JPH04127448A

JPH04127448A - 電子ビームテスタ

Info

Publication number: JPH04127448A
Application number: JP22253290A
Authority: JP
Inventors: Motosuke Miyoshi; 元介三好; Katsuya Okumura; 勝弥奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-04-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は周期性を持つ電気信号のサンプリング方法に係
わり、特に電子ビームテスタ等において繰り返し周期が
比較的長い電気信号を波形測定する場合の電気信号のサ
ンプリング方法に関する。

［発明の技術的背景］電子ビームテスタは電子ビームをプローブとして用いる
ことにより、ＬＳＩの内部動作を機械的に接触すること
なく測定することができる。電子ビームを使ってＬＳＩ
の内部動作波形を測定するための原理である電位コント
ラストと従来のサンプリング方法について説明する。

一般に試料に対し一次電子を照射した場合、試料表面か
ら発生する二次電子のエネルギ分布は試料表面の電位と
相関関係がある。従って、この二次電ｆのエネルギ分布
を測定すれば、試別の表面の電位を知ることができる。

第１図を使って従来の電子ビ・〜・ムテスタのサンプリ
ング方法を説明する。

第１図（ａ）に示すように繰り返（７周期Ｔで動作して
いる波形１を測定する場合を例にする。第１図（ｂ）に
示すように先ず基準電位φ。に同期してパルスビーム２
を測定点に照射する９、その結果発生ずる二次電子から
電位：Ｊントラストの原理により、位相φ。におＯる測
定点の電位を測定できる。次Ｃ：位相φ。より３６０／
Ｍ度進んだ位相φ、でパルスじ−ム２を測定点に照射し
、同様の測定を行う。ここでＭとは被測定電気信号−周
期の間の測定点数、例えば、１．０００回。同様にφ２
、・・・φ１、・・・　φい−、まで位相を変えて測定
を一周期分行う。この結果第１図（Ｃ）に示すような波
形３が再現される。

現実には１回のパルス・ビ・・ムで得られる一６次電子
信号量喜ｊ微弱であるため、充分に検出することが難し
い。このため第１図（ｄ）に示すように同じ位相て°Ｎ
　Ｉ！ＥＩ経り返ｊ、パル７、じ・−ノ、２を照射１２
．。

その検出には第２図に示すように積分回路を用いること
が一般的である。パルスビーム照射により発生したＴ′
７次電子電子次電子検出器５、ヘッドアンプ６（Ｊより
電圧４に変換さ１１、積分回路のｔバ：　１７’ｉ、’
Ｉくを通ｊ１、て、コンデンサＣに累積加算され、−１
分な回数Ｎ回の繰り返ｊ５．の後に１」、積分回路の出
力電圧Ｖ　、−＋　ｕ　ｌ　は第３図Ｊニー示すよ、う
１こ人力−、次電了−信号のピーク値■、１とみなすこ
とができる３６　こＳ′で、第３図中の式のＡ、！−は
二次電子検出器５によ１、−こ決まる定数である。また
第２図でバッファ増幅器７は伍、抗Ｒによる減衰を補正
するためのものＣある。すなわち、以上のス・チップに
より、位相φ。

における測定点の表面電位を測定することができる。次
に、位相をφ、に移し２て測定１１、以下位相φ１に移
して測定し２、以下位相φＭ−１まで繰り返す。

［背景技術の問題点１このＪ゛うなザ：ノゾリ゛／グカ法では繰杓返１２周期
Ｔが長くなると測定時間も長くなる。測定１ようとする
波形の繰り返し５周期を１゛と４−ると、全測定時間ｔ
は、ｔ＝ｎＮＭＴ但Ｌ　　ｎ：ＳＮ比改善のｌ、！めの加算平均回数Ｎ：同一位相におけるパルスビ・− ムの照射回数Ｍ：　−周期の間の測定点数となる。上式かられかるように、ｎ、Ｎ、Ｍは測定条件
と１．で固定されるもので、全測定時間は周期Ｔにより
決まる。例えばＴ　−１０Ｈｚの波形を一般的な測定条
件、ｎ＝１０．Ｎ＝１Ｏ０，Ｍ＝＝１０００の下で測定
した場合、２７分以１−の測定時間を必要としていた。

従来はこの測定時間を短縮するために回路動作に工夫を
施し５、実際の動作不良に類似した短い動作サイクルを
設定すること等が行なわれていた。−・例とし５てメモ
リの場合、あらかじめテスタで不良の番地を調べておき
、その番地の前後のみを繰り返して動作させる等の工夫
をしていた。し２かしながらこれは必ずＩ、も不良の完
全な再現にな）でいない５、特１；７．　ｎ　−ＲＡ　
Ｍのように不良が動作パターン依存性を持つ場合にはこ
の方法は良くない４゜さら１７マイクロ・ブロセッザのようなランダノ、・ロ
ジックでは、回路動作が複雑になり、繰り返し２周期の
長い動作波形を測定することがどうｊでも必要になる３
、「発明の［」的１本発明は電子ビームテスタ等を使って周期性を有する電
気信号の波形測定をする際に要する時間を短縮すること
を目的とする。

［発明の概要］本発明は周期性を有する電気信号を測定する際−周期の
間に２回以上サンプリングを行うこノーを特徴と１１、
もって波形測定に要する時間を短縮させるものである。

［発明の実施例］以下、本発明の実施例により図面を用いながら説明する
。

第４図は本発明を周期性を持−）−電気信号の測定に実
施した場合のタイミングチャートを示している。この場
合、１周期に２回のサンプリングを行っているので、１
周期の波形測定に要する時間は、１周期に１回サンプリ
ングを行っていた従来と比較して半分になっている。尚
、この場合１周期を１０００分割してサンプリングを行
っている。

第５図にこの実施例を実現するための一構成例を示す。

ここでは従来ＲＣ積分回路に行わしめていた累積ステッ
プをサンプルホールド回路１６、Ａ／Ｄ変換器１７、加
算器１８、あらかじめ初期値たとえば０にセットされた
メモリ１９により構成された回路に行わしめる。すなわ
ち、入カニ次電子信号はサンプルホールド回路１６でサ
ンプリングされ、さらにこのサンプリングされた値がホ
ールドされる。ホールドされた値はＡ／Ｄ変換１７でデ
ジタル化される。このデジタル信号はメモリ１９のサン
プリング位相に対応して割り当てられたアドレスの記憶
セルの内容と加算器１８によって累積加算され、その結
果は再びメモリ１９のサンプリング位相に対応して割り
当てられたアドレスの記憶セルに記憶される。

次にサンプルホールド回路１６及びゲート駆動回路２１
について詳しく説明する。二次電子検出器５によって検
出されヘッドアンプ６によって電圧に変換された、ある
位相における二次電子信号はバッファアンプ７を通った
後、前記位相に同期したサンプル信号２３を受けてゲー
ト駆動回路２１から発せられた信号２５によってオン状
態となったゲート２４、抵抗Ｒを経てコンデンサＣに充
電される。このとき、ゲート駆動回路２１はリセットス
イッチ２２をオンさせる信号は出していない。コンデン
サＣに充電された二次電子信号は、バッファアンプ７に
よって抵抗Ｒ等による減衰分を補正された後、Ａ／Ｄ変
換器１７へ進む。Ａ／Ｄ変換器１７はデジタル化した二
次電子信号を加算器１８へ送ると共に、変換終了信号２
０をＡ／Ｄ変換終了と同時にゲート駆動回路２１へ送る
。

変換終了記号２０を受けたゲート回路２１はリセットス
イッチ２２を動作させて、サンプルホールド回路１６の
コンデンサＣに蓄積した電荷を放電させる。この放電が
終了すると、ゲート駆動回路２１は第６図に示すような
被測定位相に同期したサンプル信号２３を受けて、ゲー
ト２４をオン状態として、次の二次電子信号を受は入れ
る。

被測定電気信号１周期を１０００に分割し、これを１周
期に２回サンプリングする例でいえば、基準位相φ０及
び、φ。から１８０度進んだ位相φ５００のサンプリン
グをＮ回例えば１００繰り返した後、位相φ。、φ５０
０からそれぞれ０．３６度位相の進んだ位相φ１、φ、
。１のサンプリングに移る。

位相φ　、φ’５０１のサンプリングを同様に１００回
繰り返した後、位相φ１、φ’５０１からそれぞれ０．
３６度進んだ位相φ２、φ’ｉｏ２のサンプリングに移
る。以上の操作を位相φ。、φ、００からそれぞれ１７
９．６４度進んだ位相φ４９９、φ９９９のサンプリン
グすなわち、波形−周期分行うことによって全波形を再
現することができた。

本実施例によれば被測定電気信号−周期の間に何回す°
ンプリングを行っても簡単な一つの回路構成で処理する
ことが可能で、多数の積分回路を並列に接続する必要が
ないという利点がある。

また、本実施例では一つの測定点の電位変化すなわち、
１つの波形を測定する際のサンプリング方法について述
べたが、本発明では２以上の測定点での電位変化の測定
に応用することも可能である。電子ビームテスタの場合
、電子ビームの照射位置を複数にして、それおれの照射
位置、すなわち測定点の二次電子信号をこうごにサンプ
リングして、その結果を後で利用しやすいように規則的
にアドレスを割り当ててメモリに記憶させてやればよい
。本応用例によれば、従来のサンプリング方法の１波形
測定分の時間で多数点の波形を測定することができる。

以上本発明を電子ビームテスタに応用した場合について
説明したが、本発明は電子ビームテスタのみにとどまら
ず、サンプリングオシロスコープ、ボックスカー積分器
等の電気信号のサンプリング方法にも応用できることは
もちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子ビームテスタの電気信号のザンプリ
ング方法を示４−タイミング図、第２図は従来の電子ビ
ームデスタの回路構成図、第３図はＲＣ積分回路の出力
電圧を示す図、第４図は本発明のザンブリング方法を説
明する図、第５図は本発明の一実施例を実現する回路構
成図、第６図は第５図にて説明する実施例の制御（５号
のタイミング図である。５・・・二次電子検出器、６・・・ヘッドアンプ、８．９・・・ゲート、１０、］〕ゾ・・積分回路、」−４・・・アドレスセレクタ、１５・・・メモリ、］−６・・・サンプルボールド回路、１７・・・Ａ　／　Ｉ）変換器、］８・・・加算器、」９・・・メモリ、２０・・・変換終了信号、２１−・・・ゲ・−ト駆動回路、２２・・・リセットスイッチ、３・・・ヴンプル信り、４・・・ゲ〜・ｈ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定周期の電気信号が加えられた試料にパルス電
子ビームをこの電気信号の同一周期内の複数位相に照射
し、この照射に対応して前記試料表面から発生する２次
電子を２次電子検出器で検出し、前記試料表面の電位状
態を測定する電子ビームテスタにおいて、前記２次電子
検出器に接続され、各位相に同期して動作するゲートと
、その後段に接続された積分回路と、その後段に接続さ
れたリセットスイッチと、前記ゲートおよび前記リセッ
トスイッチを制御するゲート駆動回路を備えたことを特
徴とする電子ビームテスタ。
（２）前記積分回路にはＡ／Ｄ変換器と加算器とメモリ
が順に直列に接続され、前記積分回路の出力信号はＡ／
Ｄ変換器によりデジタル化され、このデジタル信号を加
算器へ送ると共に、変換終了信号をＡ／Ｄ変換終了と同
時に前記ゲート駆動回路へ送り、前記リセットスイッチ
を動作させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の電子ビームテスタ。