JPH09197022A - 電子ビームによるｌｓｉ検査方法及び装置 - Google Patents
電子ビームによるｌｓｉ検査方法及び装置Info
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- JPH09197022A JPH09197022A JP8021775A JP2177596A JPH09197022A JP H09197022 A JPH09197022 A JP H09197022A JP 8021775 A JP8021775 A JP 8021775A JP 2177596 A JP2177596 A JP 2177596A JP H09197022 A JPH09197022 A JP H09197022A
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- 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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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/305—Contactless testing using electron beams
- G01R31/307—Contactless testing using electron beams of integrated circuits
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＬＳＩチップの配線電位を電子ビームを用いて
画像化する方法において配線上の絶縁膜のチャージアッ
プによる電位コントラストの消失を防ぎコントラストの
良い電位像を得る。 【解決手段】ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビーム
をチップ上の各点で周期的にパルス的になるように領域
上を走査的に連続照射し二次電子を検出し、カウント値
を画像のコントラストとして画像化する装置において、
チップ上の電子ビーム照射領域を二次元座標上の有限個
のピクセルに対応させ、各ピクセルにおいて照射される
電子ビームにより発生する二次電子のカウント値の最新
のカウント値と１周期前のカウント値の差を求め、該差
を閾値により段階的な離散値とし、離散値を画像のコン
トラストの変化分として画像化する。
画像化する方法において配線上の絶縁膜のチャージアッ
プによる電位コントラストの消失を防ぎコントラストの
良い電位像を得る。 【解決手段】ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビーム
をチップ上の各点で周期的にパルス的になるように領域
上を走査的に連続照射し二次電子を検出し、カウント値
を画像のコントラストとして画像化する装置において、
チップ上の電子ビーム照射領域を二次元座標上の有限個
のピクセルに対応させ、各ピクセルにおいて照射される
電子ビームにより発生する二次電子のカウント値の最新
のカウント値と１周期前のカウント値の差を求め、該差
を閾値により段階的な離散値とし、離散値を画像のコン
トラストの変化分として画像化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＳＩの検査方法及
び装置に関し、特に電子ビームを用いて配線の電位を調
べる方法及び装置に関する。
び装置に関し、特に電子ビームを用いて配線の電位を調
べる方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の技術として、被検査対象
のＬＳＩチップ上に電子ビームを照射し、発生した二次
電子の量を測定し、その二次電子の量で被測定点の電位
を調べる方法及び装置が用いられている。また、ＬＳＩ
を動作させながら、ある特定のタイミングで電子ビーム
を同期させて照射することにより、当該タイミングにお
ける、被測定点の電位を調べる方法が用いられている。
のＬＳＩチップ上に電子ビームを照射し、発生した二次
電子の量を測定し、その二次電子の量で被測定点の電位
を調べる方法及び装置が用いられている。また、ＬＳＩ
を動作させながら、ある特定のタイミングで電子ビーム
を同期させて照射することにより、当該タイミングにお
ける、被測定点の電位を調べる方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法及び装置では、配線上に絶縁膜が設けられてい
る場合には、図４の波形図に示すように、絶縁膜がチャ
ージアップするために、絶縁膜電位は時間の経過と共に
変化してしまう。そして、電位が変化した後の状態で像
取得を行なうので、電位コントラストが消失してしま
い、配線の電位を確認することが困難となるという問題
点があった。
来の方法及び装置では、配線上に絶縁膜が設けられてい
る場合には、図４の波形図に示すように、絶縁膜がチャ
ージアップするために、絶縁膜電位は時間の経過と共に
変化してしまう。そして、電位が変化した後の状態で像
取得を行なうので、電位コントラストが消失してしま
い、配線の電位を確認することが困難となるという問題
点があった。
【０００４】この従来の装置の主要部のハードウェアの
概略構成を図５に示す。すなわち、従来の装置において
は、二次電子の観測値（図４の波形図参照）をそのまま
画像表示装置で表示するため、配線上に絶縁膜がある場
合、絶縁膜のチャージアップにより、画像表示装置に表
示される像は、電位コントラストの消失した画像となる
問題点がある。
概略構成を図５に示す。すなわち、従来の装置において
は、二次電子の観測値（図４の波形図参照）をそのまま
画像表示装置で表示するため、配線上に絶縁膜がある場
合、絶縁膜のチャージアップにより、画像表示装置に表
示される像は、電位コントラストの消失した画像となる
問題点がある。
【０００５】このように、ＬＳＩチップに電子ビームを
照射し二次電子量に基づきＬＳＩの配線の電位を調べる
場合、配線が露出しているものについては、配線の電位
を知ることが出来るが、配線の上に絶縁層がある場合
や、多層配線の場合には、絶縁層がチャージアップして
電位コントラストが消失し、配線の電位を調べることが
困難であるという問題点があった。
照射し二次電子量に基づきＬＳＩの配線の電位を調べる
場合、配線が露出しているものについては、配線の電位
を知ることが出来るが、配線の上に絶縁層がある場合
や、多層配線の場合には、絶縁層がチャージアップして
電位コントラストが消失し、配線の電位を調べることが
困難であるという問題点があった。
【０００６】なお、保護絶縁膜が下部電極の電位分布に
応じて帯電してしまうチャージアップ現象により、電位
コントラストが次第に消失して測定が困難になるという
問題に対処するために、後述する本発明と構成が相違す
るが、例えば特開昭62-52841号公報には、二次電子信号
を適当な間隔でサンプリングして試料に関連した複数の
画像信号を取り込み、取り込まれた複数の画像信号に基
づいて画像上の各点における輝度の時定数（時間変化）
を求め、これらの時定数を電位情報として出力し、保護
絶縁膜のチャージアップによる電位コントラストの消失
効果自体を利用して保護絶縁膜下の内部電位分布像情報
を得るようにした電位分布像表示装置が提案されてい
る。
応じて帯電してしまうチャージアップ現象により、電位
コントラストが次第に消失して測定が困難になるという
問題に対処するために、後述する本発明と構成が相違す
るが、例えば特開昭62-52841号公報には、二次電子信号
を適当な間隔でサンプリングして試料に関連した複数の
画像信号を取り込み、取り込まれた複数の画像信号に基
づいて画像上の各点における輝度の時定数（時間変化）
を求め、これらの時定数を電位情報として出力し、保護
絶縁膜のチャージアップによる電位コントラストの消失
効果自体を利用して保護絶縁膜下の内部電位分布像情報
を得るようにした電位分布像表示装置が提案されてい
る。
【０００７】従って、本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑みて為されてものであって、ＬＳＩチップの配線電
位を電子ビームを用いて画像化するに際して、配線上に
絶縁膜がある場合や、多層配線の下層の配線でも、チャ
ージアップによる電位コントラストの消失を防ぎ、コン
トラストの良い電位像を得ることを可能とするＬＳＩ検
査方法及び装置を提供することを目的とする。
に鑑みて為されてものであって、ＬＳＩチップの配線電
位を電子ビームを用いて画像化するに際して、配線上に
絶縁膜がある場合や、多層配線の下層の配線でも、チャ
ージアップによる電位コントラストの消失を防ぎ、コン
トラストの良い電位像を得ることを可能とするＬＳＩ検
査方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビー
ムを、前記ＬＳＩチップ上の各点で周期的にパルス的に
なるように領域上を走査的に繰り返し連続照射して、二
次電子を検出し、該二次電子のカウント値を画像のコン
トラストとして画像化してなる、電子ビームによるＬＳ
Ｉ検査方法において、(a)前記ＬＳＩチップ上の電子ビ
ーム照射領域を二次元座標上の有限個のピクセルに対応
させる工程と、(b)各々のピクセルにおいてパルス的に
照射される電子ビームにより発生する二次電子のカウン
ト値の最新の値と所定の周期分前の二次電子のカウント
値の差を、所定の閾値と比較して段階的な離散値を得る
工程と、(c)前記離散値を画像のコントラストの変化分
として画像化する工程と、を含むことを特徴とする電子
ビームによるＬＳＩ検査方法を提供するものである。
め、本発明は、ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビー
ムを、前記ＬＳＩチップ上の各点で周期的にパルス的に
なるように領域上を走査的に繰り返し連続照射して、二
次電子を検出し、該二次電子のカウント値を画像のコン
トラストとして画像化してなる、電子ビームによるＬＳ
Ｉ検査方法において、(a)前記ＬＳＩチップ上の電子ビ
ーム照射領域を二次元座標上の有限個のピクセルに対応
させる工程と、(b)各々のピクセルにおいてパルス的に
照射される電子ビームにより発生する二次電子のカウン
ト値の最新の値と所定の周期分前の二次電子のカウント
値の差を、所定の閾値と比較して段階的な離散値を得る
工程と、(c)前記離散値を画像のコントラストの変化分
として画像化する工程と、を含むことを特徴とする電子
ビームによるＬＳＩ検査方法を提供するものである。
【０００９】また、本発明においては、二次元領域の各
座標における二次電子観測値を第１のメモリ領域に記憶
する工程と、最新の二次電子観測値と前記第１のメモリ
領域上の対応する座標の観測値との差を所定の閾値によ
り離散値とする工程と、前記離散値を画像のコントラス
トを記憶する第２のメモリ領域上の対応する座標のコン
トラストに重畳する工程と、前記二次電子観測値を前記
第１のメモリ領域上に再記憶する工程と、を含むことを
特徴とする。
座標における二次電子観測値を第１のメモリ領域に記憶
する工程と、最新の二次電子観測値と前記第１のメモリ
領域上の対応する座標の観測値との差を所定の閾値によ
り離散値とする工程と、前記離散値を画像のコントラス
トを記憶する第２のメモリ領域上の対応する座標のコン
トラストに重畳する工程と、前記二次電子観測値を前記
第１のメモリ領域上に再記憶する工程と、を含むことを
特徴とする。
【００１０】さらに、本発明においては、外部からトリ
ガ信号を入力する工程と、トリガ期間中におけるコント
ラストを記憶する第２のメモリ領域の内容を画像出力装
置に出力する工程を有することを特徴とする。
ガ信号を入力する工程と、トリガ期間中におけるコント
ラストを記憶する第２のメモリ領域の内容を画像出力装
置に出力する工程を有することを特徴とする。
【００１１】そして、本発明は、ＬＳＩチップ上の二次
元領域に電子ビームを、チップ上の各点で周期的にパル
ス的になるように前記領域上を走査的に繰り返し連続照
射する電子ビーム発生部と、二次電子を検出しカウント
する二次電子検出部と、二次電子カウント値を画像のコ
ントラストとして画像化する画像出力部を有する電子ビ
ームによるＬＳＩ検査装置において、二次電子のカウン
ト値を記憶する記憶手段と、前記ＬＳＩチップ上の電子
ビーム照射領域を二次元座標上の有限個のピクセルに対
応させ、各々のピクセルにおいて、パルス的に照射する
電子ビームによって発生する二次電子の最新のカウント
値と前記記憶部に記憶されている所定周期前のカウント
値の差を所定の閾値と比較して段階的な離散値を得る演
算手段と、を有し、前記離散値を画像のコントラストの
変化分として前記画像出力部に出力することを特徴とす
る電子ビームによるＬＳＩ検査装置を提供する。
元領域に電子ビームを、チップ上の各点で周期的にパル
ス的になるように前記領域上を走査的に繰り返し連続照
射する電子ビーム発生部と、二次電子を検出しカウント
する二次電子検出部と、二次電子カウント値を画像のコ
ントラストとして画像化する画像出力部を有する電子ビ
ームによるＬＳＩ検査装置において、二次電子のカウン
ト値を記憶する記憶手段と、前記ＬＳＩチップ上の電子
ビーム照射領域を二次元座標上の有限個のピクセルに対
応させ、各々のピクセルにおいて、パルス的に照射する
電子ビームによって発生する二次電子の最新のカウント
値と前記記憶部に記憶されている所定周期前のカウント
値の差を所定の閾値と比較して段階的な離散値を得る演
算手段と、を有し、前記離散値を画像のコントラストの
変化分として前記画像出力部に出力することを特徴とす
る電子ビームによるＬＳＩ検査装置を提供する。
【００１２】本発明のＬＳＩ検査装置においては、二次
元領域の各座標における二次電子観測値を記憶する第１
のメモリと画像のコントラストを記憶する第２のメモリ
を有し、最新の二次電子観測値と第１のメモリ上の対応
する座標の観測値の差分演算部を有し、差分演算部で得
る差分を閾値により段階的に離散化する差分離散化部を
有し、差分離散化部で得る離散値を第２のメモリ上の対
応する座標のコントラストに重畳する離散値重畳部を有
し、二次電子観測値を第１のメモリ上に再記憶すること
を特徴とする。
元領域の各座標における二次電子観測値を記憶する第１
のメモリと画像のコントラストを記憶する第２のメモリ
を有し、最新の二次電子観測値と第１のメモリ上の対応
する座標の観測値の差分演算部を有し、差分演算部で得
る差分を閾値により段階的に離散化する差分離散化部を
有し、差分離散化部で得る離散値を第２のメモリ上の対
応する座標のコントラストに重畳する離散値重畳部を有
し、二次電子観測値を第１のメモリ上に再記憶すること
を特徴とする。
【００１３】また、本発明のＬＳＩ検査装置において
は、好ましくは、外部から入力するトリガ信号入力部を
有し、前記入力部からトリガ信号を入力して、トリガ期
間中におけるコントラストを記憶する第２のメモリの内
容を画像出力部に出力するように構成される。
は、好ましくは、外部から入力するトリガ信号入力部を
有し、前記入力部からトリガ信号を入力して、トリガ期
間中におけるコントラストを記憶する第２のメモリの内
容を画像出力部に出力するように構成される。
【００１４】
【作用】本発明の原理・作用を以下に詳細に説明する。
図１は本発明の原理を説明するための波形図である。
図１は本発明の原理を説明するための波形図である。
【００１５】本発明は、図１（Ａ）のようなパルス的な
電子ビーム照射（図１（Ａ）はＬＳＩチップのある観測
点の電子ビーム照射を時間領域の信号として表したも
の）によって発生する二次電子の観測値の最新の観測値
と一周期前の観測値との差を計算して、所定の閾値によ
り段階的な離散値とすることを特徴としたものである。
電子ビーム照射（図１（Ａ）はＬＳＩチップのある観測
点の電子ビーム照射を時間領域の信号として表したも
の）によって発生する二次電子の観測値の最新の観測値
と一周期前の観測値との差を計算して、所定の閾値によ
り段階的な離散値とすることを特徴としたものである。
【００１６】電子ビーム発生部により、ＬＳＩチップ上
の二次元領域に電子ビームを、チップ上の各点で周期的
にパルス的になるように領域上を走査的に連続照射し
て、二次電子検出部で二次電子を検出する。このとき、
図１（Ｂ）に示すように、電子のチャージアップがない
場合には、電子ビームを照射するチップ上の電位により
二次電子検出部で検出する二次電子のカウントが異なる
ため二次電子カウント値を画像のコントラストとして画
像出力部に出力することによりチップ上の配線電位を反
映した電位像が得られる。
の二次元領域に電子ビームを、チップ上の各点で周期的
にパルス的になるように領域上を走査的に連続照射し
て、二次電子検出部で二次電子を検出する。このとき、
図１（Ｂ）に示すように、電子のチャージアップがない
場合には、電子ビームを照射するチップ上の電位により
二次電子検出部で検出する二次電子のカウントが異なる
ため二次電子カウント値を画像のコントラストとして画
像出力部に出力することによりチップ上の配線電位を反
映した電位像が得られる。
【００１７】しかし、ＬＳＩ配線上に絶縁膜が存在する
場合には、図１（Ｃ）に示すように、配線電位が静止し
ている状態では、絶縁膜上のチャージアップによって、
電位コントラストは徐々に不明瞭になり、甚だしい場合
には消失する。
場合には、図１（Ｃ）に示すように、配線電位が静止し
ている状態では、絶縁膜上のチャージアップによって、
電位コントラストは徐々に不明瞭になり、甚だしい場合
には消失する。
【００１８】そこで、本発明においては、図１（Ｄ）に
示すように、各電子ビームパルスに、電子ビームによる
サンプリングに同期して、電位変化をデジタル化した後
に、変化分だけを取り出すと、図１（Ｅ）のようにな
る。
示すように、各電子ビームパルスに、電子ビームによる
サンプリングに同期して、電位変化をデジタル化した後
に、変化分だけを取り出すと、図１（Ｅ）のようにな
る。
【００１９】ここで、例えば２つの互いに値の異なる閾
値Ｔｈ１及びＴｈ２を用いると、図１（Ｅ）の変化分を
３段階に離散化することができる。
値Ｔｈ１及びＴｈ２を用いると、図１（Ｅ）の変化分を
３段階に離散化することができる。
【００２０】この離散値を画像のコントラストの変化分
として一周期前の画像の電位コントラストに重畳する
と、図１（Ｆ）に示すように、絶縁膜のチャージアップ
を配線電位から分離して、配線電位のみの電位コントラ
ストを得ることが可能となる（図１（Ｆ）の電位コント
ラストとして図１（Ｂ）の配線電位波形と等価な信号波
形が得られる）。
として一周期前の画像の電位コントラストに重畳する
と、図１（Ｆ）に示すように、絶縁膜のチャージアップ
を配線電位から分離して、配線電位のみの電位コントラ
ストを得ることが可能となる（図１（Ｆ）の電位コント
ラストとして図１（Ｂ）の配線電位波形と等価な信号波
形が得られる）。
【００２１】すなわち、図１（Ｅ）の変化Ｄの絶対値
が、閾値Ｔｈ２以上、閾値Ｔｈ１以上Ｔｈ２未満、及び
閾値Ｔｈ１未満の離散符号値をそれぞれ、例えば
「２」、「１」、及び「０」とすると、図１（Ｄ）の二
次電子観測値の立上りに同期して、電位コントラストは
「０」から「２」に遷移し、後続する３つのサンプルタ
イミングにおいて、変化Ｄの値はＴｈ１以下であるため
その離散値は「０」とされ、この間、電位コントラスト
は「２」に保持され、４つ目のサンプルタイミングで変
化Ｄが−Ｔｈ２以下となるため離散値「−２」が重畳し
て電位コントラストは「０」となり、６つ目のタイミン
グで変化ＤがＴｈ１以上になり離散値が「１」となるた
めこれが重畳されて電位コントラストは「１」とされ、
次のタイミングで変化ＤがＴｈ１以上であるため離散値
が「１」となり、電位コントラストは「２」となる（こ
の場合、電位コントラストの「２」／「０」が例えばＨ
ｉｇｈ／Ｌｏｗレベル、「１」が中間電位を示すことに
なる）。
が、閾値Ｔｈ２以上、閾値Ｔｈ１以上Ｔｈ２未満、及び
閾値Ｔｈ１未満の離散符号値をそれぞれ、例えば
「２」、「１」、及び「０」とすると、図１（Ｄ）の二
次電子観測値の立上りに同期して、電位コントラストは
「０」から「２」に遷移し、後続する３つのサンプルタ
イミングにおいて、変化Ｄの値はＴｈ１以下であるため
その離散値は「０」とされ、この間、電位コントラスト
は「２」に保持され、４つ目のサンプルタイミングで変
化Ｄが−Ｔｈ２以下となるため離散値「−２」が重畳し
て電位コントラストは「０」となり、６つ目のタイミン
グで変化ＤがＴｈ１以上になり離散値が「１」となるた
めこれが重畳されて電位コントラストは「１」とされ、
次のタイミングで変化ＤがＴｈ１以上であるため離散値
が「１」となり、電位コントラストは「２」となる（こ
の場合、電位コントラストの「２」／「０」が例えばＨ
ｉｇｈ／Ｌｏｗレベル、「１」が中間電位を示すことに
なる）。
【００２２】ここで得られる電位コントラストは、配線
電位の電位変化にそのまま追随したものではなく、差分
を取るときのサンプリング周波数に依存した遅れが生じ
るが、配線電位変化周期に対してサンプリング周期が十
分短ければ実際上、何等問題は無い。
電位の電位変化にそのまま追随したものではなく、差分
を取るときのサンプリング周波数に依存した遅れが生じ
るが、配線電位変化周期に対してサンプリング周期が十
分短ければ実際上、何等問題は無い。
【００２３】また、図１（Ｇ）に示すように、外部から
ＬＳＩ動作のある特定のタイミングに同期したトリガ信
号を入力して、トリガ期間中の電位コントラストのみを
画像として表示すれば、図１（Ｈ）に示すように、その
タイミングにおける電位コントラストを得ることができ
る。
ＬＳＩ動作のある特定のタイミングに同期したトリガ信
号を入力して、トリガ期間中の電位コントラストのみを
画像として表示すれば、図１（Ｈ）に示すように、その
タイミングにおける電位コントラストを得ることができ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
して以下に説明する。
【００２５】図２は、本発明の一実施形態に係るＬＳＩ
検査装置の構成を模式的に説明するための図である。上
記した本発明の原理を実現する基本構成としては、好ま
しくは、図２に示すように、電子ビーム発生部１と、電
子ビーム照射の各瞬間において発生する二次電子を検出
する二次電子検出部３と、二次電子観測値を記憶する観
測値記憶部４と、この記憶値から差分を演算する差分演
算部５と、差分を閾値により段階的に離散化する差分離
散化部６と、電位コントラスト等の画像情報を記憶する
コントラスト記憶部８と、離散値をコントラスト記憶部
８上の対応する座標のコントラストに重畳する離散値重
畳部７と、画像出力部１０、及びトリガー入力部９と、
を備えている。
検査装置の構成を模式的に説明するための図である。上
記した本発明の原理を実現する基本構成としては、好ま
しくは、図２に示すように、電子ビーム発生部１と、電
子ビーム照射の各瞬間において発生する二次電子を検出
する二次電子検出部３と、二次電子観測値を記憶する観
測値記憶部４と、この記憶値から差分を演算する差分演
算部５と、差分を閾値により段階的に離散化する差分離
散化部６と、電位コントラスト等の画像情報を記憶する
コントラスト記憶部８と、離散値をコントラスト記憶部
８上の対応する座標のコントラストに重畳する離散値重
畳部７と、画像出力部１０、及びトリガー入力部９と、
を備えている。
【００２６】図３は、本発明の一実施形態における画像
処理の様子を説明するための図である。図３を参照し
て、最新の二次電子観測値を記憶する画像メモリ１３
と、１周期前の二次電子観測値を記憶する画像メモリ１
１と、電位コントラストを記憶する画像メモリ１２と、
画像出力装置に出力するための画像メモリ１４と、を備
えている。それぞれの画像メモリには、例えば２５６階
調で二次電子観測値または電位コントラストを記憶す
る。
処理の様子を説明するための図である。図３を参照し
て、最新の二次電子観測値を記憶する画像メモリ１３
と、１周期前の二次電子観測値を記憶する画像メモリ１
１と、電位コントラストを記憶する画像メモリ１２と、
画像出力装置に出力するための画像メモリ１４と、を備
えている。それぞれの画像メモリには、例えば２５６階
調で二次電子観測値または電位コントラストを記憶す
る。
【００２７】まず、はじめに閾値の決定を行う。ＬＳＩ
チップの配線にチャージアップを生じない程度の十分速
いパルス信号を与えて、高電位の配線の二次電子の観測
値ａと低電位の配線の二次電子の観測値ｂを求める。こ
のとき高電位配線と低電位配線は、ボンディングパッド
近辺の電位の明らかな配線等により求めると簡単であ
る。また電位像のコントラストを自動で判断しても良い
し、任意の点をマウス等で選択するようにしてもよい。
チップの配線にチャージアップを生じない程度の十分速
いパルス信号を与えて、高電位の配線の二次電子の観測
値ａと低電位の配線の二次電子の観測値ｂを求める。こ
のとき高電位配線と低電位配線は、ボンディングパッド
近辺の電位の明らかな配線等により求めると簡単であ
る。また電位像のコントラストを自動で判断しても良い
し、任意の点をマウス等で選択するようにしてもよい。
【００２８】この両電位におけるコントラストの二次電
子観測値から閾値を求める。例えば３段階に離散化する
場合には、次式（１）に従い二つの閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２
を求める。
子観測値から閾値を求める。例えば３段階に離散化する
場合には、次式（１）に従い二つの閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２
を求める。
【００２９】
【００３０】次に、ＬＳＩにバイアスをかけない状態で
電子ビームを照射して、二次電子の観測値を画像メモリ
１３に記憶しながら１周期前の観測値を画像メモリ１１
に転送し、画像メモリ１３から得られるコントラスト値
を画像メモリ１２と、画像表示の画像メモリ１４に記憶
し、画像出力装置に画像メモリ１４の内容を出して２５
６階調で初期電位像を得る。
電子ビームを照射して、二次電子の観測値を画像メモリ
１３に記憶しながら１周期前の観測値を画像メモリ１１
に転送し、画像メモリ１３から得られるコントラスト値
を画像メモリ１２と、画像表示の画像メモリ１４に記憶
し、画像出力装置に画像メモリ１４の内容を出して２５
６階調で初期電位像を得る。
【００３１】次に、続けて連続的に電子ビームを走査的
に照射しながらＬＳＩを動作状態にして二次電子観測値
を画像メモリ１３に記憶しながら１周期前の観測値を画
像メモリ１１に記憶する。
に照射しながらＬＳＩを動作状態にして二次電子観測値
を画像メモリ１３に記憶しながら１周期前の観測値を画
像メモリ１１に記憶する。
【００３２】このとき、画像メモリ１３の記憶値と画像
メモリ１１の記憶値との差Ｄを、閾値と比較して、画像
メモリ１２に重畳する二次電子観測値の差分Ｄｅｆｆ
を、Ｄ＝（画像メモリ１３の記憶値−画像メモリ１１の
記憶値）の値に応じて次式（２）のように設定し、画像
メモリ１２にＤｅｆｆを重畳して記憶する。
メモリ１１の記憶値との差Ｄを、閾値と比較して、画像
メモリ１２に重畳する二次電子観測値の差分Ｄｅｆｆ
を、Ｄ＝（画像メモリ１３の記憶値−画像メモリ１１の
記憶値）の値に応じて次式（２）のように設定し、画像
メモリ１２にＤｅｆｆを重畳して記憶する。
【００３３】
【数１】
【００３４】この操作により、電位コントラストの画像
メモリ１２には、絶縁膜のチャージアップのような電位
の時間変動率が比較的小さいものに対しては変化をうけ
ず、初期のコントラストを保っている。
メモリ１２には、絶縁膜のチャージアップのような電位
の時間変動率が比較的小さいものに対しては変化をうけ
ず、初期のコントラストを保っている。
【００３５】また、配線の電位変化のような電位の時間
変動率が比較的大きいものはその変動を電位コントラス
トの変化として再記憶される。
変動率が比較的大きいものはその変動を電位コントラス
トの変化として再記憶される。
【００３６】本実施形態では、二次電子観測値の画像メ
モリ１３と、画像メモリ１１の電子ビームの周期差は１
周期として説明したが、ビーム周期と配線遅延時間及び
配線電位変化周期の関係から、２周期以上で差をとって
もよい。
モリ１３と、画像メモリ１１の電子ビームの周期差は１
周期として説明したが、ビーム周期と配線遅延時間及び
配線電位変化周期の関係から、２周期以上で差をとって
もよい。
【００３７】画像メモリ１２の内容をそのまま画像メモ
リ１４に転送した場合には、画像観測装置にライブな電
位像が得られる。
リ１４に転送した場合には、画像観測装置にライブな電
位像が得られる。
【００３８】また、動作中のＬＳＩのある瞬間（所定の
タイミング）の電位を調べる場合は、外部からＬＳＩ動
作に同期したトリガ信号を入力して、トリガ期間中のみ
画像メモリ１２から画像メモリ１４に転送を行うことに
より画像観測装置にはその瞬間におけるＬＳＩの電位像
を得ることができる。
タイミング）の電位を調べる場合は、外部からＬＳＩ動
作に同期したトリガ信号を入力して、トリガ期間中のみ
画像メモリ１２から画像メモリ１４に転送を行うことに
より画像観測装置にはその瞬間におけるＬＳＩの電位像
を得ることができる。
【００３９】また、本実施形態では、二次電子観測値の
画像メモリ１３を用いて説明したが、画像メモリ１３を
省略し、二次電子を観測して直ちに画像メモリ１１との
差分を演算して画像メモリ１２を更新した後、観測値は
画像メモリ１１に再記憶するようにしてもよい。
画像メモリ１３を用いて説明したが、画像メモリ１３を
省略し、二次電子を観測して直ちに画像メモリ１１との
差分を演算して画像メモリ１２を更新した後、観測値は
画像メモリ１１に再記憶するようにしてもよい。
【００４０】上記実施形態では、絶縁膜に対する電位コ
ントラストについて述べたが、本発明の実施形態によれ
ば、同様な原理に従い、多層配線の下層の配線でも電位
コントラスト良く画像化することが可能となる。下層の
配線の場合は一般に、絶縁膜表面のチャージアップによ
る電位減衰率が速くなることと、配線電位変化に対する
絶縁膜表面の電位変化が小さくなるという特徴がある。
ントラストについて述べたが、本発明の実施形態によれ
ば、同様な原理に従い、多層配線の下層の配線でも電位
コントラスト良く画像化することが可能となる。下層の
配線の場合は一般に、絶縁膜表面のチャージアップによ
る電位減衰率が速くなることと、配線電位変化に対する
絶縁膜表面の電位変化が小さくなるという特徴がある。
【００４１】減衰率が速いということに対しては、本発
明の上記実施形態において、電子ビームの照射周期を十
分速くすることにより、差分を小さくすることができ、
閾値に対する余裕度を十分確保することができる。
明の上記実施形態において、電子ビームの照射周期を十
分速くすることにより、差分を小さくすることができ、
閾値に対する余裕度を十分確保することができる。
【００４２】そして、電位変化が小さくなることに対し
ては、本発明の上記実施形態において、閾値の間隔をよ
り小さくすることにより電位変化の離散値を得ることが
できる。
ては、本発明の上記実施形態において、閾値の間隔をよ
り小さくすることにより電位変化の離散値を得ることが
できる。
【００４３】また、本発明の上記実施形態では二次電子
観測値の変化量を離散符号化するための閾値として二つ
の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２を用いたが、用途に応じては一つ
の閾値で２値符号に離散化してもよい。
観測値の変化量を離散符号化するための閾値として二つ
の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２を用いたが、用途に応じては一つ
の閾値で２値符号に離散化してもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＳＩチップ上の電子ビーム照射領域を二次元座標上の
有限個のピクセルに対応させ、各々のピクセルにおい
て、パルス的に照射される電子ビームにより発生する二
次電子のカウント値の最新のカウント値と一周期前のカ
ウント値の差を計算して、閾値により段階的な離散値と
し、離散値を画像のコントラストの変化分として画像化
することにより、絶縁膜のある場合でも絶縁膜のチャー
ジアップによる電位コントラストの消失なく、ＬＳＩの
配線電位をコントラスト良く画像化することが可能とな
るという効果を有する。
ＬＳＩチップ上の電子ビーム照射領域を二次元座標上の
有限個のピクセルに対応させ、各々のピクセルにおい
て、パルス的に照射される電子ビームにより発生する二
次電子のカウント値の最新のカウント値と一周期前のカ
ウント値の差を計算して、閾値により段階的な離散値と
し、離散値を画像のコントラストの変化分として画像化
することにより、絶縁膜のある場合でも絶縁膜のチャー
ジアップによる電位コントラストの消失なく、ＬＳＩの
配線電位をコントラスト良く画像化することが可能とな
るという効果を有する。
【００４５】また、本発明によれば、多層配線の場合で
も下層配線の電位をコントラスト良く画像化できるとい
う効果を有する。
も下層配線の電位をコントラスト良く画像化できるとい
う効果を有する。
【図１】本発明の原理を説明するための波形図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る装置の構成を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】本発明の一実施形態における画像処理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】従来のチャージアップの様子を説明するための
波形図である。
波形図である。
【図５】従来の装置の構成を主要部を説明するための図
である。
である。
１ 電子ビーム発生部 ２ ＬＳＩチップ ３ 二次電子検出部 ４ 観測値検出部 ５ 差分演算部 ６ 差分離散化部 ７ 離散値重畳部 ８ コントラスト記憶部 ９ トリガー入力部 １０ 画像出力部 １１ １周期前の画像メモリ １２ 電位コントラストの画像メモリ １３ 二次電子観測値の画像メモリ １４ 画像表示の画像メモリ １５ 画像表示装置
Claims (7)
- 【請求項１】ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビーム
を、前記ＬＳＩチップ上の各点で周期的にパルス的にな
るように領域上を走査的に繰り返し連続照射して、二次
電子を検出し、該二次電子のカウント値を画像のコント
ラストとして画像化してなる、電子ビームによるＬＳＩ
検査方法において、 (a)前記ＬＳＩチップ上の電子ビーム照射領域を二次元
座標上の有限個のピクセルに対応させる工程と、 (b)各々のピクセルにおいてパルス的に照射される電子
ビームにより発生する二次電子のカウント値の最新の値
と所定の周期分前の二次電子のカウント値の差を、所定
の閾値と比較して段階的な離散値を得る工程と、 (c)前記離散値を画像のコントラストの変化分として画
像化する工程と、 を含むことを特徴とする電子ビームによるＬＳＩ検査方
法。 - 【請求項２】二次元領域の各座標における二次電子観測
値を第１のメモリ領域に記憶する工程と、 最新の二次電子観測値と前記第１のメモリ領域上の対応
する座標の観測値との差を所定の閾値により離散値とす
る工程と、 前記離散値を画像のコントラストを記憶する第２のメモ
リ領域上の対応する座標のコントラストに重畳する工程
と、 前記二次電子観測値を前記第１のメモリ領域上に再記憶
する工程と、 を含むことを特徴とする請求項１記載の電子ビームによ
るＬＳＩ検査方法。 - 【請求項３】外部からトリガ信号を入力する工程と、 トリガ期間中におけるコントラストを記憶する第２のメ
モリ領域の内容を画像出力装置に出力する工程と、 を更に含むことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム
によるＬＳＩ検査方法。 - 【請求項４】前記工程(b)において、各々のピクセルに
おいてパルス的に照射される電子ビームにより発生する
二次電子のカウント値の最新の値と一周期前の二次電子
のカウント値との差分を所定の閾値と比較して離散値を
得ることを特徴とする、請求項１記載の電子ビームによ
るＬＳＩ検査方法。 - 【請求項５】ＬＳＩチップ上の二次元領域に電子ビーム
を、チップ上の各点で周期的にパルス的になるように前
記領域上を走査的に繰り返し連続照射する電子ビーム発
生部と、二次電子を検出しカウントする二次電子検出部
と、二次電子カウント値を画像のコントラストとして画
像化する画像出力部を有する電子ビームによるＬＳＩ検
査装置において、 二次電子のカウント値を記憶する記憶手段と、 前記ＬＳＩチップ上の電子ビーム照射領域を二次元座標
上の有限個のピクセルに対応させ、各々のピクセルにお
いて、パルス的に照射する電子ビームによって発生する
二次電子の最新のカウント値と前記記憶部に記憶されて
いる所定周期前のカウント値の差を所定の閾値と比較し
て段階的な離散値を得る演算手段と、 を有し、 前記離散値を画像のコントラストの変化分として前記画
像出力部に出力することを特徴とする電子ビームによる
ＬＳＩ検査装置。 - 【請求項６】二次元領域の各座標における二次電子観測
値を記憶する第１のメモリ領域と、 画像のコントラストを記憶する第２のメモリ領域と、 最新の二次電子観測値と前記第１のメモリ領域上の対応
する座標の観測値の差分演算を行う差分演算手段と、 前記差分演算手段で得られた差分を所定の閾値により段
階的に離散化する差分離散化手段を有し、 前記差分離散化手段で得られた離散値を前記第２のメモ
リ領域上の対応する座標のコントラストに重畳する離散
値重畳手段と、 を有し、 前記二次電子観測値を前記第１のメモリ領域上に再記憶
する、 ことを特徴とする請求項５記載の電子ビームによるＬＳ
Ｉ検査装置。 - 【請求項７】外部から入力するトリガ信号入力手段を有
し、前記トリガ信号入力手段からトリガ信号を入力し
て、トリガ期間中における、コントラストを記憶する前
記第２のメモリの内容を、前記画像出力部に出力するこ
とを特徴とする請求項５記載の電子ビームによるＬＳＩ
検査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021775A JP2776358B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電子ビームによるｌｓｉ検査方法及び装置 |
| EP97100348A EP0785441A3 (en) | 1996-01-12 | 1997-01-10 | Method of producing clear potential contrast image through scanning with electron beam for diagnosis of semiconductor device and electron beam testing system used therein |
| KR1019970001407A KR100272124B1 (ko) | 1996-01-12 | 1997-01-13 | 반도체 장치의 검사를 위해 전자빔 주사를 통한 선명한 전위 콘트라스트 화상을 생성하는 방법 및 그에 사용되는 전자빔을 이용한 검사 장치 |
| US08/782,099 US5995647A (en) | 1996-01-12 | 1997-01-13 | Method of producing clear potential contrast image through scanning with electron beam for diagnosis of semiconductor device and electron beam testing system used therein |
| TW086100272A TW309592B (en) | 1996-01-12 | 1997-01-13 | Electron beam testing system for semiconductor diagnosis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021775A JP2776358B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電子ビームによるｌｓｉ検査方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197022A true JPH09197022A (ja) | 1997-07-31 |
| JP2776358B2 JP2776358B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=12064448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8021775A Expired - Lifetime JP2776358B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電子ビームによるｌｓｉ検査方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5995647A (ja) |
| EP (1) | EP0785441A3 (ja) |
| JP (1) | JP2776358B2 (ja) |
| KR (1) | KR100272124B1 (ja) |
| TW (1) | TW309592B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6648730B1 (en) * | 2000-10-30 | 2003-11-18 | Applied Materials, Inc. | Calibration tool |
| 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 |
| US6941529B1 (en) * | 2002-11-05 | 2005-09-06 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and system for using emission microscopy in physical verification of memory device architecture |
| TW200642440A (en) * | 2005-02-22 | 2006-12-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image data storing method and control device and program, frame data generation method and its device and program, drawing method and device |
| KR100725453B1 (ko) | 2005-11-29 | 2007-06-07 | 삼성전자주식회사 | 기판의 스캐닝 방법, 결정 특성 검사 방법 및 장치 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999731A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 電子装置の電位分布測定装置 |
| JPS6252841A (ja) | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Jeol Ltd | 電位分布像表示装置 |
| US4996659A (en) * | 1986-08-20 | 1991-02-26 | Hitachi, Ltd. | Method of diagnosing integrated logic circuit |
| US5528156A (en) * | 1993-07-30 | 1996-06-18 | Advantest Corporation | IC analysis system and electron beam probe system and fault isolation method therefor |
| JP2518534B2 (ja) * | 1993-09-24 | 1996-07-24 | 日本電気株式会社 | Ｌｓｉ検査方法 |
| EP0652444A1 (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-10 | Advantest Corporation | Method and apparatus for forming a potential distribution image of a semiconductor integrated circuit |
| JP3472971B2 (ja) * | 1994-07-15 | 2003-12-02 | 株式会社アドバンテスト | Ｉｃ不良解析方法及び不良解析装置 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP8021775A patent/JP2776358B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-10 EP EP97100348A patent/EP0785441A3/en not_active Withdrawn
- 1997-01-13 US US08/782,099 patent/US5995647A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-13 TW TW086100272A patent/TW309592B/zh active
- 1997-01-13 KR KR1019970001407A patent/KR100272124B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW309592B (en) | 1997-07-01 |
| US5995647A (en) | 1999-11-30 |
| KR100272124B1 (ko) | 2000-12-01 |
| KR970060433A (ko) | 1997-08-12 |
| EP0785441A2 (en) | 1997-07-23 |
| EP0785441A3 (en) | 1998-01-21 |
| JP2776358B2 (ja) | 1998-07-16 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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