JPH07151836A - 荷電粒子線試験装置及び半導体集積回路試験装置 - Google Patents
荷電粒子線試験装置及び半導体集積回路試験装置Info
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- JPH07151836A JPH07151836A JP5301618A JP30161893A JPH07151836A JP H07151836 A JPH07151836 A JP H07151836A JP 5301618 A JP5301618 A JP 5301618A JP 30161893 A JP30161893 A JP 30161893A JP H07151836 A JPH07151836 A JP H07151836A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 異常個所がわかり易いＬＳＭ像を得る。
【構成】 各試験パターンの始めにトリガ信号を発生
し、遅延手段２３で設定遅延量だけ遅延され、その遅延
出力で電子ビームパルスがＩＣ１５に照射され、その２
次電子が検出器１６で検出され、画像データとしてメモ
リ１８，１９の一方に取込まれる。各トリガごとに遅延
量が一定量ずつ増加されることを１水平走査ごとに繰返
し、１画面分のデータを取得すると、取得完了信号を信
号発生器１１へ送る。信号発生器１１では取得完了信号
を受信するごとに、電源電圧のような動作条件を交互に
変更して同一の試験を行う。また条件信号を発生し、画
像データの蓄積をメモリ１８と１９とに交互に切替え
る、メモリ１８と１９のデータの差を表示する。
し、遅延手段２３で設定遅延量だけ遅延され、その遅延
出力で電子ビームパルスがＩＣ１５に照射され、その２
次電子が検出器１６で検出され、画像データとしてメモ
リ１８，１９の一方に取込まれる。各トリガごとに遅延
量が一定量ずつ増加されることを１水平走査ごとに繰返
し、１画面分のデータを取得すると、取得完了信号を信
号発生器１１へ送る。信号発生器１１では取得完了信号
を受信するごとに、電源電圧のような動作条件を交互に
変更して同一の試験を行う。また条件信号を発生し、画
像データの蓄積をメモリ１８と１９とに交互に切替え
る、メモリ１８と１９のデータの差を表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電子ビームやイオンビ
ーム等の荷電粒子線を半導体集積回路に照射し、発生す
る２次電子の量を測定し、その半導体集積回路の電位分
布を濃淡画像として表示して不良部分を判定すること等
に用いられる試験装置に関する。
ーム等の荷電粒子線を半導体集積回路に照射し、発生す
る２次電子の量を測定し、その半導体集積回路の電位分
布を濃淡画像として表示して不良部分を判定すること等
に用いられる試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電子ビーム試験装置において動
作中の半導体集積回路（以下ＩＣと記す）に電子ビーム
を照射し、そのとき発生する２次電子の量を測定し、そ
のことを同一の試験パターンについて順次電子ビーム照
射位置をずらし、２次電子の量に応じた濃淡画像を表示
することが行われている。この場合の表示像は、例えば
図７Ａに示すように、ＩＣの配線パターン像１〜４が現
れるが、高レベル電位が与えられている配線からの２次
電子は少なく、表示画像においてパターン像１，２のよ
うに黒く表示される。一方、低レベル電位が与えられて
いる配線からの２次電子は多く、表示画像においてパタ
ーン像３，４のように白く表示され、配線以外の部分１
５はその発生２次電子が高レベル部分及び低レベル部分
における各２次電子の中間であって灰色に表示される。
図６Ａの画像をストロボ像と云う。
作中の半導体集積回路（以下ＩＣと記す）に電子ビーム
を照射し、そのとき発生する２次電子の量を測定し、そ
のことを同一の試験パターンについて順次電子ビーム照
射位置をずらし、２次電子の量に応じた濃淡画像を表示
することが行われている。この場合の表示像は、例えば
図７Ａに示すように、ＩＣの配線パターン像１〜４が現
れるが、高レベル電位が与えられている配線からの２次
電子は少なく、表示画像においてパターン像１，２のよ
うに黒く表示される。一方、低レベル電位が与えられて
いる配線からの２次電子は多く、表示画像においてパタ
ーン像３，４のように白く表示され、配線以外の部分１
５はその発生２次電子が高レベル部分及び低レベル部分
における各２次電子の中間であって灰色に表示される。
図６Ａの画像をストロボ像と云う。
【０００３】この表示画像に対応する印加試験パターン
が知られており、つまり、各配線の正常時の電位が知ら
れているから、この表示画像を見て、そのＩＣが正しく
動作しているか、どの部分が異常であるか等の判断をす
ることができる。又、試験信号の設定したタイミング点
から設定したタイミング点の間、電子ビームを位置水平
走査させ、前記両タイミング点ごとに水平走査線を順次
ずらして垂直走査し、例えば図７Ａに示すように横軸が
水平走査線の位置及び試験信号の時間軸を示す画像を形
成することが行われている。図７Ａにおいて配線パター
ン像は対応配線に図７Ｂに示す試験信号１ａが印加さ
れ、そのタイミング点Ｔ0 からＴ1 までにおけるその配
線の電位の経時変化を配線パターン像１は示し、従って
Ｔ0 から低レベルの部分ΔＴ1 は配線パターン像１に最
初の白部分Ｌ1 として表示され、次の高レベル部分ΔＴ
2 は配線パターン像１の次の部分Ｌ2 に黒部分として表
示され、次の低レベル部分は配線パターン像１における
次の白部分Ｌ3として表示される。配線パターン像２及
び３は試験信号２ａ及び３ａがそれぞれ対応配線に印加
され、そのタイミング点Ｔ0 乃至Ｔ1 の間に対応する像
である。このように試験信号の時間変化も表示するよう
にした像はＬＳＭ像と呼ばれている。これは１画面で時
間的変化の状態を知ることができる。
が知られており、つまり、各配線の正常時の電位が知ら
れているから、この表示画像を見て、そのＩＣが正しく
動作しているか、どの部分が異常であるか等の判断をす
ることができる。又、試験信号の設定したタイミング点
から設定したタイミング点の間、電子ビームを位置水平
走査させ、前記両タイミング点ごとに水平走査線を順次
ずらして垂直走査し、例えば図７Ａに示すように横軸が
水平走査線の位置及び試験信号の時間軸を示す画像を形
成することが行われている。図７Ａにおいて配線パター
ン像は対応配線に図７Ｂに示す試験信号１ａが印加さ
れ、そのタイミング点Ｔ0 からＴ1 までにおけるその配
線の電位の経時変化を配線パターン像１は示し、従って
Ｔ0 から低レベルの部分ΔＴ1 は配線パターン像１に最
初の白部分Ｌ1 として表示され、次の高レベル部分ΔＴ
2 は配線パターン像１の次の部分Ｌ2 に黒部分として表
示され、次の低レベル部分は配線パターン像１における
次の白部分Ｌ3として表示される。配線パターン像２及
び３は試験信号２ａ及び３ａがそれぞれ対応配線に印加
され、そのタイミング点Ｔ0 乃至Ｔ1 の間に対応する像
である。このように試験信号の時間変化も表示するよう
にした像はＬＳＭ像と呼ばれている。これは１画面で時
間的変化の状態を知ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６Ａに示した像を得
る場合にそのＳＮ比を高くするため、同一画像をくり返
し取得すると、ＩＣの表面の絶縁保護膜に電荷が溜まり
６Ｂ、６Ｃに示すように高レベルの配線パターン像と低
レベルの配線パターン像との区別ができなくなり、つい
には同一の灰色の表示となってしまう。従って高いＳＮ
比のものを得ることができなかった。
る場合にそのＳＮ比を高くするため、同一画像をくり返
し取得すると、ＩＣの表面の絶縁保護膜に電荷が溜まり
６Ｂ、６Ｃに示すように高レベルの配線パターン像と低
レベルの配線パターン像との区別ができなくなり、つい
には同一の灰色の表示となってしまう。従って高いＳＮ
比のものを得ることができなかった。
【０００５】又、図６Ａに示したように、試験信号の設
定パターンにおけるデータをとりこむ場合は、その試験
パターンの印加に基く変化の経時状態を知ることができ
ない。しかし、ＬＳＭ像ではこれを知ることができる
が、図７について先に述べたようにＬＳＭ像を得る場合
も同一条件でくり返し取得すると像が不明瞭になり、Ｓ
Ｎ比を向上させることはできなかった。
定パターンにおけるデータをとりこむ場合は、その試験
パターンの印加に基く変化の経時状態を知ることができ
ない。しかし、ＬＳＭ像ではこれを知ることができる
が、図７について先に述べたようにＬＳＭ像を得る場合
も同一条件でくり返し取得すると像が不明瞭になり、Ｓ
Ｎ比を向上させることはできなかった。
【０００６】更に、動作を保持する順次回路と、動作を
保持しない論理回路とが複数従続的に設けられているＩ
Ｃにおいては、その不良の発生段（場所）と試験信号に
おける不良発生タイミングを知るには多くの画像を取得
する必要があった。
保持しない論理回路とが複数従続的に設けられているＩ
Ｃにおいては、その不良の発生段（場所）と試験信号に
おける不良発生タイミングを知るには多くの画像を取得
する必要があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、試験
信号発生器から受信したトリガ信号は遅延手段により遅
延されて、荷電粒子線パルスを発生させるが、その遅延
量は、荷電粒子線によるＩＣに対する水平又は垂直走査
位置と対応して設定される。又、試験信号発生器からＩ
Ｃの動作条件を変更したことを示す条件信号を受信する
ごとに、画像データの蓄積領域が切り替えられる。この
動作条件の変更は、所定量の画像データ、例えば１画面
分のデータを取得するごとに行われる。
信号発生器から受信したトリガ信号は遅延手段により遅
延されて、荷電粒子線パルスを発生させるが、その遅延
量は、荷電粒子線によるＩＣに対する水平又は垂直走査
位置と対応して設定される。又、試験信号発生器からＩ
Ｃの動作条件を変更したことを示す条件信号を受信する
ごとに、画像データの蓄積領域が切り替えられる。この
動作条件の変更は、所定量の画像データ、例えば１画面
分のデータを取得するごとに行われる。
【０００８】画像データの表示は、現に取得中のものを
表示する場合、２つの蓄積領域内の両画像データの差を
表示する場合、この差の画像データとＩＣのパターン形
状情報とを重畳して表示する場合等がある。遅延手段に
よる遅延は水平又は垂直走査の単位移動ごとに設定遅延
量に対して所定遅延量ずつ加算させる。或いは、ＩＣの
走査をランダムに行わせ、そのランダム装置に水平又は
垂直位置において、予め記憶された遅延データを読み出
して、その遅延データを遅延回路に設定することにより
行われる。
表示する場合、２つの蓄積領域内の両画像データの差を
表示する場合、この差の画像データとＩＣのパターン形
状情報とを重畳して表示する場合等がある。遅延手段に
よる遅延は水平又は垂直走査の単位移動ごとに設定遅延
量に対して所定遅延量ずつ加算させる。或いは、ＩＣの
走査をランダムに行わせ、そのランダム装置に水平又は
垂直位置において、予め記憶された遅延データを読み出
して、その遅延データを遅延回路に設定することにより
行われる。
【０００９】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。荷電粒子線
試験装置１１として電子ビーム試験装置が用いられた場
合で、この試験装置１１に試験信号発生器１２が接続さ
れる。電子ビーム試験装置１１において、真空チャンバ
ー１３内で電子ビーム１４がパルス状に発生され、チャ
ンバー１３内のＩＣ１５に照射される。その照射により
発生した２次電子が２次電子検出器１６で検出され、画
像データとして切替手段１７により、画像メモリ１８，
１９のいずれかに記憶される。
試験装置１１として電子ビーム試験装置が用いられた場
合で、この試験装置１１に試験信号発生器１２が接続さ
れる。電子ビーム試験装置１１において、真空チャンバ
ー１３内で電子ビーム１４がパルス状に発生され、チャ
ンバー１３内のＩＣ１５に照射される。その照射により
発生した２次電子が２次電子検出器１６で検出され、画
像データとして切替手段１７により、画像メモリ１８，
１９のいずれかに記憶される。
【００１０】試験信号発生器内の試験パターン発生部２
１から発生された試験パターン信号や電源信号等が試験
信号としてＩＣ１５へ供給され、ＩＣ１５がこれに基い
て動作する。その試験パターン信号のくり返しと同期し
て、つまり各試験パターン信号の始めにトリガ信号発生
部２２からトリガ信号が電子ビーム試験装置１１内の遅
延手段２３へ供給される。更に、動作電源電圧等のＩＣ
１５に対する動作条件を変更すると、そのことを示す条
件信号が条件信号発生部２４から電子ビーム試験装置１
１の制御部２５に供給される。図に示していないが、制
御部２５に対して電子ビーム試験装置１１の各種試験条
件を設定することができ、その設定に応じて制御部２５
は各部を制御する。Ｘ走査手段２６、Ｙ走査手段２７も
制御部２５により制御され、これら走査手段２６，２７
により電子ビーム１４が制御されて、ＩＣ１５の設定さ
れた部分を水平・垂直走査する。
１から発生された試験パターン信号や電源信号等が試験
信号としてＩＣ１５へ供給され、ＩＣ１５がこれに基い
て動作する。その試験パターン信号のくり返しと同期し
て、つまり各試験パターン信号の始めにトリガ信号発生
部２２からトリガ信号が電子ビーム試験装置１１内の遅
延手段２３へ供給される。更に、動作電源電圧等のＩＣ
１５に対する動作条件を変更すると、そのことを示す条
件信号が条件信号発生部２４から電子ビーム試験装置１
１の制御部２５に供給される。図に示していないが、制
御部２５に対して電子ビーム試験装置１１の各種試験条
件を設定することができ、その設定に応じて制御部２５
は各部を制御する。Ｘ走査手段２６、Ｙ走査手段２７も
制御部２５により制御され、これら走査手段２６，２７
により電子ビーム１４が制御されて、ＩＣ１５の設定さ
れた部分を水平・垂直走査する。
【００１１】例えば図２Ａに示す試験信号が発生され、
その繰返し時点にトリガ信号が図２Ｂに示すように発生
され、制御部２５にトリガ信号に対し、図２Ｃに示すよ
うにタイミング点Ｔ0 からＴ1 までのデータの取込みと
して設定され、また１水平走査線につき取込むデータ数
がＮ個と設定されると、（Ｔ1 −Ｔ0 ）／（Ｎ−１）の
単位時間Δｔが求められ、遅延手段２３の遅延量がｔ1
＝Ｔ0 と初期設定される。最初のトリガ信号に遅延手段
２３でｔ1 ＝Ｔ0 だけ遅延されてパルス発生器２９へ入
力され、これより発生したパルスにより電子ビーム１４
のパルスが発射され、ＩＣ１５の２次電子が検出され
る。以下トリガ信号ごとに図２Ｄに示すようにｔ1 ＝Ｔ
0 に対し、順次Δｔだけ多く遅延された電子ビームパル
スが発射され、画像データの取込みが行われる。またこ
の１画像データの取込みごとに電子ビーム１４は１画素
分水平方向に移動される。つまりＸ走査手段２６により
電子ビーム１４が１画素分水平方向に移動されるごと
に、遅延手段２３における設定遅延量がΔｔだけ加算さ
れる。
その繰返し時点にトリガ信号が図２Ｂに示すように発生
され、制御部２５にトリガ信号に対し、図２Ｃに示すよ
うにタイミング点Ｔ0 からＴ1 までのデータの取込みと
して設定され、また１水平走査線につき取込むデータ数
がＮ個と設定されると、（Ｔ1 −Ｔ0 ）／（Ｎ−１）の
単位時間Δｔが求められ、遅延手段２３の遅延量がｔ1
＝Ｔ0 と初期設定される。最初のトリガ信号に遅延手段
２３でｔ1 ＝Ｔ0 だけ遅延されてパルス発生器２９へ入
力され、これより発生したパルスにより電子ビーム１４
のパルスが発射され、ＩＣ１５の２次電子が検出され
る。以下トリガ信号ごとに図２Ｄに示すようにｔ1 ＝Ｔ
0 に対し、順次Δｔだけ多く遅延された電子ビームパル
スが発射され、画像データの取込みが行われる。またこ
の１画像データの取込みごとに電子ビーム１４は１画素
分水平方向に移動される。つまりＸ走査手段２６により
電子ビーム１４が１画素分水平方向に移動されるごと
に、遅延手段２３における設定遅延量がΔｔだけ加算さ
れる。
【００１２】このようにして１水平走査でタイミングＴ
0 〜Ｔ1 における画像データが取込まれ、同様に各水平
走査ごと画像データが取込まれ、１画面分の画像データ
の取込みが終了すると、取得完了信号が試験信号発生器
１２へ送出される。この取得信号を受信すると試験信号
発生器１２はＩＣ動作条件を変更し、例えば電源電圧を
５Ｖから４Ｖに変更して条件信号を発生し、再び同様に
試験信号、トリガ信号を発生し、電子ビーム試験装置１
１は図２について述べたように、各トリガ信号ごとに順
次タイミングがずれた電子ビームパルスを発射して、画
像データの取込みを行う。
0 〜Ｔ1 における画像データが取込まれ、同様に各水平
走査ごと画像データが取込まれ、１画面分の画像データ
の取込みが終了すると、取得完了信号が試験信号発生器
１２へ送出される。この取得信号を受信すると試験信号
発生器１２はＩＣ動作条件を変更し、例えば電源電圧を
５Ｖから４Ｖに変更して条件信号を発生し、再び同様に
試験信号、トリガ信号を発生し、電子ビーム試験装置１
１は図２について述べたように、各トリガ信号ごとに順
次タイミングがずれた電子ビームパルスを発射して、画
像データの取込みを行う。
【００１３】以下同様に１画面分の画像データの取得ご
とに取得完了信号を発生し、取得完了信号の受信ごとに
動作条件を交互に変更し、条件信号、試験信号、トリガ
信号を発生することを繰返す。また条件信号の受信ごと
に、画像データの取込みを画像メモリ１８と１９とに交
互に切替える。ＩＣ１５の動作電源電圧が５Ｖの場合に
タイミング点Ｔ0 〜Ｔ1 間における配線１′，２′，
３′上の電位変化が図３Ａの曲線１ａ，２ａ，３ａと変
化し、これが正常動作とする。これに対し、電源電圧が
４Ｖに条件変更された場合にタイミング点Ｔ0 〜Ｔ1 間
における配線１′，２′，３′上の電位変化が図３Ｂの
曲線１ａ，２ａ，３ａに示すようになったとする。つま
り配線１′は電位パターンの極性が反転し、配線２′は
同一電位パターンとなり、配線３ｂはタイミング点Ｔ2
〜Ｔ3 だけ極性が反転した。
とに取得完了信号を発生し、取得完了信号の受信ごとに
動作条件を交互に変更し、条件信号、試験信号、トリガ
信号を発生することを繰返す。また条件信号の受信ごと
に、画像データの取込みを画像メモリ１８と１９とに交
互に切替える。ＩＣ１５の動作電源電圧が５Ｖの場合に
タイミング点Ｔ0 〜Ｔ1 間における配線１′，２′，
３′上の電位変化が図３Ａの曲線１ａ，２ａ，３ａと変
化し、これが正常動作とする。これに対し、電源電圧が
４Ｖに条件変更された場合にタイミング点Ｔ0 〜Ｔ1 間
における配線１′，２′，３′上の電位変化が図３Ｂの
曲線１ａ，２ａ，３ａに示すようになったとする。つま
り配線１′は電位パターンの極性が反転し、配線２′は
同一電位パターンとなり、配線３ｂはタイミング点Ｔ2
〜Ｔ3 だけ極性が反転した。
【００１４】このような状態において繰返し画像データ
を取得し、その各画像データを表示部３１に表示する
と、図３Ａの正常状態での取得画像は図３Ｃに示すよう
になる。即ち配線パターン像１は曲線１ａの低レベルで
白に表示され、高レベルで黒に表示される。配線パター
ン像２は、曲線２ａが低レベル、高レベルにかかわりな
く、灰色となっている、これは動作電源電圧が４Ｖに切
替っても、同一電位曲線となるため、動作条件の切替え
にかかわらず、配線２′における場所と時間とに対する
電位状態は変化しないため、保護絶縁膜に対する充電が
生じるためであり、つまり従来技術の問題点で指摘した
場合と同一である。配線パターン像３は、そのタイミン
グ点Ｔ1 〜Ｔ3 と対応する区間Ｌ23の低レベルでは白と
なり、その他の部分は、場所、時間について動作条件の
切替えで変化が生じないため、灰色となる。
を取得し、その各画像データを表示部３１に表示する
と、図３Ａの正常状態での取得画像は図３Ｃに示すよう
になる。即ち配線パターン像１は曲線１ａの低レベルで
白に表示され、高レベルで黒に表示される。配線パター
ン像２は、曲線２ａが低レベル、高レベルにかかわりな
く、灰色となっている、これは動作電源電圧が４Ｖに切
替っても、同一電位曲線となるため、動作条件の切替え
にかかわらず、配線２′における場所と時間とに対する
電位状態は変化しないため、保護絶縁膜に対する充電が
生じるためであり、つまり従来技術の問題点で指摘した
場合と同一である。配線パターン像３は、そのタイミン
グ点Ｔ1 〜Ｔ3 と対応する区間Ｌ23の低レベルでは白と
なり、その他の部分は、場所、時間について動作条件の
切替えで変化が生じないため、灰色となる。
【００１５】一方、図３Ｂの異常状態での取得画像は図
３Ｄに示すようになる。即ち配線パターン像１は曲線１
ａの高レベルで黒、低レベルで白が表示され、配線パタ
ーン像２は図３Ｃの場合と同様に変化がないため灰色と
なり、配線パターン像３は動作切替えで変化が生じた曲
線３ａの区間Ｔ2 〜Ｔ3 の高レベルと対応する部分Ｌ 23
では黒、その他の部分は灰色となる。
３Ｄに示すようになる。即ち配線パターン像１は曲線１
ａの高レベルで黒、低レベルで白が表示され、配線パタ
ーン像２は図３Ｃの場合と同様に変化がないため灰色と
なり、配線パターン像３は動作切替えで変化が生じた曲
線３ａの区間Ｔ2 〜Ｔ3 の高レベルと対応する部分Ｌ 23
では黒、その他の部分は灰色となる。
【００１６】このように図３Ｃ，Ｄから、動作状態を変
更し、この例では電源電圧を４Ｖに下げると、配線１′
では正常時と全く逆表示となり、異常となったことが理
解され、しかも場所的、経時的にも常に正常時と異なっ
たことが理解される。しかし配線２′では全く異常が生
じないこともわかり、配線３′では配線３′上の部分Ｌ
23で、タイミングＴ2 〜Ｔ3 の区間だけ低レベルから高
レベルに異常となったことが理解される。
更し、この例では電源電圧を４Ｖに下げると、配線１′
では正常時と全く逆表示となり、異常となったことが理
解され、しかも場所的、経時的にも常に正常時と異なっ
たことが理解される。しかし配線２′では全く異常が生
じないこともわかり、配線３′では配線３′上の部分Ｌ
23で、タイミングＴ2 〜Ｔ3 の区間だけ低レベルから高
レベルに異常となったことが理解される。
【００１７】更に図３Ｄに示した画像データから図３Ｃ
に示した画像データを引算し、その差の画像データを表
示すると図４Ａに示すようになる。つまり配線パターン
像１は正常時の低レベルが高レベルになった部分Ｌ04、
Ｌ56は黒に、正常時の高レベルが低レベルになった部分
Ｌ45、Ｌ61は白に表示される。動作条件を変更しても異
常とならなかった配線パターン像２は表示面上に全く現
われない。配線３′については低レベルから高レベルに
なった部分Ｌ23のみが黒となり、その他の部分は全く現
われない。この図４Ａの表示は異常となったものだけが
図３Ｃ，Ｄの表示よりも、より明確に現われる。図３
Ｃ，Ｄは異常の表示状態は図４Ａの表示に対し、明確さ
が少し劣るが各配線パターン像も現われるため、不良個
所の場所、時間的位置がよくわかる。
に示した画像データを引算し、その差の画像データを表
示すると図４Ａに示すようになる。つまり配線パターン
像１は正常時の低レベルが高レベルになった部分Ｌ04、
Ｌ56は黒に、正常時の高レベルが低レベルになった部分
Ｌ45、Ｌ61は白に表示される。動作条件を変更しても異
常とならなかった配線パターン像２は表示面上に全く現
われない。配線３′については低レベルから高レベルに
なった部分Ｌ23のみが黒となり、その他の部分は全く現
われない。この図４Ａの表示は異常となったものだけが
図３Ｃ，Ｄの表示よりも、より明確に現われる。図３
Ｃ，Ｄは異常の表示状態は図４Ａの表示に対し、明確さ
が少し劣るが各配線パターン像も現われるため、不良個
所の場所、時間的位置がよくわかる。
【００１８】配線１′の電位が動作電源電圧５Ｖで図４
Ｂの曲線１ａの場合に、動作電源電圧を４Ｖに下げる
と、図４Ｂの曲線１ａ′のように、低レベルのままとっ
た場合は、前記差画像データ像は図４Ｃ中の像Ｌ23のよ
うに高レベルが低レベルになった部分Ｔ23が白に表示さ
れる。更に曲線１ａ″のように曲線１ａ中の高レベル部
分の前半Ｔ24が電源電圧の低下により低レベルになった
場合は、差画像は部分Ｔ 24のみが白の像Ｌ24として現わ
れる。更に曲線１ａ''' のように曲線１ａの高レベル部
分の後半Ｔ43が低レベルになると、差画像は部分Ｔ43の
みが白の像Ｌ43となって現われる。このようにこの発明
では、配線電位の経時変化も知ることができる。なお曲
線１ａ″，１ａ''' の各場合はストロボ像ではそれぞれ
黒、白表示となる。
Ｂの曲線１ａの場合に、動作電源電圧を４Ｖに下げる
と、図４Ｂの曲線１ａ′のように、低レベルのままとっ
た場合は、前記差画像データ像は図４Ｃ中の像Ｌ23のよ
うに高レベルが低レベルになった部分Ｔ23が白に表示さ
れる。更に曲線１ａ″のように曲線１ａ中の高レベル部
分の前半Ｔ24が電源電圧の低下により低レベルになった
場合は、差画像は部分Ｔ 24のみが白の像Ｌ24として現わ
れる。更に曲線１ａ''' のように曲線１ａの高レベル部
分の後半Ｔ43が低レベルになると、差画像は部分Ｔ43の
みが白の像Ｌ43となって現われる。このようにこの発明
では、配線電位の経時変化も知ることができる。なお曲
線１ａ″，１ａ''' の各場合はストロボ像ではそれぞれ
黒、白表示となる。
【００１９】ＩＣ１５を動作させない状態で、その表面
を電子ビーム走査して２次電子を検出し、あるいは試験
信号を印加するが一定の状態のまま、繰返し電子ビーム
走査して２次電子を検出してストロボ像を得るなどによ
り、ＩＣ１５の表面の形状情報（画像データ）を取得
し、つまり例えば図３Ｃの表示と対応するＩＣ部分につ
いては、図４Ｄに示すように配線１′，２′，３′の配
線パターン像１，２，３をそれぞれ２本線で表示するこ
とができるようにし、この形状情報をメモリ３２に記憶
しておき、この形状情報と差画像データ（図４Ａと対
応）とを重畳して表示することにより、注目すべき部分
を明確に表示し、かつそのＩＣ上の場所も読取り易いよ
うにすることもできる。
を電子ビーム走査して２次電子を検出し、あるいは試験
信号を印加するが一定の状態のまま、繰返し電子ビーム
走査して２次電子を検出してストロボ像を得るなどによ
り、ＩＣ１５の表面の形状情報（画像データ）を取得
し、つまり例えば図３Ｃの表示と対応するＩＣ部分につ
いては、図４Ｄに示すように配線１′，２′，３′の配
線パターン像１，２，３をそれぞれ２本線で表示するこ
とができるようにし、この形状情報をメモリ３２に記憶
しておき、この形状情報と差画像データ（図４Ａと対
応）とを重畳して表示することにより、注目すべき部分
を明確に表示し、かつそのＩＣ上の場所も読取り易いよ
うにすることもできる。
【００２０】上述では電子ビームの水平方向の移動と共
に電子ビームの照射タイミングをΔｔずつ増加させた
が、つまり表示面上の水平方向が時間軸となるように画
像データを取得したが、垂直方向が時間軸となるように
画像データを取得してもよい。この場合は、電子ビーム
の同一水平走査線上では、トリガ信号に対する電子ビー
ム照射タイミングを一定値ｔi とし、次の水平走査線上
では電子ビーム照射タイミングをΔｔだけ遅らせ、トリ
ガ信号に対し、ｔi ＋Δｔのタイミングで電子ビームの
照射を行う。なお１水平走査において、同一点を照射し
ないように、１画像データを取得するごとに、Δｔだけ
水平走査の開始を早くするとよい。
に電子ビームの照射タイミングをΔｔずつ増加させた
が、つまり表示面上の水平方向が時間軸となるように画
像データを取得したが、垂直方向が時間軸となるように
画像データを取得してもよい。この場合は、電子ビーム
の同一水平走査線上では、トリガ信号に対する電子ビー
ム照射タイミングを一定値ｔi とし、次の水平走査線上
では電子ビーム照射タイミングをΔｔだけ遅らせ、トリ
ガ信号に対し、ｔi ＋Δｔのタイミングで電子ビームの
照射を行う。なお１水平走査において、同一点を照射し
ないように、１画像データを取得するごとに、Δｔだけ
水平走査の開始を早くするとよい。
【００２１】１水平走査中に、電子ビームの照射タイミ
ングをΔｔずつ増加させる場合に、垂直走査をランダム
に行わせてもよい、つまり水平走査線の番号をランダム
に並べ、その並べられた水平走査線番号を、各１水平走
査ごとに順次選択する。また前述したように時間軸が垂
直方向となるように画像データを取得する場合におい
て、各水平走査を、その線上の各画素位置番号をランダ
ムに並べ、その並べた順に選択した画素位置に電子ビー
ムを照射するようにしてもよい。これらのように水平又
は垂直走査をランダムに行うことにより、接近した個所
を連続して電子ビーム照射することが避けられ、保護絶
縁膜のチャージの影響を少なくすることができる。この
手法は特に位置分解能を高くする場合に有効である。
ングをΔｔずつ増加させる場合に、垂直走査をランダム
に行わせてもよい、つまり水平走査線の番号をランダム
に並べ、その並べられた水平走査線番号を、各１水平走
査ごとに順次選択する。また前述したように時間軸が垂
直方向となるように画像データを取得する場合におい
て、各水平走査を、その線上の各画素位置番号をランダ
ムに並べ、その並べた順に選択した画素位置に電子ビー
ムを照射するようにしてもよい。これらのように水平又
は垂直走査をランダムに行うことにより、接近した個所
を連続して電子ビーム照射することが避けられ、保護絶
縁膜のチャージの影響を少なくすることができる。この
手法は特に位置分解能を高くする場合に有効である。
【００２２】同様に水平・垂直走査をランダムにさせて
もよい。例えば図５に示すように、水平走査上の各点に
電子ビームを偏向させるに必要なデータが水平偏向レジ
スタ３４に記憶され、垂直走査上の各点に電子ビームを
偏向させるに必要なデータが垂直偏向レジスタ３５に記
憶され、１水平走査線上の各画素点に対する電子ビーム
照射タイミング（トリガ信号に対する遅れ量）を示すデ
ータが遅延レジスタ３６に記憶されている。全走査面の
各点の位置を示す番号がランダム発生器３６から発生さ
れ、その下位ビットをアドレスとして水平偏向レジスタ
３４と遅延レジスタ３６が上位ビットをアドレスとして
垂直偏向レジスタ３５がそれぞれ読出され、水平偏向レ
ジスタ３４から読出されたデータがＤＡ変換器３８でア
ナログ信号に変換されて水平方向偏向器へ供給され、垂
直偏向レジスタ３５から読出されたデータがＤＡ変換器
３９でアナログ信号に変換されて垂直偏向器へ供給さ
れ、遅延レジスタ３６から読出されたデータがトリガ信
号を遅延する遅延回路４１に設定され、その遅延回路４
１の出力がパルス発生器２９へ供給される。
もよい。例えば図５に示すように、水平走査上の各点に
電子ビームを偏向させるに必要なデータが水平偏向レジ
スタ３４に記憶され、垂直走査上の各点に電子ビームを
偏向させるに必要なデータが垂直偏向レジスタ３５に記
憶され、１水平走査線上の各画素点に対する電子ビーム
照射タイミング（トリガ信号に対する遅れ量）を示すデ
ータが遅延レジスタ３６に記憶されている。全走査面の
各点の位置を示す番号がランダム発生器３６から発生さ
れ、その下位ビットをアドレスとして水平偏向レジスタ
３４と遅延レジスタ３６が上位ビットをアドレスとして
垂直偏向レジスタ３５がそれぞれ読出され、水平偏向レ
ジスタ３４から読出されたデータがＤＡ変換器３８でア
ナログ信号に変換されて水平方向偏向器へ供給され、垂
直偏向レジスタ３５から読出されたデータがＤＡ変換器
３９でアナログ信号に変換されて垂直偏向器へ供給さ
れ、遅延レジスタ３６から読出されたデータがトリガ信
号を遅延する遅延回路４１に設定され、その遅延回路４
１の出力がパルス発生器２９へ供給される。
【００２３】上述において、二つの動作条件での画像デ
ータを交互に取得するが、同一動作条件のものについ
て、それぞれ加算平均してＳＮ比を向上させることもで
きる。１画面分の画像データを取込むに必要な時間は設
定条件にもよるが、その最大の時間を見込み、試験信号
発生器１２側で、自動的に動作条件を変更し、電子ビー
ム試験装置１１側では取得完了信号を発生しなくてもよ
い。１画面分のデータの取得ごとに動作条件をかえた
が、半画面分のデータの取得ごとなど所定の画面分のデ
ータの取得ごとに動作条件をかえてもよい。
ータを交互に取得するが、同一動作条件のものについ
て、それぞれ加算平均してＳＮ比を向上させることもで
きる。１画面分の画像データを取込むに必要な時間は設
定条件にもよるが、その最大の時間を見込み、試験信号
発生器１２側で、自動的に動作条件を変更し、電子ビー
ム試験装置１１側では取得完了信号を発生しなくてもよ
い。１画面分のデータの取得ごとに動作条件をかえた
が、半画面分のデータの取得ごとなど所定の画面分のデ
ータの取得ごとに動作条件をかえてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば電源
電圧、試験パターンクロック周波数などの動作条件を、
所定画面分のＬＳＭ像データを取得ごとに交互に切替え
ているため、注目している所を絶縁保護膜に影響されず
に明確に得ることができる。
電圧、試験パターンクロック周波数などの動作条件を、
所定画面分のＬＳＭ像データを取得ごとに交互に切替え
ているため、注目している所を絶縁保護膜に影響されず
に明確に得ることができる。
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】図１の動作における試験信号と、トリガ信号
と、画像データ取得期間と、電子ビームパルス照射タイ
ミングとの関係例を示す図。
と、画像データ取得期間と、電子ビームパルス照射タイ
ミングとの関係例を示す図。
【図３】Ａ及びＢは配線上の信号例を示す図、Ｃ及びＤ
はそれぞれ対応取得画像データの表示例を示す図であ
る。
はそれぞれ対応取得画像データの表示例を示す図であ
る。
【図４】Ａは差画像データの表示例を示す図、Ｂは配線
上の正常信号とその各種異常信号とを示す図、ＣはＢに
おける各異常信号と対応した表示画像を示す図、ＤはＩ
Ｃの表面形状情報の表示画面の例を示す図である。
上の正常信号とその各種異常信号とを示す図、ＣはＢに
おける各異常信号と対応した表示画像を示す図、ＤはＩ
Ｃの表面形状情報の表示画面の例を示す図である。
【図５】ランダム走査信号発生手段及び対応した遅延手
段２３の例を示すブロック図。
段２３の例を示すブロック図。
【図６】従来装置における問題点を説明するためのスト
ロボ画像表示例を示す図。
ロボ画像表示例を示す図。
【図７】ＡはＬＳＭ像表示の例を示す図、Ｂはその対応
配線上の信号を示す図である。
配線上の信号を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五石 晃 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内
Claims (7)
- 【請求項１】 動作中の半導体集積回路に荷電粒子線を
パルス的に照射し、その２次電子を検出して、上記半導
体集積回路の電位分布の画像を得る荷電粒子線試験装置
において、 上記半導体集積回路へ動作試験信号を供給する試験信号
発生器からトリガ信号を受信し、そのトリガ信号に対
し、荷電粒子線による上記半導体集積回路に対する水平
又は垂直走査位置と対応した遅延を与えて荷電粒子線パ
ルスを発生させる遅延手段と、 上記試験信号発生器から半導体集積回路の動作条件を変
更したことを示す条件信号を受信するごとに、上記検出
２次電子より得た画像データの蓄積領域を切り替える手
段と、 を具備することを特徴とする荷電粒子線試験装置。 - 【請求項２】 試験信号発生器と荷電粒子線試験装置と
よりなり、 上記試験信号発生器から動作試験信号を、上記荷電粒子
線試験装置内の半導体集積回路へ供給してその半導体集
積回路を動作させ、 その動作中に、上記荷電粒子線試験装置で荷電粒子線を
パルス的に上記半導体集積回路へ照射し、その２次電子
を検出して上記半導体集積回路の電位分布の画像を得る
半導体集積回路試験装置において、 上記試験信号発生器に上記試験信号のくり返しごとに、
その基準を示すトリガ信号を、上記荷電粒子線試験装置
へ送信する手段と、 上記半導体集積回路の動作条件を変更させると、そのこ
とを示す条件信号を上記荷電粒子線試験装置へ送信する
手段とを備え、 上記荷電粒子線試験装置に受信した上記トリガ信号に対
し、荷電粒子線による上記半導体集積回路に対する水平
又は垂直走査位置と対応した遅延を与えて荷電粒子線パ
ルスを発生させる遅延手段と、 上記条件信号を受信するごとに、上記検出２次電子より
得た画像データの蓄積領域を切り替える手段とを備え、 ていることを特徴とする半導体集積回路試験装置。 - 【請求項３】 上記画像データ蓄積領域に蓄積された両
画像データの差を表示する手段を具備することを特徴と
する請求項１又は２記載の試験装置。 - 【請求項４】 上記半導体集積回路のパターン形状情報
を記憶する手段と、上記パターン形状情報と上記差画像
データとを重畳表示する手段を具備することを特徴とす
る請求項３記載の試験装置。 - 【請求項５】 上記遅延手段は、上記水平又は垂直走査
の単位移動ごとに、設定遅延量に対し所定遅延量ずつ加
算させて、上記遅延を行う手段であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載の試験装置。 - 【請求項６】 上記垂直又は水平走査がランダムにされ
ることを特徴とする請求項５記載の試験装置。 - 【請求項７】 上記半導体集積回路に対する走査をラン
ダムに行わせる手段を備え、上記遅延手段は上記ランダ
ム走査における水平又は垂直位置に応じて、予め記憶さ
れた遅延データを読み出して、上記トリガ信号を遅延す
る遅延回路に設定する手段であることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載した試験装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301618A JP2901172B2 (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | 荷電粒子線試験装置及び半導体集積回路試験装置 |
| EP94117602A EP0652444A1 (en) | 1993-11-08 | 1994-11-08 | Method and apparatus for forming a potential distribution image of a semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301618A JP2901172B2 (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | 荷電粒子線試験装置及び半導体集積回路試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151836A true JPH07151836A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2901172B2 JP2901172B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17899117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301618A Expired - Fee Related JP2901172B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-12-01 | 荷電粒子線試験装置及び半導体集積回路試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901172B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188031B1 (en) | 2002-06-28 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for acquiring information of a biochip using time of flight secondary ion mass spectrometry and an apparatus for acquiring information for the application thereof |
-
1993
- 1993-12-01 JP JP5301618A patent/JP2901172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188031B1 (en) | 2002-06-28 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for acquiring information of a biochip using time of flight secondary ion mass spectrometry and an apparatus for acquiring information for the application thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2901172B2 (ja) | 1999-06-07 |
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|---|---|---|---|
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