JPH09264935A - Electron beam inspecting apparatus - Google Patents

Electron beam inspecting apparatus

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JPH09264935A
JPH09264935A JP8097567A JP9756796A JPH09264935A JP H09264935 A JPH09264935 A JP H09264935A JP 8097567 A JP8097567 A JP 8097567A JP 9756796 A JP9756796 A JP 9756796A JP H09264935 A JPH09264935 A JP H09264935A
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JP
Japan
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image
sem image
electron beam
reference image
vector
Prior art date
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JP8097567A
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Japanese (ja)
Inventor
Shin Yamamoto
伸 山本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to shorten the analyzing time of a sample to be tested by obtaining a reference image by calculation based on layout information and test pattern information (vector) of the sample. SOLUTION: First, a tester 4 gives a vector to a semiconductor chip 2, and confirms the right or wrong of its output signal value. When the inspections of all the vectors are finished, the number of the error pin vector is obtained, and sent to a control computer 5B. The computer 5B specified the vicinity of the output terminal detected by the error at a SEM image fetched position, an apparatus itself fetches a SEM image, and sends it to a SEM image storage unit 5A. On the other hand, a logical simulator 5D logically simulates the vector specified by the computer 5B in parallel with the image formation. It obtains a potential distribution of the region part, and sends it to a layout registering/ display unit 5C. The unit 5C generates a reference image in superposition with the layout of it with an object site. Then, a comparator 5E compares the SEM image with the reference image and displays the different image on a monitor 5F.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 (1)原理(図1) (2)電子ビーム検査装置の構成(図2〜図5) (3)他の実施例 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Embodiments of the Invention (1) Principle (FIG. 1) (2) Configuration of Electron Beam Inspector (FIGS. 2 to 5) ) (3) Other Examples Effects of the Invention

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム検査装置
に関する。特に半導体チツプ内に形成された集積回路の
配線に印加されている電圧の状態を測定するものに適用
して好適なものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electron beam inspection apparatus. In particular, it is suitable for application to those that measure the state of the voltage applied to the wiring of the integrated circuit formed in the semiconductor chip.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来より、半導体チツプの不良箇所を解
析する装置としてEBT(Electron Beam Tester)が知
られている。このEBTは、テスターから半導体チツプ
に特定の検査パターン信号(以下、ベクターという)を
与えることにより配線電位を「H」又は「L」に固定
し、固定された電位の状態を電子ビームの走査によりS
EM(Scanning Electron Microscope)画像として取り
出すものである。なお不良解析の際には、当該EBTを
用いて良品及び不良品のそれぞれに同一のベクターを与
えて2枚のSEM画像を得、当該2枚のSEM画像を比
較することにより不良箇所を特定するようになされてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an EBT (Electron Beam Tester) has been known as an apparatus for analyzing a defective portion of a semiconductor chip. This EBT fixes the wiring potential to "H" or "L" by giving a specific inspection pattern signal (hereinafter referred to as a vector) from the tester to the semiconductor chip, and the state of the fixed potential is scanned by an electron beam. S
This is taken out as an EM (Scanning Electron Microscope) image. During the failure analysis, the EBT is used to give the same vector to each of the good product and the defective product to obtain two SEM images, and the defective portions are specified by comparing the two SEM images. It is done like this.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでEBTによつ
て検査できるのは一度に1つの半導体チツプに限られる
ため、不良解析の際には良品の半導体チツプについてS
EM画像を得る工程と、不良品の半導体チツプについて
SEM画像を得る工程とを設けなければならない。とこ
ろがかかる検査の際に対象となる半導体チツプの交換に
は非常に時間がかかるという問題があつた。
By the way, since only one semiconductor chip can be inspected by the EBT at a time, a defective semiconductor chip can be inspected at the time of failure analysis.
It is necessary to provide a step of obtaining an EM image and a step of obtaining an SEM image of a defective semiconductor chip. However, there is a problem that it takes a very long time to replace a semiconductor chip which is a target in such an inspection.

【0005】すなわち2枚のSEM画像を得るために
は、一方のSEM画像が得られた段階でチヤンバ内を真
空状態から常圧に戻し、半導体チツプの交換後、チヤン
バ内を再度真空状態に戻してSEM画像の取得にかかる
動作を実行するといつた一連の動作が必要であり、1箇
所につき2枚のSEM画像を得るためだけの作業に約15
分も時間が必要であつた。ところが通常、不良解析にお
いて必要となる良品及び不良品それぞれについてのSE
M画像は1組(すなわち2枚)で済まず、数十組から 1
00組以上のSEM画像を取得する必要があつた。このよ
うに1つの半導体チツプの不良箇所を検査するのに大変
な手間と時間が必要とされるというのが現実である。
That is, in order to obtain two SEM images, the inside of the chamber is returned to the normal pressure from the vacuum state at the stage when one of the SEM images is obtained, and after the semiconductor chips are exchanged, the inside of the chamber is returned to the vacuum state again. A series of operations are required to execute the operation for acquiring the SEM image, and it takes about 15 minutes to obtain two SEM images at one location.
It took minutes and minutes. However, in general, SE for each good product and defective product that is required for defect analysis
One set of M images (that is, two images) is not necessary, and dozens of sets 1
It was necessary to acquire more than 00 sets of SEM images. As described above, it is a reality that a great deal of labor and time are required to inspect a defective portion of one semiconductor chip.

【0006】この他、EBTは、動作環境の違い(例え
ば電源電圧VCCが 5.0〔V〕のときと 3.0〔V〕のとき
の違い)に基づく不良品の解析にも用いられるが、この
場合でも検査対象となる半導体チツプの交換にかかる一
連の処理が必要とされないだけであり、好ましい動作環
境下におけるSEM画像と好ましくない動作環境下にお
けるSEM画像との2種類を取得しなければならず、約
5分の時間が一箇所の検査に必要であつた。
Besides, the EBT is also used for analyzing defective products based on the difference in operating environment (for example, difference between when the power supply voltage V CC is 5.0 [V] and 3.0 [V]). In this case, However, only a series of processes for exchanging the semiconductor chip to be inspected is not required, and two types of SEM images under a preferable operating environment and SEM images under an unfavorable operating environment must be acquired. about
Five minutes was needed for one inspection.

【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来に比して短時間で検査を終了することができる
電子ビーム検査装置を実現しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to realize an electron beam inspection apparatus capable of completing inspection in a shorter time than conventional ones.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、被試験試料のレイアウト情報と試
験パターン情報とを演算することによりSEM画像取得
時の被試験試料の電位の分布を求め、当該演算結果をレ
イアウト情報に重ねることにより基準画像を生成するよ
うにする。このように基準画像を演算によつて求めるこ
とにより、基準とする被試験試料のSEM画像を実際に
取得する必要がなく、その分解析時間を短縮することが
できる。
In order to solve such a problem, in the present invention, the distribution of the potential of the sample under test at the time of acquiring the SEM image is obtained by calculating the layout information of the sample under test and the test pattern information. The reference image is generated by superimposing the calculation result on the layout information. By thus obtaining the reference image by calculation, it is not necessary to actually acquire the SEM image of the reference sample to be tested, and the analysis time can be shortened accordingly.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】(1)原理 この実施例で説明する電子ビーム検査装置は、テスター
と論理シユミレータとをインターフエース(例えばGPIB
(General Purpose Interface Bus )インターフエー
ス)を介して接続することにより相互に通信可能な状態
とし、テスターから半導体チツプに与えられるベクター
の内容に基づいてSEM画像の取り込み対象となつてい
る箇所のあるべき電位の状態を論理シユミレーシヨンに
よつて求められるようにしたことを特徴としている。
(1) Principle The electron beam inspection apparatus described in this embodiment is an interface (for example, GPIB) between a tester and a logic simulator.
It should be possible to communicate with each other by connecting via (General Purpose Interface Bus) interface, and there should be a part that is the target of SEM image import based on the contents of the vector given from the tester to the semiconductor chip. It is characterized in that the potential state can be obtained by logic simulation.

【0011】そして電子ビーム検査装置では、かかる論
理シユミレーシヨンによつて求めた結果をレイアウト上
に重ね、実際に取り込まれるSEM画像と比較する基準
画像を生成するようにしたことを特徴としている。すな
わち図1(A)に示すSEM画像が電子ビームの走査に
よつて取り込まれている間に、対応するレイアウト上の
位置の電位状態を図1(B)に示すように演算によつて
求めて基準画像とするのである。このようにすると実際
にSEM画像を取り込むのは常に1種類だけで良く、従
来例のように検査対象を交換したり動作環境を変えてS
EM画像を取り込まなくて済むようになされている。因
に1枚のSEM画像を得るのは約3分で済むので処理時
間は格段的に短縮される。
The electron beam inspection apparatus is characterized in that the result obtained by the logic simulation is superposed on the layout and a reference image to be compared with the SEM image actually taken in is generated. That is, while the SEM image shown in FIG. 1 (A) is captured by scanning with an electron beam, the potential state at the corresponding position on the layout is obtained by calculation as shown in FIG. 1 (B). It is used as a reference image. In this way, only one type of SEM image is actually taken in at any one time.
It is designed so that EM images need not be captured. By the way, it takes about 3 minutes to obtain one SEM image, so that the processing time is remarkably shortened.

【0012】なお図1(C)は実際に得られたSEM画
像と基準画像との差像を表している。また図中、黒色の
部分は電位が「H」レベルに張り付いた部分を表してお
り、白色の部分は電位が「L」レベルに張り付いた部分
を表しており、密な斜線で示された部分は電位が時間的
に変動して一定していない部分を表している。図1では
縦に伸びる3本のクロツクラインが該当する。そして粗
な斜線で示されている部分が配線等の設けられていない
部分である。続いてかかる原理を用いた電子ビーム検査
装置の構成例を示す。
Incidentally, FIG. 1C shows a difference image between the SEM image actually obtained and the reference image. Also, in the figure, the black portion represents the portion where the electric potential is attached to the “H” level, and the white portion represents the portion where the electric potential is attached to the “L” level, which is indicated by the dense diagonal lines. The part marked with represents the part where the potential fluctuates with time and is not constant. In FIG. 1, the three vertically extending black lines correspond. The portion indicated by the rough diagonal lines is the portion where no wiring or the like is provided. Next, a configuration example of an electron beam inspection apparatus using such a principle will be shown.

【0013】(2)電子ビーム検査装置の構成 図2にかかる電子ビーム検査装置の構成例を示す。電子
ビーム検査装置1は、検査対象である半導体チツプ2を
電子ビームによつて照明しながら走査し、そこから戻つ
てくる2次電子を検出することによりSEM画像及び測
定電圧を得る装置本体3と、半導体チツプ2にベクター
を与えて検査するテスター4と、装置本体3の検出結果
を信号処理する信号処理部5とで構成されている。
(2) Configuration of Electron Beam Inspection Apparatus FIG. 2 shows a configuration example of the electron beam inspection apparatus. The electron beam inspection apparatus 1 scans a semiconductor chip 2 as an inspection object while illuminating it with an electron beam, and detects a secondary electron returning from the semiconductor chip 2 to detect an SEM image and a measurement voltage. The semiconductor chip 2 is provided with a tester 4 for inspecting by applying a vector, and a signal processing unit 5 for signal processing the detection result of the apparatus main body 3.

【0014】このうち装置本体3は、現在一般的に使用
されている装置構成とほぼ同じ構成でなり、半導体チツ
プ2を2次元面内で移動させる2次元移動ステージ3A
と、当該2次元移動ステージ3Aに搭載された半導体チ
ツプ2に電子ビームを射出する電子銃3Bと、電子ビー
ムを偏向して走査させる走査偏向器3Cと、電子レンズ
3Dと、2次電子を検出する検出器3Eとで構成されて
いる。なお装置本体3は、SEM画像の取り込み時、テ
スター4から入力されたベクターを半導体チツプ2に与
えて検査領域にある配線の電位の状態を固定する一方、
ベクターの内容をインターフエースを介して信号処理部
5に与えるようになされている。
Of these, the apparatus main body 3 has substantially the same configuration as the apparatus generally used at present, and a two-dimensional moving stage 3A for moving the semiconductor chip 2 in a two-dimensional plane.
An electron gun 3B for emitting an electron beam to the semiconductor chip 2 mounted on the two-dimensional moving stage 3A, a scanning deflector 3C for deflecting and scanning the electron beam, an electron lens 3D, and detecting secondary electrons. And a detector 3E that operates. The device body 3 applies the vector input from the tester 4 to the semiconductor chip 2 to fix the potential state of the wiring in the inspection area while the SEM image is captured.
The contents of the vector are given to the signal processing unit 5 via the interface.

【0015】一方、信号処理部5は、SEM画像格納部
5Aと、システム全体を制御する制御計算機5Bと、半
導体チツプ2のレイアウト情報を格納しているレイアウ
ト登録/表示部5Cと、論理シユミレータ5Dと、比較
部5Eと、モニタ5Fとでなる。ここでSEM画像格納
部5Aは、装置本体3から入力された検出信号に基づい
てSEM画像を生成しメモリ内に格納する他、装置本体
3で検出されたベクターの内容を制御計算機5Bに転送
するようになされている。なおSEM画像格納部5A
は、制御計算機5Bから与えられる制御信号を装置本体
3に転送し、2次元移動ステージ3Aや偏向器3Cを制
御するようになされている。
On the other hand, the signal processing section 5 includes an SEM image storage section 5A, a control computer 5B for controlling the entire system, a layout registration / display section 5C storing layout information of the semiconductor chip 2, and a logic simulator 5D. And a comparison unit 5E and a monitor 5F. Here, the SEM image storage unit 5A generates an SEM image based on the detection signal input from the device body 3 and stores it in the memory, and also transfers the contents of the vector detected by the device body 3 to the control computer 5B. It is done like this. The SEM image storage unit 5A
Controls the two-dimensional moving stage 3A and the deflector 3C by transferring a control signal given from the control computer 5B to the apparatus main body 3.

【0016】レイアウト登録/表示部5Cは、登録され
ているレイアウトのうちSEM画像の取り出し対象とな
つている領域部分のレイアウトを読み出し、論理シユミ
レータ5Dの演算結果と重ねて基準画像を生成するよう
になされている。なおこのときレイアウト登録/表示部
5Cは、生成される基準画像の色分けがSEM画像と同
じ色分けになるように着色処理するようになされてい
る。
The layout registration / display unit 5C reads out the layout of the area part of the registered layout which is the target for taking out the SEM image, and superimposes it on the calculation result of the logic simulator 5D to generate the reference image. Has been done. At this time, the layout registration / display unit 5C is configured to perform coloring processing so that the generated reference image has the same color classification as the SEM image.

【0017】論理シユミレータ5Dは、レイアウト登録
/表示部5Cから読み出したレイアウト情報に対してテ
スター4から与えられるベクターの内容に基づいて動作
状態をシユミレーシヨンする回路であり、現在SEM画
像の取り込み対象となつている領域部分のシユミレーシ
ヨン結果(すなわち電位の分布状態)をレイアウト登録
/表示部5Cに与えるようになされている。
The logic simulator 5D is a circuit for simulating the operating state based on the contents of the vector given from the tester 4 with respect to the layout information read out from the layout registration / display section 5C, and is the target of the current SEM image capture. The simulation result (that is, the distribution state of the potential) of the region in which the region is present is given to the layout registration / display unit 5C.

【0018】さて比較部5Eは、SEM画像格納部5A
から読み出したSEM画像と、レイアウト登録/表示部
5Cから読み出した基準画像とを比較し、差像を検出す
る回路であり、当該差像をSEM画像及び基準画像と共
にモニタ5Fに出力するようになされている。かくして
モニタ5Fには図1(A)、(B)及び(C)に示すよ
うな3種類の画像が表示されるようになつている。
The comparison unit 5E is a SEM image storage unit 5A.
It is a circuit that detects a difference image by comparing the SEM image read from the SEM image with the reference image read from the layout registration / display unit 5C, and outputs the difference image to the monitor 5F together with the SEM image and the reference image. ing. Thus, the monitor 5F is adapted to display three types of images as shown in FIGS. 1 (A), (B) and (C).

【0019】以上の構成において、電子ビーム検査装置
1による検査時の処理の流れを図3を用いて説明する。
なおここでは、検査対象である半導体チツプ2のレイア
ウト情報が既にレイアウト登録/表示部5Cに格納され
ているものとする。さてステツプSP1から処理が開始
される。すると次のステツプSP2において、テスター
4から図4(A)に示す半導体チツプ2の各入力端子A
0〜ANには図4(B)に示す検査信号、すなわちベク
ターが時間順次に与えられ、出力端子D0〜DNから出
力される信号の値が入力に応じた正しい値になつている
か否かの確認動作が実行される。
A flow of processing at the time of inspection by the electron beam inspection apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to FIG.
Here, it is assumed that the layout information of the semiconductor chip 2 to be inspected is already stored in the layout registration / display unit 5C. The process starts from step SP1. Then, in the next step SP2, each input terminal A of the semiconductor chip 2 shown in FIG.
The check signals shown in FIG. 4B, that is, the vectors, are applied to 0 to AN in a time-sequential manner, and whether the values of the signals output from the output terminals D0 to DN are correct values according to the inputs. The confirmation operation is executed.

【0020】用意されている全てのベクターについて検
査が終了すると、電子ビーム検査装置1による処理はス
テツプSP3の処理段階に移り、予め予定された出力と
一致しない出力が現れたピン番号とその誤りが現れたベ
クターの番号(すなわちパターン番号)とが求められ
る。例えば図4(B)の時間tにおいて入出力関係が一
致しなかつた場合、この時間tのベクター番号が求めら
れる。このようにピン番号とベクター番号とが求められ
ると、処理はステツプSP4とステツプSP5及びSP
6とで与えられる並列処理に移る。なおこの段階で、こ
れから検査対象となるピン番号とベクター番号(すなわ
ちベクターの内容)との情報はテスター4から信号処理
部5の制御計算機5B側に伝送される。
When the inspection is completed for all the prepared vectors, the processing by the electron beam inspection apparatus 1 shifts to the processing stage of step SP3, and the pin number and the error in which the output which does not match the predetermined output appears. The number of the vector that appears (that is, the pattern number) is calculated. For example, when the input / output relationships do not match at time t in FIG. 4B, the vector number at this time t is obtained. When the pin number and the vector number are obtained in this way, the processing proceeds to steps SP4, SP5 and SP.
6 and the parallel processing given by. At this stage, the information about the pin number and the vector number (that is, the contents of the vector) to be inspected is transmitted from the tester 4 to the control computer 5B side of the signal processing unit 5.

【0021】まずステツプSP4の処理から説明する。
このとき制御計算機5Bは誤りが検出された出力端子付
近をSEM画像の取り込み位置として特定し、当該位置
のSEM画像を取り出せるように装置本体3に2次元移
動ステージ3Aの駆動情報を出力する。位置決めが終わ
ると、電子ビームの射出及び偏向器3Cによる偏向が開
始され、2次電子の出現分布から図5(A)に示すよう
なSEM画像が取り込まれる。なおこのSEM画像の取
り込み処理は必要に応じ、取り込み領域を少しづつ移動
させながら数枚から数十枚のSEM画像が連続的に求め
られる。
First, the processing of step SP4 will be described.
At this time, the control computer 5B specifies the vicinity of the output terminal where the error is detected as the SEM image capture position, and outputs the drive information of the two-dimensional movement stage 3A to the apparatus body 3 so that the SEM image at the relevant position can be retrieved. When the positioning is completed, the emission of the electron beam and the deflection by the deflector 3C are started, and the SEM image as shown in FIG. 5A is captured from the appearance distribution of the secondary electrons. Incidentally, in this SEM image capturing processing, several to several tens of SEM images are continuously obtained while moving the capturing area little by little as necessary.

【0022】一方、ステツプSP5及びSP6では、ス
テツプSP4と並列して、制御計算機5Bが特定するベ
クターについて論理シユミレーシヨンを実行し、制御計
算機5Bで特定された領域部分の電位がどのようになる
かを求める。そして当該領域部分のどの配線の電位がど
のようになるかが求められると、レイアウト登録/表示
部5Cは当該結果をレイアウトに重ねて表示し、図5
(B)に示すような基準が像を得る。この場合にも必要
に応じて取り込み領域を少しづつ移動させながら数枚か
ら数十枚の基準画像が連続的に求められる。なお各基準
画像についての演算処理はSEM画像を取り込んでいる
間に終了するのでSEM画像の取り込みにかかる以上時
間がかかることはない。
On the other hand, in steps SP5 and SP6, in parallel with step SP4, the logic simulation is executed for the vector specified by the control computer 5B to determine what the potential of the area specified by the control computer 5B is. Ask. When the potential of which wiring in the area portion is to be calculated, the layout registration / display unit 5C displays the result on the layout,
The criteria as shown in (B) obtain the image. Also in this case, several to several tens of reference images are continuously obtained while moving the capture area little by little as needed. Since the calculation process for each reference image is completed while the SEM image is being captured, it does not take more time than it takes to capture the SEM image.

【0023】このように、これらSEM画像と基準画像
を取得するのに要する時間は、例えば20枚のSEM画像
を得る場合にも 3〔分〕×20〔枚〕=60〔分〕で良い。
因に従来のように良品と不良品を交互に交換しながらチ
ヤンバ内の真空状態を切換えてSEM画像を取得する場
合には同じ20〔枚〕のSEM画像を得るにも15〔分〕×
20〔枚〕= 300〔分〕必要であつたので処理時間は格段
的に短縮される。
As described above, the time required to acquire these SEM images and the reference image may be, for example, 3 [minutes] * 20 [sheets] = 60 [minutes] even when obtaining 20 SEM images.
By the way, as in the conventional case, when switching the vacuum state in the chamber while alternately exchanging good and defective products, the same 20 [SEM] images can be obtained in 15 [min] ×
Since 20 [sheets] = 300 [minutes] were required, the processing time was drastically shortened.

【0024】ステツプSP4とステツプSP5及びSP
6の処理が終了すると、ステツプSP7において、SE
M画像と基準画像との比較処理が比較部5Eで実行さ
れ、その差像がモニタ5F上に表示されることになる。
例えば図5(A)及び(B)に示す3本の配線のうち左
端の配線のように、本来「H」レベルであるにも係わら
ず「L」レベルになつている場合にはこの部分に差像が
表示されることになる。従つて作業者はかかる差像が現
れなくなる位置まで配線を遡ることにより誤りが出現す
る箇所を特定することができる。
Steps SP4 and SP5 and SP
When the processing of 6 is completed, in step SP7, SE
The comparison processing of the M image and the reference image is executed by the comparison unit 5E, and the difference image is displayed on the monitor 5F.
For example, in the case of the leftmost wiring among the three wirings shown in FIGS. 5A and 5B, when it is at the “L” level even though it is originally at the “H” level, this portion is A difference image will be displayed. Therefore, the operator can specify the location where the error appears by tracing the wiring back to the position where the difference image does not appear.

【0025】以上の構成によれば、SEM画像と比較す
る基準画像を論理シユミレーシヨンによつて求めるよう
にしたので、半導体チツプ上の各位置について求めるS
EM画像は常に1枚で良く、検査に要する時間を短縮す
ることができる。また複数箇所についてSEM画像と基
準画像とを比較をしなければならない場合にも検査対象
である不良品の半導体チツプを所定位置に取り付けたま
ま連続して検査を実行できるので検査が短時間で済むだ
けでなく、解析処理をスムーズに実行できる。
According to the above construction, the reference image to be compared with the SEM image is obtained by the logic simulation, so that S for each position on the semiconductor chip is obtained.
Only one EM image is required at any time, and the time required for inspection can be shortened. Further, even when it is necessary to compare the SEM image with the reference image at a plurality of locations, the inspection can be performed in a short time because the inspection can be continuously performed with the defective semiconductor chip to be inspected attached at a predetermined position. Not only that, the analysis process can be executed smoothly.

【0026】また従来、配線や回路が複雑に配置される
半導体チツプの不良箇所を解析するには解析対象となる
半導体チツプの回路について熟知していることが必要と
されてたが、本実施例の場合には効率良く検査を進める
ことができるので設計者でなくとも半導体チツプの解析
が可能となる。また同様に解析者の技能によらず統一し
た検査結果が得られるため従来に比して検査結果の信頼
性を向上させることができる。
Conventionally, in order to analyze a defective portion of a semiconductor chip in which wirings and circuits are arranged in a complicated manner, it is necessary to have a thorough knowledge of the circuit of the semiconductor chip to be analyzed. In this case, the inspection can be carried out efficiently, so that even a designer, not a designer, can analyze the semiconductor chip. Further, similarly, since the unified inspection result can be obtained regardless of the skill of the analyst, the reliability of the inspection result can be improved as compared with the conventional case.

【0027】さらにまた解析対象となる配線が半導体チ
ツプの深部に位置するために良品の半導体チツプであつ
てもその電位の分布状態が検出するのが極めて難しいよ
うな場合でも、本実施例によれば、良品が採るべき正確
な電位の分布状態を必ず得ることができるので基準画像
の信頼性を向上でき、解析処理による信頼性を一段と高
めることができる。
Furthermore, even if the wiring to be analyzed is located in the deep portion of the semiconductor chip, it is extremely difficult to detect the distribution of the potential even if it is a good semiconductor chip. If this is the case, since the accurate potential distribution state that should be adopted by a non-defective product can be obtained without fail, the reliability of the reference image can be improved and the reliability of the analysis process can be further improved.

【0028】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、動作環境が同じにも係わ
らず入出力関係が良品と異なることになる不良品の動作
解析処理を例に電子ビーム検査装置1による検査時の処
理の流れを説明したが、動作環境を変更して行うマージ
ン検査(例えば電源電圧VCCを5〔V〕と3〔V〕とで
変更して行う検査)の場合にも同様に行うことができ
る。このマージン検査の場合には、本来の動作環境に比
して劣悪な動作環境に設定された半導体チツプ2につい
てSEM画像を求め、当該SEM画像と演算により求め
た理想環境下での基準画像とを比較すれば必要な検査を
実行することができる。この場合にも理想環境下でSE
M画像を取り込む必要がないので、一段と短い時間で解
析処理を実行することができる。
(3) Other Embodiments In the above-described embodiment, the electron beam inspection apparatus 1 is exemplified by the operation analysis processing of a defective product whose input / output relationship is different from that of a non-defective product even though the operating environment is the same. Although the flow of the process at the time of the inspection by the above has been described, the same is true for the margin inspection performed by changing the operating environment (for example, the inspection performed by changing the power supply voltage V CC between 5 [V] and 3 [V]). Can be done. In the case of this margin inspection, an SEM image is obtained for the semiconductor chip 2 set in an operating environment that is worse than the original operating environment, and the SEM image and the reference image under the ideal environment obtained by calculation are obtained. Necessary inspection can be performed by comparison. Even in this case, SE under ideal environment
Since it is not necessary to capture the M image, the analysis process can be executed in a much shorter time.

【0029】また上述の実施例においては、モニタ5F
上にSEM画像と基準画像だけでなくその差像について
も表示する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、差像については表示しない場合にも適用し得る。こ
の場合、SEM画像と基準画像との違いは解析者が目で
確認することになるが、SEM画像と基準画像との取り
込みに要する時間自体、従来に比して短いので従来に比
して短時間で処理を進めることができる。
In the above embodiment, the monitor 5F
The case of displaying not only the SEM image and the reference image but also the difference image thereof has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be applied to the case where the difference image is not displayed. In this case, the difference between the SEM image and the reference image will be visually confirmed by the analyst, but the time itself required to capture the SEM image and the reference image is shorter than the conventional one, and therefore shorter than the conventional one. Processing can proceed in time.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、SEM画
像の比較対象となる基準画像を、被試験試料のレイアウ
ト情報に試験パターン情報を入力して解析することによ
つて得られる演算結果をレイアウト情報に重ねて求める
ことにより従来に比して被試験試料の解析が短時間で済
む電子ビーム検査装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the calculation result obtained by inputting the test pattern information into the layout information of the sample under test and analyzing the reference image to be compared with the SEM image. It is possible to realize the electron beam inspection apparatus in which the analysis of the sample under test can be completed in a shorter time than in the past by superimposing the information on the layout information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による電子ビーム検査装置で用いる検査
原理の説明に供する略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an inspection principle used in an electron beam inspection apparatus according to the present invention.

【図2】本発明による電子ビーム検査装置の一例を示す
ブロツク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electron beam inspection apparatus according to the present invention.

【図3】本発明による電子ビーム検査装置によつて実行
される不良解析処理の一例を示すフローチヤートであ
る。
FIG. 3 is a flow chart showing an example of a failure analysis process executed by the electron beam inspection apparatus according to the present invention.

【図4】ベクターとその出力電圧との関係を示す信号波
形図である。
FIG. 4 is a signal waveform diagram showing the relationship between a vector and its output voltage.

【図5】あるベクターについて得られるSEM画像と基
準画像との関係を示す略線図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a relationship between an SEM image obtained for a certain vector and a reference image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……電子ビーム検査装置、2……半導体チツプ、3…
…装置本体、3A……2次元移動ステージ、3B……電
子銃、3C……走査偏向器、3D……電子レンズ、3E
……検出器、4……テスター、5……信号処理部、5A
……SEM画像格納部、5B……制御計算機、5C……
レイアウト登録/表示部、5D……論理シユミレータ、
5E……比較部、5F……モニタ。
1 ... Electron beam inspection device, 2 ... Semiconductor chip, 3 ...
... Device main body, 3A ... Two-dimensional moving stage, 3B ... Electron gun, 3C ... Scan deflector, 3D ... Electronic lens, 3E
...... Detector, 4 …… Tester, 5 …… Signal processing unit, 5A
…… SEM image storage unit, 5B …… Control computer, 5C ……
Layout registration / display section, 5D ... Logic simulator,
5E: Comparison section, 5F: Monitor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子ビームによつて被試験試料を走査し、
当該電子ビームの照射位置より順次出現する2次電子を
検出することにより、当該被試験試料の電位の分布をS
EM画像として取り出すSEM画像取得部と、 上記被試験試料のレイアウト情報と、SEM画像の取得
の際に上記被試験試料に印加される試験パターン情報と
に基づいて、上記SEM画像が取得される時刻における
上記被試験試料の電位の分布状態を演算により求め、演
算結果を上記レイアウト情報に重ねることにより基準画
像を生成する基準画像生成部とを具えることを特徴とす
る電子ビーム検査装置。
1. A sample under test is scanned by an electron beam,
By detecting secondary electrons that sequentially appear from the irradiation position of the electron beam, the potential distribution of the sample under test can be determined by S
The time at which the SEM image is acquired based on the SEM image acquisition unit that is extracted as an EM image, the layout information of the sample under test, and the test pattern information applied to the sample under test when the SEM image is acquired. The electron beam inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a reference image generation unit that calculates a potential distribution state of the sample under test by calculation and superimposes the calculation result on the layout information to generate a reference image.
【請求項2】上記基準画像生成部は、上記基準画像の表
示の際、電位の状態を上記SEM画像と同じ表記で表示
することを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム検査
装置。
2. The electron beam inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference image generation unit displays the state of electric potential in the same notation as the SEM image when the reference image is displayed.
【請求項3】上記SEM画像取得部で得られた上記SE
M画像と、上記基準画像生成部で生成された上記基準画
像との差分を求め、当該差分を不良箇所として解析を進
める信号処理部を具えることを特徴とする請求項1に記
載の電子ビーム検査装置。
3. The SE obtained by the SEM image acquisition unit
The electron beam according to claim 1, further comprising a signal processing unit that obtains a difference between the M image and the reference image generated by the reference image generation unit, and advances the analysis by using the difference as a defective portion. Inspection device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001236915A (en) * 1999-09-03 2001-08-31 Applied Materials Inc Focusing method and system

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JP2001236915A (en) * 1999-09-03 2001-08-31 Applied Materials Inc Focusing method and system

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