JPH0834089B2 - 一次電子着地誤差の補正方法 - Google Patents
一次電子着地誤差の補正方法Info
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- JPH0834089B2 JPH0834089B2 JP2052092A JP5209290A JPH0834089B2 JP H0834089 B2 JPH0834089 B2 JP H0834089B2 JP 2052092 A JP2052092 A JP 2052092A JP 5209290 A JP5209290 A JP 5209290A JP H0834089 B2 JPH0834089 B2 JP H0834089B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば高精度な電圧波形測定が可能なス
トロボ電子ビームプローバにおける一次電子着地誤差の
補正方法に関するものである。
トロボ電子ビームプローバにおける一次電子着地誤差の
補正方法に関するものである。
第９図はストロボ電子ビームプローバの基本構成図で
ある。
ある。
図において、１はSEM（Scanning Electron Microscop
e）鏡筒部、２は電子銃、３はビーム偏向器、４は二次
電子検出器、５は半導体集積回路等によるDUT（Device
Under Test）、６はストロボパルス制御回路、７は電圧
測定回路、８はLSI（Large Scale Integrated Circui
t）テスタ、９は前記DUT5上の電圧を測定する減速電界
型分光器（以下、単に分光器という）である。
e）鏡筒部、２は電子銃、３はビーム偏向器、４は二次
電子検出器、５は半導体集積回路等によるDUT（Device
Under Test）、６はストロボパルス制御回路、７は電圧
測定回路、８はLSI（Large Scale Integrated Circui
t）テスタ、９は前記DUT5上の電圧を測定する減速電界
型分光器（以下、単に分光器という）である。
次に動作について説明する。
まず、LSIテスタ８によりDUT5を動作状態にさせると
ともに、繰り返しトリガ信号をストロボパルス制御回路
６に与える。これによりストロボパルス制御回路６は、
動作状態にあるDUT5の繰り返し周波数と同期して、これ
に接続されたビーム偏向器３により、電子銃２から放出
される一次電子ビームをパルス化し、特定の位相で特定
の時間幅をもってDUT5の表面を走査させる。パルス化さ
れた一次電子ビームは繰り返してDUT5の表面に照射され
るが、常に同じ位相であるため、この状態におけるSEM
像はその特定位相での電位コントラスト像になる（以
下、これをストロボ電位コントラスト像という）。ここ
で、一次電子ビームの走査を止め配線領域上の一点だけ
を照射するか、もしくは配線領域内の微小範囲に一次電
子ビームの走査領域を限定して、ストロボパルス制御回
路６によりパルス化された一次電子ビームの位相を走査
させながら位相に対応して、分光器９によりエネルギー
分析した二次電子を、二次電子検出器４によりとらえる
と電圧波形が得られる（以下、これをサンプリング波形
という）。なお、一次電子ビームを遅延させる位相に対
応して二次電子検出器４により信号を得るため、第９図
に示すように、電圧測定回路７には、ストロボパルス制
御回路６から位相軸の基準となるトリガ信号と、二次電
子検出器４からの二次電子信号を入力している。
ともに、繰り返しトリガ信号をストロボパルス制御回路
６に与える。これによりストロボパルス制御回路６は、
動作状態にあるDUT5の繰り返し周波数と同期して、これ
に接続されたビーム偏向器３により、電子銃２から放出
される一次電子ビームをパルス化し、特定の位相で特定
の時間幅をもってDUT5の表面を走査させる。パルス化さ
れた一次電子ビームは繰り返してDUT5の表面に照射され
るが、常に同じ位相であるため、この状態におけるSEM
像はその特定位相での電位コントラスト像になる（以
下、これをストロボ電位コントラスト像という）。ここ
で、一次電子ビームの走査を止め配線領域上の一点だけ
を照射するか、もしくは配線領域内の微小範囲に一次電
子ビームの走査領域を限定して、ストロボパルス制御回
路６によりパルス化された一次電子ビームの位相を走査
させながら位相に対応して、分光器９によりエネルギー
分析した二次電子を、二次電子検出器４によりとらえる
と電圧波形が得られる（以下、これをサンプリング波形
という）。なお、一次電子ビームを遅延させる位相に対
応して二次電子検出器４により信号を得るため、第９図
に示すように、電圧測定回路７には、ストロボパルス制
御回路６から位相軸の基準となるトリガ信号と、二次電
子検出器４からの二次電子信号を入力している。
第10図はマイクロコンピュータLSIのバスラインのス
トロボ電位コントラスト像の一例を示す図である。ここ
で、配線電極の電位がHi（5V）であると、二次電子の捕
収量が減り暗く、Low（0V）であると明るく、画面上に
写し出される。
トロボ電位コントラスト像の一例を示す図である。ここ
で、配線電極の電位がHi（5V）であると、二次電子の捕
収量が減り暗く、Low（0V）であると明るく、画面上に
写し出される。
第11図は、第10図における配線Ａの回路シミュレーシ
ョンによる電圧波形を示す図であり、第10図のストロボ
電位コントラスト像は、第11図の位相Ｂにおけるもので
ある。
ョンによる電圧波形を示す図であり、第10図のストロボ
電位コントラスト像は、第11図の位相Ｂにおけるもので
ある。
上記のような従来の電子ビームプローバでは、第10図
に示す配線Ａの波形測定を行った際に得られるサンプリ
ング波形に、第12図に示すような歪が現れることがあ
る。これは、Ura,K.（1981）.Optik,58,pp.−281−284.
に示された試料の電極（半導体集積回路の配線）の電位
の変化による一次電子ビームの着地位置の変化、いわゆ
る一次電子着地誤差に起因するものである。これは電極
面積が広いとき、または電極電位が異常に高い時顕著に
現れてくる現象であるが、LSIの微細化に伴い電極の配
線幅は狭くなってくると、微量な着地誤差であってもサ
ンプリング波形にその影響が現れて誤差を生じさせると
いう問題があった。また、電極面積が広いボンディング
パッドの近傍では、その影響がさらに増大し、波形測定
ができなくなる等の問題点があった。
に示す配線Ａの波形測定を行った際に得られるサンプリ
ング波形に、第12図に示すような歪が現れることがあ
る。これは、Ura,K.（1981）.Optik,58,pp.−281−284.
に示された試料の電極（半導体集積回路の配線）の電位
の変化による一次電子ビームの着地位置の変化、いわゆ
る一次電子着地誤差に起因するものである。これは電極
面積が広いとき、または電極電位が異常に高い時顕著に
現れてくる現象であるが、LSIの微細化に伴い電極の配
線幅は狭くなってくると、微量な着地誤差であってもサ
ンプリング波形にその影響が現れて誤差を生じさせると
いう問題があった。また、電極面積が広いボンディング
パッドの近傍では、その影響がさらに増大し、波形測定
ができなくなる等の問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、一次電子着地誤差を補正できる一次電子
着地誤差の補正方法を得ることを目的とする。
されたもので、一次電子着地誤差を補正できる一次電子
着地誤差の補正方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る一次電子着地誤差の補正方法は、試料
表面の被測定電極を含む領域上を走査して論理状態マッ
ピングを取得し、この論理状態マッピングにより一次電
子着地誤差を求め、これを補正するためのオフセット信
号を生成し、このオフセット信号により電子ビームの走
査を制御するものである。
表面の被測定電極を含む領域上を走査して論理状態マッ
ピングを取得し、この論理状態マッピングにより一次電
子着地誤差を求め、これを補正するためのオフセット信
号を生成し、このオフセット信号により電子ビームの走
査を制御するものである。
この発明においては、論理状態マッピングによって求
められた実際の一次電子着地誤差から、これを補正する
ためのオフセット信号が生成され、このオフセット信号
によって電子ビームの走査が制御される。
められた実際の一次電子着地誤差から、これを補正する
ためのオフセット信号が生成され、このオフセット信号
によって電子ビームの走査が制御される。
第１図はこの発明の一次電子着地誤差の補正方法の一
実施例を説明するための構成図である。この図におい
て、５はDUT、10はＸ軸フレームスキャンコイル、11は
ドライバアンプ、12はフレームスキャン信号発生器、13
はフレームスキャン信号、14はオフセット波形発生器、
15はオフセット信号である。
実施例を説明するための構成図である。この図におい
て、５はDUT、10はＸ軸フレームスキャンコイル、11は
ドライバアンプ、12はフレームスキャン信号発生器、13
はフレームスキャン信号、14はオフセット波形発生器、
15はオフセット信号である。
次に動作について説明する。
通常の像観察状態においては、Ｘ軸フレームスキャン
コイル10に、フレームスキャン信号発生器12によって生
成された三角波からなるフレームスキャン信号13がドラ
イバアンプ11を介して入力され、面走査されることによ
り、ストロボ電位コントラスト像等が観察される。この
発明では、これにオフセット波形発生器14により生成し
たオフセット信号15を加えることで、一次電子ビームの
軌道を自由に移動させることが可能となり、DUT5表面の
電極電位の変化による一次電子ビームの着地位置の変化
（一次電子着地誤差）に対して、これが生じていない状
態に一次電子ビームの軌道を補正できる。この補正方法
の具体的な手順について以降説明する。
コイル10に、フレームスキャン信号発生器12によって生
成された三角波からなるフレームスキャン信号13がドラ
イバアンプ11を介して入力され、面走査されることによ
り、ストロボ電位コントラスト像等が観察される。この
発明では、これにオフセット波形発生器14により生成し
たオフセット信号15を加えることで、一次電子ビームの
軌道を自由に移動させることが可能となり、DUT5表面の
電極電位の変化による一次電子ビームの着地位置の変化
（一次電子着地誤差）に対して、これが生じていない状
態に一次電子ビームの軌道を補正できる。この補正方法
の具体的な手順について以降説明する。
一次電子着地誤差は、Crichton,G.et al.,Proc.1980
IEEE Test Conf.,pp.444−449.に報告されたロジックス
テートマッピング（論理状態マッピング）を用いること
で正確に認識することができる。まず、これについて説
明する。
IEEE Test Conf.,pp.444−449.に報告されたロジックス
テートマッピング（論理状態マッピング）を用いること
で正確に認識することができる。まず、これについて説
明する。
第２図はロジックステートマッピング時における一次
電子ビームの走査状態を示したものである。パルス化さ
れた一次電子ビームは配線16a〜16cに対して垂直方向
（Ｘ軸方向）のみに走査され、一次電子ビームのパルス
の位相は波形測定時と同様に走査される。ここで配線16
a〜16cには、それぞれ第３図に示す信号17a〜17cが入力
されていたとすれば、第４図に示すようなストロボ電位
コントラスト像を写し出すCRT（Cathode Ray Tube）18
上を走査する電子ビーム19を、通常の像観察時と同様に
X,Y方向に面走査し、ここで１画面当たりの走査周期
（図中のａ−ｂ間走査時間）を、第２図に示したパルス
化された一次電子ビームの繰り返し周期と同期させれ
ば、CRT18の画面上にそれぞれの配線16a〜16cの論理状
態を示す縞模様が現れる。この時、CRT18画面上のＹ方
向は位相軸（ｔ）となる。ここで、一次電子ビームに着
地誤差が生じていると、第５図に示すようにロジックス
テートマッピングは左右（Ｘ軸方向）に揺らいで見え
る。この第５図のロジックステートマッピングは、第10
図に示したバスラインにおけるＩ−Ｉ′ラインで一次電
子ビームを走査したものである。
電子ビームの走査状態を示したものである。パルス化さ
れた一次電子ビームは配線16a〜16cに対して垂直方向
（Ｘ軸方向）のみに走査され、一次電子ビームのパルス
の位相は波形測定時と同様に走査される。ここで配線16
a〜16cには、それぞれ第３図に示す信号17a〜17cが入力
されていたとすれば、第４図に示すようなストロボ電位
コントラスト像を写し出すCRT（Cathode Ray Tube）18
上を走査する電子ビーム19を、通常の像観察時と同様に
X,Y方向に面走査し、ここで１画面当たりの走査周期
（図中のａ−ｂ間走査時間）を、第２図に示したパルス
化された一次電子ビームの繰り返し周期と同期させれ
ば、CRT18の画面上にそれぞれの配線16a〜16cの論理状
態を示す縞模様が現れる。この時、CRT18画面上のＹ方
向は位相軸（ｔ）となる。ここで、一次電子ビームに着
地誤差が生じていると、第５図に示すようにロジックス
テートマッピングは左右（Ｘ軸方向）に揺らいで見え
る。この第５図のロジックステートマッピングは、第10
図に示したバスラインにおけるＩ−Ｉ′ラインで一次電
子ビームを走査したものである。
次にオフセット波形発生器14により補正信号を生成す
る。第５図に示したロジックステートマッピングは、一
次電子ビームの着地位置の変化量および変化する位相を
示している。したがって、これをもとにして、第１図に
示したオフセット波形発生器14によりオフセット信号15
を生成し、フレームスキャン信号13に加えることで、一
次電子ビームの軌道を補正でき、一次電子着地誤差がな
い状態が得られる。
る。第５図に示したロジックステートマッピングは、一
次電子ビームの着地位置の変化量および変化する位相を
示している。したがって、これをもとにして、第１図に
示したオフセット波形発生器14によりオフセット信号15
を生成し、フレームスキャン信号13に加えることで、一
次電子ビームの軌道を補正でき、一次電子着地誤差がな
い状態が得られる。
第６図は、第５図に示したような着地誤差に対して生
成したオフセット信号15の波形である。第７図は補正後
のロジックステートマッピングを示しており、像が直線
に見えていることから、着地誤差がないことがわかる。
成したオフセット信号15の波形である。第７図は補正後
のロジックステートマッピングを示しており、像が直線
に見えていることから、着地誤差がないことがわかる。
ここで、チャージアップ等で一次電子ビームの線走査
が困難な場合は、ロジックステートマッピングのＸ軸方
向のみの走査に加えてＹ軸方向にも走査する移相像モー
ド法（LSMエリアモード）を用いても良い。
が困難な場合は、ロジックステートマッピングのＸ軸方
向のみの走査に加えてＹ軸方向にも走査する移相像モー
ド法（LSMエリアモード）を用いても良い。
最後に波形測定時の条件に補正信号の同期を設定して
配線電極の領域内の１点だけを照射するか、もしくは配
線電極の領域内の微小範囲に一次電子ビームの走査領域
を限定して、サンプリング波形を取得する。
配線電極の領域内の１点だけを照射するか、もしくは配
線電極の領域内の微小範囲に一次電子ビームの走査領域
を限定して、サンプリング波形を取得する。
以上のような手順で電圧波形測定を行えば、第８図に
示すような第11図で示した回路シミュレーションによる
波形と同等の波形が得られる。
示すような第11図で示した回路シミュレーションによる
波形と同等の波形が得られる。
以上説明したように、この発明は、試料表面の被測定
電極を含む領域上を走査して論理状態マッピングを取得
し、この論理状態マッピングにより一次電子着地誤差を
求め、これを補正するためのオフセット信号を生成し、
このオフセット信号により電子ビームの走査を制御する
ので、一次電子着地誤差が生じていない状態を得ること
ができ、常に一次電子ビームを配線領域内の同一位置に
正確にプロービングさせることができ、一次電子着地誤
差による電圧誤差成分が測定電圧波形から除外されるた
め、電圧波形測定において精度の高い測定結果が得られ
るという効果がある。
電極を含む領域上を走査して論理状態マッピングを取得
し、この論理状態マッピングにより一次電子着地誤差を
求め、これを補正するためのオフセット信号を生成し、
このオフセット信号により電子ビームの走査を制御する
ので、一次電子着地誤差が生じていない状態を得ること
ができ、常に一次電子ビームを配線領域内の同一位置に
正確にプロービングさせることができ、一次電子着地誤
差による電圧誤差成分が測定電圧波形から除外されるた
め、電圧波形測定において精度の高い測定結果が得られ
るという効果がある。
第１図はこの発明の一次電子着地誤差の補正方法の一実
施例を説明するための構成図、第２図はロジックステー
トマッピング時における走査状態を示す図、第３図は配
線に入力される信号の一例を示す図、第４図はストロボ
電位コントラスト像を示す図、第５図は一次電子着地誤
差が生じているロジックステートマッピングを示す図、
第６図はオフセット信号を示す図、第７図はこの発明に
よる補正後のロジックステートマッピングを示す図、第
８図はこの発明によって得られた波形測定結果を示す
図、第９図はストロボ電子ビームプローバの基本構成を
示す図、第10図はストロボ電位コントラスト像の一例を
示す図、第11図は、第10図における配線Ａの回路シミュ
レーションによる電圧波形を示す図、第12図は、第10図
における配線Ａの波形測定結果を示す図である。 図において、１はSEM鏡筒部、２は電子銃、３はビーム
偏向器、４は二次電子検出器、５はDUT、６はストロボ
パルス制御回路、７は電圧測定回路、８はLSIテスタ、
９は減速電界型分光器、10はＸ軸フレームスキャンコイ
ル、11はドライバアンプ、12はフレームスキャン信号発
生器、13はフレームスキャン信号、14はオフセット波形
発生器、15はオフセット信号、16a〜16cは配線、17a〜1
7cは信号、18はCRT、19は電子ビームである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
施例を説明するための構成図、第２図はロジックステー
トマッピング時における走査状態を示す図、第３図は配
線に入力される信号の一例を示す図、第４図はストロボ
電位コントラスト像を示す図、第５図は一次電子着地誤
差が生じているロジックステートマッピングを示す図、
第６図はオフセット信号を示す図、第７図はこの発明に
よる補正後のロジックステートマッピングを示す図、第
８図はこの発明によって得られた波形測定結果を示す
図、第９図はストロボ電子ビームプローバの基本構成を
示す図、第10図はストロボ電位コントラスト像の一例を
示す図、第11図は、第10図における配線Ａの回路シミュ
レーションによる電圧波形を示す図、第12図は、第10図
における配線Ａの波形測定結果を示す図である。 図において、１はSEM鏡筒部、２は電子銃、３はビーム
偏向器、４は二次電子検出器、５はDUT、６はストロボ
パルス制御回路、７は電圧測定回路、８はLSIテスタ、
９は減速電界型分光器、10はＸ軸フレームスキャンコイ
ル、11はドライバアンプ、12はフレームスキャン信号発
生器、13はフレームスキャン信号、14はオフセット波形
発生器、15はオフセット信号、16a〜16cは配線、17a〜1
7cは信号、18はCRT、19は電子ビームである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】任意時間幅を有するパルス状の電子ビーム
を試料の繰り返し周期に同期した任意位相から任意ステ
ップ時間で遅延させて前記試料表面の被測定電極に照射
し、この被測定電極の表面から放出される二次電子のエ
ネルギーを分析して、前記被測定電極の電圧波形を測定
するストロボ電子ビームプローバにおいて、前記試料表
面の前記被測定電極を含む領域上を走査して論理状態マ
ッピングを取得し、この論理状態マッピングにより一次
電子着地誤差を求め、これを補正するためのオフセット
信号を生成し、このオフセット信号により前記電子ビー
ムの走査を制御することを特徴とする一次電子着地誤差
の補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052092A JPH0834089B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 一次電子着地誤差の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052092A JPH0834089B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 一次電子着地誤差の補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03254053A JPH03254053A (ja) | 1991-11-13 |
| JPH0834089B2 true JPH0834089B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=12905194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052092A Expired - Lifetime JPH0834089B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 一次電子着地誤差の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834089B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384408B1 (en) * | 1999-08-11 | 2002-05-07 | Kla-Tencor Corporation | Calibration of a scanning electron microscope |
| JP3661633B2 (ja) | 2001-08-27 | 2005-06-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電子ビームテストシステム及び電子ビームテスト方法 |
| JP3633545B2 (ja) | 2001-11-07 | 2005-03-30 | セイコーエプソン株式会社 | 電子ビームテストシステム及び電子ビームテスト方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146144A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-21 | Fujitsu Ltd | 浮遊磁界の影響を補償する電子ビ−ム装置 |
| JPS61156627A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 試料電圧測定装置 |
| JPH0616406B2 (ja) * | 1986-02-28 | 1994-03-02 | 富士通株式会社 | ストロボ電子ビームによる電圧波形測定方法 |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP2052092A patent/JPH0834089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03254053A (ja) | 1991-11-13 |
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