JPH0576772B2 - - Google Patents
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- JPH0576772B2 JPH0576772B2 JP58096029A JP9602983A JPH0576772B2 JP H0576772 B2 JPH0576772 B2 JP H0576772B2 JP 58096029 A JP58096029 A JP 58096029A JP 9602983 A JP9602983 A JP 9602983A JP H0576772 B2 JPH0576772 B2 JP H0576772B2
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- Japan
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- internal operating
- semiconductor device
- voltage waveform
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- Power Engineering (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電子ビームテスタにおける電子ビーム
による半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
に関する。
による半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
に関する。
電子ビームテスタは、細く絞つた電子ビームを
プローブとして用いて、LSI、超LSIなどの内部
動作波形を非接触で測定することができる。
プローブとして用いて、LSI、超LSIなどの内部
動作波形を非接触で測定することができる。
LSIや超LSIでは数MHzで動作した場合の内部
動作電圧波形を求める必要があるが、その場合に
は数+1秒以下のきわめて短いパルスピームを発
生させ、その発生を回路動作と同期させてLSIに
照射することにより、サンプリングの原理を用い
てLSI内部の動作波形を測定することができる。
動作電圧波形を求める必要があるが、その場合に
は数+1秒以下のきわめて短いパルスピームを発
生させ、その発生を回路動作と同期させてLSIに
照射することにより、サンプリングの原理を用い
てLSI内部の動作波形を測定することができる。
サンプリングの原理による電子ビームテスタに
おける測定原理を第1図を用いて説明する。
おける測定原理を第1図を用いて説明する。
第1図aに示すような一定の繰り返し周期Tの
内部動作電圧波形1を測定する場合について説明
する。まず周期Tのφ0に同期してパルスビーム
を照射する。このパルスビームのパルス幅は測定
しようとする時間分解能によつて規定される。例
えば、時間分解能を1nsで測定したいときにはパ
ルスビーム幅は1ns以下でなければならない。
内部動作電圧波形1を測定する場合について説明
する。まず周期Tのφ0に同期してパルスビーム
を照射する。このパルスビームのパルス幅は測定
しようとする時間分解能によつて規定される。例
えば、時間分解能を1nsで測定したいときにはパ
ルスビーム幅は1ns以下でなければならない。
このパルスビーム照射により検出される2次電
子の信号値は位相ステツプφ0における内部動作
電圧を示しているが、非常にパルスビーム幅がせ
まいのでひとつのパルスビームで正確な内部動作
電圧を得ることは難しいので、同じ位相ステツプ
φ0で繰り返しパルスビームを照射して飛び出す
2次電子を測定する。同じ位相ステツプで何回繰
り返すかは、2次電子の測定条件や演出器の周波
数応答特性により異なるが、一般に103回程度の
繰り返し照射が必要である。
子の信号値は位相ステツプφ0における内部動作
電圧を示しているが、非常にパルスビーム幅がせ
まいのでひとつのパルスビームで正確な内部動作
電圧を得ることは難しいので、同じ位相ステツプ
φ0で繰り返しパルスビームを照射して飛び出す
2次電子を測定する。同じ位相ステツプで何回繰
り返すかは、2次電子の測定条件や演出器の周波
数応答特性により異なるが、一般に103回程度の
繰り返し照射が必要である。
位相ステツプφ0で103回程度繰り返して動作電
圧が測定されると、パルスビームを照射する位相
をずらして位相ステツプφ1に同期するようにし
て103回程度繰り返して位相ステツプφ1に対応す
る動作電圧を測定する。以下同様にしてパルスビ
ーム照射の位相をφ2、φ3、……φi、φj、……φN-1
と変化させて測定する。各位相ステツプにより得
られた内部動作電圧を順番にプロツトしていくと
第1図aに示すように内部動作電圧波形の測定波
形を求めることができる。
圧が測定されると、パルスビームを照射する位相
をずらして位相ステツプφ1に同期するようにし
て103回程度繰り返して位相ステツプφ1に対応す
る動作電圧を測定する。以下同様にしてパルスビ
ーム照射の位相をφ2、φ3、……φi、φj、……φN-1
と変化させて測定する。各位相ステツプにより得
られた内部動作電圧を順番にプロツトしていくと
第1図aに示すように内部動作電圧波形の測定波
形を求めることができる。
また、2次電子放出による信号は一般にS/N
比がよくないため、以上の測定を数回から10回さ
らに繰り返して求めた内部動作電圧を加算平均処
理して内部動作電圧波形を求めている。このよう
に内部動作波形を測定するためには(5〜10)×
103×N回の照射を必要とし、(5〜10)×103×N
×Tという長い測定時間を必要とする。さらにマ
イクロプロセツタなどの演算用LSIでは繰り返す
周期Tも長くなりそれだけ測定時間がさらに必要
とされる。例えば複雑なLSIでは周期Tが数ms
のものがありこのような場合には数10分以上の測
定時間が必要である。
比がよくないため、以上の測定を数回から10回さ
らに繰り返して求めた内部動作電圧を加算平均処
理して内部動作電圧波形を求めている。このよう
に内部動作波形を測定するためには(5〜10)×
103×N回の照射を必要とし、(5〜10)×103×N
×Tという長い測定時間を必要とする。さらにマ
イクロプロセツタなどの演算用LSIでは繰り返す
周期Tも長くなりそれだけ測定時間がさらに必要
とされる。例えば複雑なLSIでは周期Tが数ms
のものがありこのような場合には数10分以上の測
定時間が必要である。
このような長時間にわたつて測定していると、
2次電子検出器の特性変動や検出回路のオフセツ
ト電圧の変化や外乱の影響等により測定波形に歪
みが生ずる。例えば第2図に示すようにベースラ
イン4が変動すると測定波形5にも影響が出てし
まう。このような波形歪みは通常の信号処理方法
である加算平均や平滑化処理しても有効に除去す
ることができず問題となつていた。
2次電子検出器の特性変動や検出回路のオフセツ
ト電圧の変化や外乱の影響等により測定波形に歪
みが生ずる。例えば第2図に示すようにベースラ
イン4が変動すると測定波形5にも影響が出てし
まう。このような波形歪みは通常の信号処理方法
である加算平均や平滑化処理しても有効に除去す
ることができず問題となつていた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
長い周期で発生する外乱に影響されることなく半
導体装置の内部動作波形を正しく測定することが
できる、電子ビームテスタにおける半導体装置の
内部動作電圧波形の測定方法を提供することを目
的とする。
長い周期で発生する外乱に影響されることなく半
導体装置の内部動作波形を正しく測定することが
できる、電子ビームテスタにおける半導体装置の
内部動作電圧波形の測定方法を提供することを目
的とする。
上記目的を達成するために本発明による半導体
装置の内部動作電圧波形の測定方法は、位相ステ
ツプをその位相の大きさとは無関係にランダムに
選択し、この選択された順序により半導体装置の
内部動作電圧を測定し、このランダムな測定順序
で測定された複数の内部電圧を対応する位相ステ
ツプの位相の大きさ順に配列し直して内部動作電
圧波形を求めることを特徴とする。
装置の内部動作電圧波形の測定方法は、位相ステ
ツプをその位相の大きさとは無関係にランダムに
選択し、この選択された順序により半導体装置の
内部動作電圧を測定し、このランダムな測定順序
で測定された複数の内部電圧を対応する位相ステ
ツプの位相の大きさ順に配列し直して内部動作電
圧波形を求めることを特徴とする。
本発明による半導体装置の内部動作電圧波形の
測定方法を第3図a,b,cを用いて説明する。
例えば第3図aで示すように波形51を位相が
0nsから499nsまで1nsステツプで500点について測
定する場合ほついて考える。測定順序を従来のよ
うに0ns、1ns、……498ns、499nsと位相の小さい
順から定めることなく全くランダムにする。ラン
ダムな測定順序は、例えば乱数により定めること
ができる。第3図aの場合は最初に位相φが
108nsで内部動作電圧を測定している。以下ラン
ダムな測定順序で測定し、各位相で測定するたび
に第3図cに示すように測定点をプロツトしてい
けば内部動作電圧波形55を求めることができ
る。もし何らかの外乱により第2図に示すように
ベースラインが変動しても、測定順序がランダム
であるから、その外乱による測定値のずれは第3
図cに56で示すようなランダムノイズとなる。
したがつて測定された動作電圧波形55を平滑化
すればこのようなランダムノイズを除去すること
ができ、歪みのない動作電圧波形を得ることがで
きる。
測定方法を第3図a,b,cを用いて説明する。
例えば第3図aで示すように波形51を位相が
0nsから499nsまで1nsステツプで500点について測
定する場合ほついて考える。測定順序を従来のよ
うに0ns、1ns、……498ns、499nsと位相の小さい
順から定めることなく全くランダムにする。ラン
ダムな測定順序は、例えば乱数により定めること
ができる。第3図aの場合は最初に位相φが
108nsで内部動作電圧を測定している。以下ラン
ダムな測定順序で測定し、各位相で測定するたび
に第3図cに示すように測定点をプロツトしてい
けば内部動作電圧波形55を求めることができ
る。もし何らかの外乱により第2図に示すように
ベースラインが変動しても、測定順序がランダム
であるから、その外乱による測定値のずれは第3
図cに56で示すようなランダムノイズとなる。
したがつて測定された動作電圧波形55を平滑化
すればこのようなランダムノイズを除去すること
ができ、歪みのない動作電圧波形を得ることがで
きる。
本発明による測定方法を実行するためには種々
の構成が可能であるが、第4図a,bに一具体例
である電子ビームテスタの移相制御装置を示す。
基準クロツク発生器31は全システムの基準クロ
ツクを発生する回路で被測定LSIの繰り返し動作
の1周期ごとに同期信号を発生している。照射回
数設定カウンタ32は1位相ステツプにおけるパ
ルスビームの照射回数Nを設定するためのもので
ある。N発のパルスビームを照射することにより
1つの位相ステツプにおける電圧値を1回測定す
る。積算回数設定カウンタ33は積算回数Mを設
定するためのものである。M回の加算平均処理を
行なうことによりS/N比の改善を図ることがで
きる。従つて1位相ステツプにおけるパルスビー
ムの照射回数はM×N回となる。具体的にはMは
10回、Nは103回程度である。この積算回数設定
カウンタ33は1位相ステツプが終了した時点で
1発の制御パルスを発生し、次の位相ステツプの
電圧測定にうつる。
の構成が可能であるが、第4図a,bに一具体例
である電子ビームテスタの移相制御装置を示す。
基準クロツク発生器31は全システムの基準クロ
ツクを発生する回路で被測定LSIの繰り返し動作
の1周期ごとに同期信号を発生している。照射回
数設定カウンタ32は1位相ステツプにおけるパ
ルスビームの照射回数Nを設定するためのもので
ある。N発のパルスビームを照射することにより
1つの位相ステツプにおける電圧値を1回測定す
る。積算回数設定カウンタ33は積算回数Mを設
定するためのものである。M回の加算平均処理を
行なうことによりS/N比の改善を図ることがで
きる。従つて1位相ステツプにおけるパルスビー
ムの照射回数はM×N回となる。具体的にはMは
10回、Nは103回程度である。この積算回数設定
カウンタ33は1位相ステツプが終了した時点で
1発の制御パルスを発生し、次の位相ステツプの
電圧測定にうつる。
乱数発生器35はこの制御パルスを受けて乱数
を発生する。発生する乱数は、測定しようとする
波形の測定範囲により、その範囲を定めておく。
を発生する。発生する乱数は、測定しようとする
波形の測定範囲により、その範囲を定めておく。
デイレイ回路38は、デイレイ制御回路37は
マルチプレクサを用いて遅延線をきりかえる移相
器によつて構成されている。その構成は第4図b
に示すように、マルチプレクサ43と遅延線44
とからなる。マルチプレクサ43はストロープ入
力がLレベルになつたとき、セレクト入力A、
B、Cに適当な2値信号を加えることによりX0
〜X7の入力端のうち任意のひとつをZに出力す
ることができる機能を有している。従つて各入力
端子に遅延線44を接続し、入力端X0、X1……
X7をセレクト入力A、B、Cの2値信号により
出力信号Zを切り換えていけば、各入力端X0、
X1……X7に接続された遅延量分の信号遅延を得
ることができる。
マルチプレクサを用いて遅延線をきりかえる移相
器によつて構成されている。その構成は第4図b
に示すように、マルチプレクサ43と遅延線44
とからなる。マルチプレクサ43はストロープ入
力がLレベルになつたとき、セレクト入力A、
B、Cに適当な2値信号を加えることによりX0
〜X7の入力端のうち任意のひとつをZに出力す
ることができる機能を有している。従つて各入力
端子に遅延線44を接続し、入力端X0、X1……
X7をセレクト入力A、B、Cの2値信号により
出力信号Zを切り換えていけば、各入力端X0、
X1……X7に接続された遅延量分の信号遅延を得
ることができる。
この結果得られた遅延信号に基づいてドライバ
39とドライバ40により電子ビームをチヨツピ
ングすることによりパルスビームの信号に変換さ
れる。
39とドライバ40により電子ビームをチヨツピ
ングすることによりパルスビームの信号に変換さ
れる。
乱数発生器35から発生した2値信号36は、
アドレスセレクタ41によりアドレス信号に変換
された後測定結果を記憶するための波形メモリ4
2の所定位置に記憶される。例えば移送ステツプ
φN1での測定結果はアドレスN1に記憶される。こ
の結果、測定操作における位相ステツプの設定が
ランダムであつても、測定が完了した時点では全
動作電圧波形を知ることができる。
アドレスセレクタ41によりアドレス信号に変換
された後測定結果を記憶するための波形メモリ4
2の所定位置に記憶される。例えば移送ステツプ
φN1での測定結果はアドレスN1に記憶される。こ
の結果、測定操作における位相ステツプの設定が
ランダムであつても、測定が完了した時点では全
動作電圧波形を知ることができる。
このようにしてこの電子ビームテスタの移相制
御装置により本発明による測定方法が実現でき
る。
御装置により本発明による測定方法が実現でき
る。
以上の通り、本発明によれば外乱により測定値
がずれても、それをランダムノイズとして波形の
平滑化処理により除去することができ、外乱に影
響されることなく半導体装置と内部動作電圧波形
を測定することができる。
がずれても、それをランダムノイズとして波形の
平滑化処理により除去することができ、外乱に影
響されることなく半導体装置と内部動作電圧波形
を測定することができる。
第1図a,b,cはそれぞれ従来の電子ビーム
による半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
の説明図、第2図は同測定方法による内部動作電
圧波形の測定例を示すグラフ、第3図a,b,c
はそれぞれ本発明の電子ビームによる半導体装置
の内部動作電圧波形の測定方法の説明図、第4図
a,bはそれぞれ同測定方法を実施するための電
子ビームテスタの移相制御装置のブロツク図であ
る。 1……内部動作電圧波形、2……パルスビー
ム、3,5……内部動作電圧波形の測定波形、4
……ベースライン、31……基準クロツク発生
器、32……照射回数設定カウンタ、33……積
算回数設定カウンタ、35……乱数発生器、37
……デイレイ制御回路、38……デイレイ回路、
39,40……ドライバ。
による半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
の説明図、第2図は同測定方法による内部動作電
圧波形の測定例を示すグラフ、第3図a,b,c
はそれぞれ本発明の電子ビームによる半導体装置
の内部動作電圧波形の測定方法の説明図、第4図
a,bはそれぞれ同測定方法を実施するための電
子ビームテスタの移相制御装置のブロツク図であ
る。 1……内部動作電圧波形、2……パルスビー
ム、3,5……内部動作電圧波形の測定波形、4
……ベースライン、31……基準クロツク発生
器、32……照射回数設定カウンタ、33……積
算回数設定カウンタ、35……乱数発生器、37
……デイレイ制御回路、38……デイレイ回路、
39,40……ドライバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体装置を一定周期で繰り返し動作させ、
前記一定周期内を所定の時間間隔により分割して
複数の位相ステツプを定め、前記位相ステツプの
位相に同期し、パルス状の電子ビームを繰り返し
所定回数照射し、これらパルス状の電子ビームに
よる前記半導体装置からの2次電子信号を検出す
ることにより前記位相ステツプにおける前記半導
体装置の内部動作電圧から、前記半導体装置の内
部動作電圧波形を求める、電子ビームによる半導
体装置の内部動作電圧波形の測定方法において、 前記複数の位相ステツプをその位相の大きさと
は無関係にランダムに選択し、この選択された順
序により前記半導体装置の内部動作電圧を測定
し、このランダムな順序で測定された複数の内部
動作電圧を、対応する位相ステツプの位相の大き
さの順序に配列し直して内部動作電圧波形を求め
ることを特徴とする、電子ビームによる半導体装
置の内部動作電圧波形の測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58096029A JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58096029A JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59220940A JPS59220940A (ja) | 1984-12-12 |
JPH0576772B2 true JPH0576772B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=14153971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58096029A Granted JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59220940A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0722012B2 (ja) * | 1985-04-17 | 1995-03-08 | 株式会社日立製作所 | ストロボ方式の電位波形測定装置 |
EP0650196A2 (en) * | 1988-04-22 | 1995-04-26 | Fujitsu Limited | Semiconductor integrated circuit device and method of producing the same using master slice approach |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54134570A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-19 | Siemens Ag | Method of and device for measuring nonncontact potential elapse in electronic part |
JPS5871540A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-28 | イーツエーテー、インテグレイテツド、サーキツト、テスチング、ゲゼルシヤフト、フユア、ハルプライタープリユーフテヒニク、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | 電子線測定法による電位決定のための走査方法 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58096029A patent/JPS59220940A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54134570A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-19 | Siemens Ag | Method of and device for measuring nonncontact potential elapse in electronic part |
JPS5871540A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-28 | イーツエーテー、インテグレイテツド、サーキツト、テスチング、ゲゼルシヤフト、フユア、ハルプライタープリユーフテヒニク、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | 電子線測定法による電位決定のための走査方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59220940A (ja) | 1984-12-12 |
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