JPH04343245A - 半導体装置の評価装置 - Google Patents
半導体装置の評価装置Info
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- JPH04343245A JPH04343245A JP3115131A JP11513191A JPH04343245A JP H04343245 A JPH04343245 A JP H04343245A JP 3115131 A JP3115131 A JP 3115131A JP 11513191 A JP11513191 A JP 11513191A JP H04343245 A JPH04343245 A JP H04343245A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の評価を
行うための評価装置、特に半導体装置の複数の微小領域
に電圧あるいは電流を印加することができ、あるいは半
導体装置の任意の微小領域に電圧あるいは電流を印加し
ながら前記半導体装置の電位コントラスト像を観察する
ことができる半導体装置の評価装置に関する。
行うための評価装置、特に半導体装置の複数の微小領域
に電圧あるいは電流を印加することができ、あるいは半
導体装置の任意の微小領域に電圧あるいは電流を印加し
ながら前記半導体装置の電位コントラスト像を観察する
ことができる半導体装置の評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の半導体装置の評価装置の模
式図である。同図に示すように、この評価装置は、評価
対象たる半導体装置1を搭載しXY方向に位置決めする
XYステージ10と、半導体装置1上に収束電子ビーム
Bを走査する第1ビーム光学系20と、半導体装置1か
ら発生する量子(ここでは2次電子)を検出し、半導体
装置1の2次電子像を撮像する撮像ユニット30と、半
導体装置1に所定電圧を印加するための電圧印加ユニッ
ト40とで構成されている。
式図である。同図に示すように、この評価装置は、評価
対象たる半導体装置1を搭載しXY方向に位置決めする
XYステージ10と、半導体装置1上に収束電子ビーム
Bを走査する第1ビーム光学系20と、半導体装置1か
ら発生する量子(ここでは2次電子)を検出し、半導体
装置1の2次電子像を撮像する撮像ユニット30と、半
導体装置1に所定電圧を印加するための電圧印加ユニッ
ト40とで構成されている。
【0003】第1ビーム光学系20では、電子銃21か
らの電子が電子引出し用電極22によって引き出された
後、電子ビームBとして収束レンズ23に入射される。 この電子ビームBは収束レンズ23により収束され、さ
らに走査用コントローラ24からの信号に応じて走査用
コイル25によって偏向されて半導体装置1上をX,Y
方向に走査される。
らの電子が電子引出し用電極22によって引き出された
後、電子ビームBとして収束レンズ23に入射される。 この電子ビームBは収束レンズ23により収束され、さ
らに走査用コントローラ24からの信号に応じて走査用
コイル25によって偏向されて半導体装置1上をX,Y
方向に走査される。
【0004】こうして、半導体装置1表面に電子ビーム
Bが照射されると、各種の量子(2次電子,反射電子,
X線等)が発生する。撮像ユニット30では、2次電子
Eを2次電子検出器31で検出し、その検出器31から
の出力信号を増幅器32によって増幅した後、走査用コ
ントローラ24からの信号に基づいて電子ビームBの走
査に同期させることによって、CRT33上に2次電子
像が表示される。
Bが照射されると、各種の量子(2次電子,反射電子,
X線等)が発生する。撮像ユニット30では、2次電子
Eを2次電子検出器31で検出し、その検出器31から
の出力信号を増幅器32によって増幅した後、走査用コ
ントローラ24からの信号に基づいて電子ビームBの走
査に同期させることによって、CRT33上に2次電子
像が表示される。
【0005】また、電圧印加ユニット40は、外部電源
41と、真空チャンバー5に取り付けられた真空コネク
ター42と、半導体装置1の電極パッド(図示省略)に
接触された配線43とで構成されており、外部電源41
から所定の電圧が真空コネクター42及び配線43を介
して半導体装置1に印加されている。
41と、真空チャンバー5に取り付けられた真空コネク
ター42と、半導体装置1の電極パッド(図示省略)に
接触された配線43とで構成されており、外部電源41
から所定の電圧が真空コネクター42及び配線43を介
して半導体装置1に印加されている。
【0006】図4は、所定電圧が印加された半導体装置
1の2次電子像を示す模式図である。同図において、5
1はモニター画面であり、このモニター画面51には2
つの金属配線52,53の像52i,53iが観察され
る。2つの金属配線52,53のうち、一方の金属配線
52は比較的高電位であり、逆に他方の金属配線53は
比較的低電位となっている。そのため、2次電子像52
i,53iの間に、その電位差に応じた濃淡差が生じ、
電位コントラスト像が得られる。従来より、こうして得
られた電位コントラスト像に基づき、半導体装置1の不
良解析や特性解析等が行われている。
1の2次電子像を示す模式図である。同図において、5
1はモニター画面であり、このモニター画面51には2
つの金属配線52,53の像52i,53iが観察され
る。2つの金属配線52,53のうち、一方の金属配線
52は比較的高電位であり、逆に他方の金属配線53は
比較的低電位となっている。そのため、2次電子像52
i,53iの間に、その電位差に応じた濃淡差が生じ、
電位コントラスト像が得られる。従来より、こうして得
られた電位コントラスト像に基づき、半導体装置1の不
良解析や特性解析等が行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
の評価を行うには、半導体装置1の任意の領域に電圧や
電流を印加しながら、上記電位コントラスト像を撮像す
ることがある。そこで、従来より、ニードル針を半導体
装置1の任意の領域に直接接触させて、そのニードル針
を介して電圧等を印加していた。なお、説明の便宜から
、この明細書では半導体装置1の領域に電圧や電流を印
加することを「プロービング」と称する。
の評価を行うには、半導体装置1の任意の領域に電圧や
電流を印加しながら、上記電位コントラスト像を撮像す
ることがある。そこで、従来より、ニードル針を半導体
装置1の任意の領域に直接接触させて、そのニードル針
を介して電圧等を印加していた。なお、説明の便宜から
、この明細書では半導体装置1の領域に電圧や電流を印
加することを「プロービング」と称する。
【0008】しかしながら、半導体装置の高集積化にと
もなって、ニードル針によるプロービングにも一定の限
界があリ、微小領域に電圧等を印加することができる非
接触のプロービングが望まれている。
もなって、ニードル針によるプロービングにも一定の限
界があリ、微小領域に電圧等を印加することができる非
接触のプロービングが望まれている。
【0009】また、第1ビーム光学系20の収束レンズ
23を適当に制御することによって、電子ビームBのビ
ーム径をナノメータオーダーまで絞ることができる。し
たがって、収束された電子ビームBを半導体装置1の任
意の微小領域に照射することによってその照射領域に負
の電圧を印加することができる。しかしながら、従来の
評価装置にはこうしたビーム光学系が1つしか設けられ
ていないために、所定領域をプロービングしながらその
プロービング領域から離れた領域の電位コントラスト像
を観察することができないという問題があった。
23を適当に制御することによって、電子ビームBのビ
ーム径をナノメータオーダーまで絞ることができる。し
たがって、収束された電子ビームBを半導体装置1の任
意の微小領域に照射することによってその照射領域に負
の電圧を印加することができる。しかしながら、従来の
評価装置にはこうしたビーム光学系が1つしか設けられ
ていないために、所定領域をプロービングしながらその
プロービング領域から離れた領域の電位コントラスト像
を観察することができないという問題があった。
【0010】さらに、半導体装置1の素子特性を確認す
るためには、通常複数のプロービング箇所が必要である
が、上記理由から従来の評価装置では複数箇所のプロー
ビングは不可能であった。その結果、半導体装置の不良
特性等を正確に評価することが困難であった。
るためには、通常複数のプロービング箇所が必要である
が、上記理由から従来の評価装置では複数箇所のプロー
ビングは不可能であった。その結果、半導体装置の不良
特性等を正確に評価することが困難であった。
【0011】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、半導体装置の不良特性等を正確に評価す
ることができる半導体装置の評価装置を提供することを
目的とする。
されたもので、半導体装置の不良特性等を正確に評価す
ることができる半導体装置の評価装置を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置の評価装置は、半導体装置の評価を行うための評価
装置であって、上記目的を達成するために、電子あるい
はイオンビームを収束させ、その収束ビームを評価対象
たる半導体装置の表面上を走査する複数のビーム光学系
と、前記半導体装置から発生する量子を検出し、その量
子の発生量から前記半導体装置の表面像を得る撮像手段
とを備えている。
装置の評価装置は、半導体装置の評価を行うための評価
装置であって、上記目的を達成するために、電子あるい
はイオンビームを収束させ、その収束ビームを評価対象
たる半導体装置の表面上を走査する複数のビーム光学系
と、前記半導体装置から発生する量子を検出し、その量
子の発生量から前記半導体装置の表面像を得る撮像手段
とを備えている。
【0013】
【作用】この発明における半導体装置の評価装置では、
複数の収束ビームが半導体装置の表面に照射され、複数
箇所でのプロービングが実行される。また、複数のビー
ム光学系のうちの1つが収束ビームを半導体装置の表面
に照射されて電子あるいはイオンビームによるプロービ
ングを実行されるとともに、別のビーム光学系が電子あ
るいはイオンビームをその半導体装置上を走査させてそ
のプロービング領域から離れた領域の表面像を撮像する
。
複数の収束ビームが半導体装置の表面に照射され、複数
箇所でのプロービングが実行される。また、複数のビー
ム光学系のうちの1つが収束ビームを半導体装置の表面
に照射されて電子あるいはイオンビームによるプロービ
ングを実行されるとともに、別のビーム光学系が電子あ
るいはイオンビームをその半導体装置上を走査させてそ
のプロービング領域から離れた領域の表面像を撮像する
。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の一実施例である半導体装置
の評価装置の要部構成を示す模式図である。同図と図3
との比較から容易に理解することができるように、この
実施例が従来例(図3)と相違する点は、電子ビームを
半導体装置1に照射する第2ビーム光学系50がさらに
設けられている点であり、その他の構成は同一である。
の評価装置の要部構成を示す模式図である。同図と図3
との比較から容易に理解することができるように、この
実施例が従来例(図3)と相違する点は、電子ビームを
半導体装置1に照射する第2ビーム光学系50がさらに
設けられている点であり、その他の構成は同一である。
【0015】この第2ビーム光学系50は、電子銃51
,電子引出し用電極52,収束レンズ53および走査用
コイル54で構成されている。この第2ビーム光学系5
0では、電子銃51からの電子が電子引出し用電極52
によって引き出され、プロービング用の電子ビームBB
として収束レンズ53に入射される。そして、この収束
レンズ53によって電子ビームBBは収束され、さらに
走査用コイル54によって偏向されて、半導体装置1の
任意の領域に照射される。
,電子引出し用電極52,収束レンズ53および走査用
コイル54で構成されている。この第2ビーム光学系5
0では、電子銃51からの電子が電子引出し用電極52
によって引き出され、プロービング用の電子ビームBB
として収束レンズ53に入射される。そして、この収束
レンズ53によって電子ビームBBは収束され、さらに
走査用コイル54によって偏向されて、半導体装置1の
任意の領域に照射される。
【0016】次に、上記のように構成された評価装置を
用いて半導体装置1の評価する手順について説明する。 まず、半導体装置1をXYステージ10上に固定した後
、真空チャンバー5に連結された真空ポンプ(図示省略
)を作動させる。そして、真空チャンバー5内の真空度
が所定値に達した後、第1ビーム光学系20からの電子
ビームBを半導体装置1上を走査させる一方、CRT3
3に半導体装置1の2次電子像を表示させる。ここで、
2次電子像を見ながら、XYステージ10を動作させる
ことによって、電位コントラストを観察する箇所あるい
は第1ビーム光学系20によってプロービングを行う第
1のプロービング領域を決定し、半導体装置1を位置決
めする。
用いて半導体装置1の評価する手順について説明する。 まず、半導体装置1をXYステージ10上に固定した後
、真空チャンバー5に連結された真空ポンプ(図示省略
)を作動させる。そして、真空チャンバー5内の真空度
が所定値に達した後、第1ビーム光学系20からの電子
ビームBを半導体装置1上を走査させる一方、CRT3
3に半導体装置1の2次電子像を表示させる。ここで、
2次電子像を見ながら、XYステージ10を動作させる
ことによって、電位コントラストを観察する箇所あるい
は第1ビーム光学系20によってプロービングを行う第
1のプロービング領域を決定し、半導体装置1を位置決
めする。
【0017】続いて、第2ビーム光学系50によってプ
ロービングを行う第2のプロービング領域を設定する。 この実施例では第2ビーム光学系50は固定式であるた
め、第2のプロービング領域の設定可能な範囲は第2ビ
ーム光学系50のビーム偏向範囲、すなわち走査用コイ
ル54によって偏向可能な範囲であり、コイル54に与
える電圧等を制御することによってその範囲内で第2の
プロービング領域を設定することができる。但し、第2
ビーム光学系50に、例えばXYステージ10を駆動す
る駆動ユニット(図示省略)と同様の駆動ユニットを連
結することによって、第2のプロービング領域の設定可
能な範囲を大幅に拡げることができる。
ロービングを行う第2のプロービング領域を設定する。 この実施例では第2ビーム光学系50は固定式であるた
め、第2のプロービング領域の設定可能な範囲は第2ビ
ーム光学系50のビーム偏向範囲、すなわち走査用コイ
ル54によって偏向可能な範囲であり、コイル54に与
える電圧等を制御することによってその範囲内で第2の
プロービング領域を設定することができる。但し、第2
ビーム光学系50に、例えばXYステージ10を駆動す
る駆動ユニット(図示省略)と同様の駆動ユニットを連
結することによって、第2のプロービング領域の設定可
能な範囲を大幅に拡げることができる。
【0018】また、第2ビーム光学系50は第1ビーム
光学系20と同様に電子ビームBBを半導体装置1の表
面上を走査する機能を有しているので、電子ビームBB
を走査すると同時に、電子ビームBBの照射領域からの
2次電子を検出器31により検出しながら、検出器31
からの信号に基づきCRT33にその走査領域の2次電
子像を表示することができる。したがって、この2次電
子像を観察しながら、第2のプロービング領域を設定す
ることができ、その結果、第2のプロービング領域を正
確に定めることができる。
光学系20と同様に電子ビームBBを半導体装置1の表
面上を走査する機能を有しているので、電子ビームBB
を走査すると同時に、電子ビームBBの照射領域からの
2次電子を検出器31により検出しながら、検出器31
からの信号に基づきCRT33にその走査領域の2次電
子像を表示することができる。したがって、この2次電
子像を観察しながら、第2のプロービング領域を設定す
ることができ、その結果、第2のプロービング領域を正
確に定めることができる。
【0019】上記のようにして電位コントラスト像を観
察する箇所およびプロービング領域が設定されると、以
下のようにして半導体装置1の評価を実行する。第1の
評価方法として、第2ビーム光学系50によって収束電
子ビームBBを第2のプロービング領域に照射して、所
定の電圧あるいは電流を印加する。なお、ここでは電子
ビームBBを照射していることから、印加される電圧は
負電圧となり、またビームBBの電流量や走査範囲ある
いは加速電圧等を調整することによって電圧,電流の印
加量を制御することができる。また、このプロービング
と並行して、第1ビーム光学系20によって電子ビーム
Bを半導体装置1上を走査させることによって、CRT
33に上記設定箇所における電位コントラスト像を表示
させる。そして、このコントラスト像に基づいて半導体
装置1の不良特性等を評価する。
察する箇所およびプロービング領域が設定されると、以
下のようにして半導体装置1の評価を実行する。第1の
評価方法として、第2ビーム光学系50によって収束電
子ビームBBを第2のプロービング領域に照射して、所
定の電圧あるいは電流を印加する。なお、ここでは電子
ビームBBを照射していることから、印加される電圧は
負電圧となり、またビームBBの電流量や走査範囲ある
いは加速電圧等を調整することによって電圧,電流の印
加量を制御することができる。また、このプロービング
と並行して、第1ビーム光学系20によって電子ビーム
Bを半導体装置1上を走査させることによって、CRT
33に上記設定箇所における電位コントラスト像を表示
させる。そして、このコントラスト像に基づいて半導体
装置1の不良特性等を評価する。
【0020】また、第2の評価方法として、収束電子ビ
ームB,BBをそれぞれ第1及び第2のプロービング領
域に照射するとともに、半導体装置1の電極パッド(図
示省略)に接触された配線43および真空コネクター4
2を介して半導体装置1からの電気信号を取り出し、そ
の信号に基づき半導体装置1の不良特性等の評価を行う
。
ームB,BBをそれぞれ第1及び第2のプロービング領
域に照射するとともに、半導体装置1の電極パッド(図
示省略)に接触された配線43および真空コネクター4
2を介して半導体装置1からの電気信号を取り出し、そ
の信号に基づき半導体装置1の不良特性等の評価を行う
。
【0021】このように、この実施例では、第1ビーム
光学系20による電子ビームBの走査に加え、収束電子
ビームBBを半導体装置1の任意の微小領域に照射する
ことができるので、収束電子ビームBBによる微小領域
でのプロービングを実行しながら、そのプロービング領
域から離れた領域の電位コントラスト像を撮像すること
ができる。また、2箇所でのプロービングも可能となる
。その結果、半導体装置1の不良特性等を正確に評価す
ることができる。
光学系20による電子ビームBの走査に加え、収束電子
ビームBBを半導体装置1の任意の微小領域に照射する
ことができるので、収束電子ビームBBによる微小領域
でのプロービングを実行しながら、そのプロービング領
域から離れた領域の電位コントラスト像を撮像すること
ができる。また、2箇所でのプロービングも可能となる
。その結果、半導体装置1の不良特性等を正確に評価す
ることができる。
【0022】なお、上記実施例では、第1及び第2ビー
ム光学系20,50は電子ビームB,BBを発生するよ
うに構成されているが、いずれか一方あるいは両方をイ
オンビームを発生するように構成しても良い。この場合
、Ga,Ar等の正のイオンビームによってプロービン
グされた領域には、正の電圧が印加されることとなる。
ム光学系20,50は電子ビームB,BBを発生するよ
うに構成されているが、いずれか一方あるいは両方をイ
オンビームを発生するように構成しても良い。この場合
、Ga,Ar等の正のイオンビームによってプロービン
グされた領域には、正の電圧が印加されることとなる。
【0023】また、上記実施例では、第1及び第2ビー
ム光学系20,50は固定されているが、両者ともX,
Y方向に移動可能に構成してもよい。また、その際、図
2に示すように、2次電子検出器31を第1及び第2ビ
ーム光学系20,50の間に位置するように配置しても
良い。
ム光学系20,50は固定されているが、両者ともX,
Y方向に移動可能に構成してもよい。また、その際、図
2に示すように、2次電子検出器31を第1及び第2ビ
ーム光学系20,50の間に位置するように配置しても
良い。
【0024】また、上記実施例では、ビーム光学系を2
つ設けた場合について説明したが、ビーム光学系を3つ
以上設けても良いことは言うまでもない。
つ設けた場合について説明したが、ビーム光学系を3つ
以上設けても良いことは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
半導体の評価装置によれば、電子あるいはイオンビーム
を収束させ、その収束ビームを評価対象たる半導体装置
の表面上を走査するビーム光学系が複数個設けられてい
るので、複数箇所でのプロービングが可能となり、しか
も電子あるいはイオンビームによるプロービングを実行
しながら、そのプロービング領域から離れた領域の電位
コントラスト像を撮像することができる。そのため、半
導体装置の不良特性等を正確に評価することができる。
半導体の評価装置によれば、電子あるいはイオンビーム
を収束させ、その収束ビームを評価対象たる半導体装置
の表面上を走査するビーム光学系が複数個設けられてい
るので、複数箇所でのプロービングが可能となり、しか
も電子あるいはイオンビームによるプロービングを実行
しながら、そのプロービング領域から離れた領域の電位
コントラスト像を撮像することができる。そのため、半
導体装置の不良特性等を正確に評価することができる。
【図1】この発明の一実施例である半導体装置の評価装
置の要部構成を示す模式図である。
置の要部構成を示す模式図である。
【図2】この発明の他の実施例を示す模式図である。
【図3】従来の半導体装置の評価装置を示す図である。
【図4】電位コントラスト像の一例を示す図である。
1 半導体装置
20 第1ビーム光学系
30 撮像ユニット
50 第2ビーム光学系
B,BB 電子ビーム
E 2次電子
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体装置の評価を行うための評価装
置であって、電子あるいはイオンビームを収束させ、そ
の収束ビームを評価対象たる半導体装置の表面上を走査
する複数のビ−ム光学系と、前記半導体装置から発生す
る量子を検出し、その量子の発生量から前記半導体装置
の表面像を得る撮像手段とを備えたことを特徴とする半
導体装置の評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115131A JPH04343245A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115131A JPH04343245A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の評価装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04343245A true JPH04343245A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14655047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3115131A Pending JPH04343245A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04343245A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000073808A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Conexant Systems, Inc. | Use of converging beams for transmitting electromagnetic energy to power devices for die testing |
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1991
- 1991-05-21 JP JP3115131A patent/JPH04343245A/ja active Pending
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