT: device under Lest(テス
トデバイス))を駆動するためのクロック信号を被検I
C4に供給する。
Next, the LSI drive circuit 9 repeatedly generates a test pattern according to the test vector, and without indicating the start timing of the test pattern, the trigger signal and the IC 4 under test (i.e.
The clock signal for driving the DUT (device under test) is
Supply to C4.

その後、照射手段31ではトリガ信号を基準としてクロ
ック信号のパルス信号に同期して2次電子信号のサンプ
リングを行い、そのサンプリング結果に基づいて被検I
C4の信号電圧の測定が行われ、また、エツジタイミン
グ計測部19により第2図に示すプログラムに従ってエ
ツジタイミングの測定が行われる。
Thereafter, the irradiation means 31 samples the secondary electron signal in synchronization with the pulse signal of the clock signal using the trigger signal as a reference, and based on the sampling result, the
The signal voltage of C4 is measured, and the edge timing is also measured by the edge timing measuring section 19 according to the program shown in FIG.

第2図はエツジタイミング測定のフローチャートである
。フローチャートの前半は波形を測定する動作で、従来
と同様、位相を走査しながら電圧を測定し、これを加算
平均するものである。すなわち、まず、5t(Siはス
テップを指す。以下、同様)で電圧測定の加算回数に対
応するループインジケータiをi=1  (初期化)と
おき、S2でiをインクリメントし、さらにS3でルー
プインジケータiを所定の加算回数に対応する基準値N
wと比較する。最初はi<N、であるからS4に進み、
測定電圧の位相点数(位相をピックアップする点の数〉
のループインジケータjを1−0 (初期化)とおき、
S、でjをインクリメントし、さらにS、でループイン
ジケータjを所定の位相点数に対応する基準値N、と比
較する。j≦NPのときはS7において位相t  (j
)で電圧■を測定し、このときの測定値を V (j) =V (j) +V としてS5に戻る。S5ではjをインクリメントし、そ
の後再びS6に進む。そして、Shでj〉N、になると
82に戻り、ここからさらにS3に進む。S3でi>N
Hになると、S8で全位相の電圧データについての加算
平均を次式で求める。
FIG. 2 is a flowchart of edge timing measurement. The first half of the flowchart is an operation for measuring a waveform, and as in the conventional case, the voltage is measured while scanning the phase, and the results are averaged. That is, first, in 5t (Si refers to a step; the same applies hereinafter), the loop indicator i corresponding to the number of voltage measurement additions is set to i=1 (initialization), i is incremented in S2, and then the loop indicator is incremented in S3. A reference value N corresponding to a predetermined number of additions of indicator i
Compare with w. Initially, i<N, so proceed to S4,
Number of phase points of measurement voltage (number of points to pick up the phase)
Set the loop indicator j to 1-0 (initialization),
S, increments j, and S, further compares the loop indicator j with a reference value N, corresponding to a predetermined number of phase points. When j≦NP, the phase t (j
), the measured value at this time is set as V (j) =V (j) +V, and the process returns to S5. In S5, j is incremented, and then the process returns to S6. Then, when j>N in Sh, the process returns to 82, and the process further advances to S3. i>N in S3
When the voltage becomes H, the average of the voltage data of all phases is calculated using the following equation in S8.

N。N.

次いで、S、で加算平均した電圧データV (j)と所
定のしきい値電圧vLhとの差1v(j)−Vいlが所
定の規定電圧以下となる位相の境界、言い換えれば範囲
T。== (T、、T、)を求め、この領域をエツジタ
イミング近傍領域とする。ここで、規定電圧は測定の要
求精度により決定される。
Next, a phase boundary, in other words, a range T, where the difference 1v(j)-Vl between the voltage data V (j) averaged by S and the predetermined threshold voltage vLh is equal to or less than a predetermined specified voltage. == (T,,T,) is determined and this region is defined as the edge timing vicinity region. Here, the specified voltage is determined by the required accuracy of measurement.

位相の境界範囲(エツジタイミング近傍領域)は第3図
(a)に示すようにしきい値Vいを中心としてTs、T
、で表されるゾーンとなる。このゾーンの具体的な決め
方は第4図のように示され、電圧データの絶対値が(振
幅×   )となるように上記規定電圧を設定すると、
このときの工。
As shown in FIG. 3(a), the phase boundary range (region near the edge timing) is Ts, T, with the threshold V as the center.
The zone is represented by , . The specific method for determining this zone is shown in Figure 4. If the specified voltage is set so that the absolute value of the voltage data is (amplitude x ),
Engineering at this time.

ジタイミング近傍領域は第4図中にハンチングで表す範
囲となる。したがって、測定の要求精度に応じて電圧デ
ータの絶対値の大きさを変えるようにするとよい。なお
、第4図中でTl、Tnで表される範囲はエツジ測定の
ための設定ゾーンである。
The region near the timing is the range represented by hunting in FIG. Therefore, it is preferable to change the magnitude of the absolute value of the voltage data depending on the required accuracy of measurement. In addition, the range represented by Tl and Tn in FIG. 4 is a set zone for edge measurement.

次いで、SIOでエツジタイミング近傍領域内の全ての
電圧データについてエツジ・タイミングの候補値を計算
する。候補値は、式t’(j)=α(Vい−V(j))
で定義される。αは波形の傾きである(第3図(a)参
照)。また、゛第3図(a)のハツチング部分を拡大す
ると、第3図(b)のように示される。t’(j)は第
3図(b)で示すようにハンチング部分内のしきい値v
thレベルに存在する複数の点となる。次いで、S、で
全てのt’(j)について加算平均を求め、その平均値
をエツジタイミングTedgeとする(第3図(b)参
照)。
Next, the SIO calculates edge timing candidate values for all voltage data in the area near the edge timing. The candidate value is the formula t'(j)=α(Vi-V(j))
Defined by α is the slope of the waveform (see FIG. 3(a)). Further, when the hatched part in FIG. 3(a) is enlarged, it is shown as in FIG. 3(b). t'(j) is the threshold value v within the hunting part as shown in FIG. 3(b).
These are multiple points existing at the th level. Next, an additive average is obtained for all t'(j) at S, and the average value is set as the edge timing Tedge (see FIG. 3(b)).

このように、本実施例では測定波形がしきい値を横切る
エツジ・タイミングの概略値を波形データから求め、そ
のタイミング概略値近傍の電圧波形データと測定波形の
傾きから計算したエツジ・タイミングを加算平均し、そ
の平均値をエツジ・タイミングとしている。すなわち、
粗精度で測定した電圧波形データと測定波形の傾きから
正確なエツジ・タイミングを計算により求めている。こ
の方法では、エツジ・タイミングの近傍領域の波形デー
タ数点を計算に用いるため、加算回数を従来に比して数
分のlに節約することができ、測定波形の観測およびタ
イミング測定の双方を同時に行って測定時間の短縮を図
ることができる。
In this way, in this example, the approximate value of the edge timing at which the measured waveform crosses the threshold value is obtained from the waveform data, and the edge timing calculated from the voltage waveform data near the approximate timing value and the slope of the measured waveform is added. The average value is used as the edge timing. That is,
Accurate edge timing is calculated from voltage waveform data measured with coarse accuracy and the slope of the measured waveform. In this method, several points of waveform data in the vicinity of the edge timing are used for calculations, so the number of additions can be reduced to a fraction of the conventional method, and both observation of the measured waveform and timing measurement can be reduced. The measurement time can be shortened by performing the measurements simultaneously.

なお、得られるタイミングの精度は、測定波形のS/N
とエツジ近傍領域内のデータ点数で決まり、エツジ近傍
領域内のデータ点数は、規定電圧値と位相刻み幅により
制御できるので、要求される精度により変えることがで
きる。このとき、位相刻み幅は測定時間に直接係わるの
で、規定電圧で精度を制御する方が好ましい。
Note that the accuracy of the timing obtained is determined by the S/N of the measured waveform.
This is determined by the number of data points in the region near the edge, and the number of data points in the region near the edge can be controlled by the specified voltage value and phase step width, so it can be changed depending on the required precision. At this time, since the phase step size is directly related to the measurement time, it is preferable to control the accuracy using a specified voltage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、測定波形の観測およびタイミング測定
の双方を同時に行うことができ、測定時間の短縮を図る
ことができる。
According to the present invention, both measurement waveform observation and timing measurement can be performed simultaneously, and measurement time can be shortened.

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

第1〜4図は本発明に係る電子ビーム装置の一実施例を
示す図であり、 第1図はその全体構成図、 第2図はそのエツジ・タイミング測定のフローチャート
、 第3図はそのエツジ・タイミングの測定の方法を説明す
る図、 第4図はそのエツジ近傍領域の決定方法を説明する図で
ある。 1・・・・・・ストロボ電子ビーム装置、2・・・・・
・電子ビーム鏡筒、 3・・・・・・試料室、 4・・・・・・被検IC。 5・・・・・・EBパルス、 6・・・・・・2次電子、 7・・・・・・2次電子検出器、 8・・・・・・電圧測定回路、 9・・・・・・LSI駆動回路、 10・・・・・・位相制御回路、 12・・・・・・EBパルス用ドライバ、16・・・・
・・分析電圧制御回路、 17・・・・・・波形データバッファ、18・・・・・
・エネルギ分析器、 19・・・・・・エツジタイミング計測部(エツジ概略
検出手段、エツジ測定手段)、 20・・・・・・表示装置、 31・・・・・・照射手段、 32・・・・・・測定手段。
1 to 4 are diagrams showing one embodiment of the electron beam device according to the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram thereof, FIG. 2 is a flowchart of its edge timing measurement, and FIG. 3 is its edge timing measurement diagram.・A diagram for explaining the method of timing measurement. FIG. 4 is a diagram for explaining the method for determining the area near the edge. 1... Strobe electron beam device, 2...
・Electron beam column, 3...Sample chamber, 4...Test IC. 5...EB pulse, 6...Secondary electron, 7...Secondary electron detector, 8...Voltage measurement circuit, 9... ... LSI drive circuit, 10 ... Phase control circuit, 12 ... EB pulse driver, 16 ...
...Analysis voltage control circuit, 17... Waveform data buffer, 18...
・Energy analyzer, 19... Edge timing measuring section (edge rough detection means, edge measuring means), 20... Display device, 31... Irradiation means, 32... ...Measurement means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  試料(4)の測定箇所に対して、照射手段(31)に
より該試料(4)の動作信号に同期した電子ビームパル
ス(5)を位相制御して照射し、 測定手段(32)により測定箇所から放出される2次電
子(6)を検出して測定箇所の電圧を測定する電子ビー
ム装置において、 前記測定箇所の波形データから電圧測定波形が所定のし
きい値を横切るエッジタイミングの概略値を求めるエッ
ジ概略検出手段(19)と、エッジ概略検出手段(19
)により求められたエッジタイミングの概略値近傍の電
圧波形データと測定波形の傾きに基づいて測定波形のエ
ッジタイミングを決定するエッジ測定手段(19)と、
を設けたことを特徴とする電子ビーム装置。
[Scope of Claims] Measurement means: irradiating a measurement point of a sample (4) with an electron beam pulse (5) synchronized with an operation signal of the sample (4) by means of an irradiation means (31) in a controlled phase; In an electron beam device that measures the voltage at a measurement point by detecting secondary electrons (6) emitted from the measurement point according to (32), the voltage measurement waveform crosses a predetermined threshold based on the waveform data of the measurement point. An approximate edge detecting means (19) for obtaining an approximate value of edge timing, and an approximate edge detecting means (19)
); edge measuring means (19) for determining the edge timing of the measured waveform based on the voltage waveform data near the approximate value of the edge timing obtained by and the slope of the measured waveform;
An electron beam device characterized by being provided with.
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