JPS59154733A - 電子ビ−ム装置 - Google Patents
電子ビ−ム装置Info
- Publication number
- JPS59154733A JPS59154733A JP2861683A JP2861683A JPS59154733A JP S59154733 A JPS59154733 A JP S59154733A JP 2861683 A JP2861683 A JP 2861683A JP 2861683 A JP2861683 A JP 2861683A JP S59154733 A JPS59154733 A JP S59154733A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strobe
- signal
- electron beam
- converter
- circuit
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明はストロボＥＩＥＭ（ストロボ機能をＭする走査
電子顕微鏡）を用いて、集積回路等の試料の解析全行う
電子と一ム装置に関する。
電子顕微鏡）を用いて、集積回路等の試料の解析全行う
電子と一ム装置に関する。
（２）技術の背景
大規模集積回路なと高密度に実装されているデバイスの
ダイナミックな解析の手段としてストロボＳＥＭが注目
烙れている。ストロボ機能に！する電子ビーム装置は、
間欠的に電子ビームｋｍ析すべき試料に照射し、試料か
ら放出される２次電子イぎ号を検出し、処理して、集積
回路などの動作状態における電位分布を観測することに
用いられる。この装置は電子ビームが間欠照射でおるた
め試料金損傷することがなく、また試料の高速動作に対
しても対応できるという特徴がある。しかしながら、一
方では、ストロボＳＦｉＭは従来のＳＥＭに比べて試料
への電子ビームの照射時間か短く、かつビーム電流が小
きいために検出される信号が小さくＳ／Ｎか悪いという
短所がめる。このため電子ビームの照射によって発生す
る２次電子信号全効率よくサンプリングし Ｓ ／ 、
Ｎ ヶ向上させる検討が行われている。
ダイナミックな解析の手段としてストロボＳＥＭが注目
烙れている。ストロボ機能に！する電子ビーム装置は、
間欠的に電子ビームｋｍ析すべき試料に照射し、試料か
ら放出される２次電子イぎ号を検出し、処理して、集積
回路などの動作状態における電位分布を観測することに
用いられる。この装置は電子ビームが間欠照射でおるた
め試料金損傷することがなく、また試料の高速動作に対
しても対応できるという特徴がある。しかしながら、一
方では、ストロボＳＦｉＭは従来のＳＥＭに比べて試料
への電子ビームの照射時間か短く、かつビーム電流が小
きいために検出される信号が小さくＳ／Ｎか悪いという
短所がめる。このため電子ビームの照射によって発生す
る２次電子信号全効率よくサンプリングし Ｓ ／ 、
Ｎ ヶ向上させる検討が行われている。
（３）従来技術と問題点
前述の電子ビーム装置Ｖｃおいて、従来は、パルスビー
ム（パルス化された電子ビーム）照射により試料から放
出される２次電子を検出１−る２次電子検出器の出力に
積分回路が設けられ、その出力がアナログ−ディジタル
（ＡＤ）変換器へ供給されている。このような積分方式
を用いた装置の場合次の各項に示す問題点がらる。
ム（パルス化された電子ビーム）照射により試料から放
出される２次電子を検出１−る２次電子検出器の出力に
積分回路が設けられ、その出力がアナログ−ディジタル
（ＡＤ）変換器へ供給されている。このような積分方式
を用いた装置の場合次の各項に示す問題点がらる。
（ａ） 測定時間が長く力・かる。
（ｂ） 試料面へのビーム照射時間が長くなり、この
ため試料（例えはビーム照射に弱いＩＡ ＯＳ素子）？
破壊する恐れがある。
ため試料（例えはビーム照射に弱いＩＡ ＯＳ素子）？
破壊する恐れがある。
＜ｃ＞ パルスビームの照射条件等１／Ｃ、Ｉ り積
分回路の私分時足数金選択しなければならない。
分回路の私分時足数金選択しなければならない。
壕だ積分方式音用いない装置においても、次のような問
題点がある。
題点がある。
（ａ）２次電子信号をＡＤ変換するＡＤ変換器のサンプ
リングタイミングが良好でない場合、信号のＳ ／ Ｎ
が不十分となる。
リングタイミングが良好でない場合、信号のＳ ／ Ｎ
が不十分となる。
（ｂ）ＡＤ変換器による変換結果を複数個得て、その加
算平均を求めて測定データとり−る場合、装置外に設け
られた計算機に変換結果を送り加算平均するため変換結
果の数だけデータ転送全必要とし転送時間および処理時
間ンハ多く必狡となる。
算平均を求めて測定データとり−る場合、装置外に設け
られた計算機に変換結果を送り加算平均するため変換結
果の数だけデータ転送全必要とし転送時間および処理時
間ンハ多く必狡となる。
（４）発明の目的
不発明の目的は、前述の従来形の装置における問題点に
かんがみ、電子ビーム照射時にストロボＳＥＭから出力
式れるＡＤ変換器へのサンプリング信号音あら力・しめ
測定した時間たけ遅延妊せ、かつＡＤ変換結果の処理ケ
外部装置に依存１−ないで平均処理回路を設けて行うと
いう構想に基つき、ＡＤ変換器におけるサンプリングを
効率よく行うようにし、検出信号のＳ ／ Ｎの向上お
よび処理時間の短縮全実現することにある。
かんがみ、電子ビーム照射時にストロボＳＥＭから出力
式れるＡＤ変換器へのサンプリング信号音あら力・しめ
測定した時間たけ遅延妊せ、かつＡＤ変換結果の処理ケ
外部装置に依存１−ないで平均処理回路を設けて行うと
いう構想に基つき、ＡＤ変換器におけるサンプリングを
効率よく行うようにし、検出信号のＳ ／ Ｎの向上お
よび処理時間の短縮全実現することにある。
（５）発明の構成
本発明に２いては、↑Ｌ子ビーム光芋睨筒および被解析
試料を搭載ｂ」能な試料室上々１°るストロボ技術を用
いた電子ビーム装置において、２次電子信号全ディジタ
ル信号化するＡＤ変４Ａ器、該ティジタル信号？加算平
均１″る平均処理回路、ｋ、適効率で２次電子１６″＋
３′をサンプリングするためのタイミング決定回路、該
ストロボＳ Ｅ ＩＡ Ｚ）＝らパルスビーム発射時に
出力式れるストローフ（Ｅｉ号孕遅延させるディレーユ
ニ、ト、および該ストロボ１Ｍ。
試料を搭載ｂ」能な試料室上々１°るストロボ技術を用
いた電子ビーム装置において、２次電子信号全ディジタ
ル信号化するＡＤ変４Ａ器、該ティジタル信号？加算平
均１″る平均処理回路、ｋ、適効率で２次電子１６″＋
３′をサンプリングするためのタイミング決定回路、該
ストロボＳ Ｅ ＩＡ Ｚ）＝らパルスビーム発射時に
出力式れるストローフ（Ｅｉ号孕遅延させるディレーユ
ニ、ト、および該ストロボ１Ｍ。
該ＡＤ変換器、該平均処理回路、該タイミング決定回路
、および該ティレーユニ、トヲそれぞれ制御する制御装
ｆｆｌ設け、該ストロボＳＥＭのパルス幅および位相が
指定延れた時に、該ストロボＳＥＭ力・ら発射されたパ
ルスビー公に対シて、該パルスビームにより被解析試料
から発生する２次電子信号の最大値が得られるまでの遅
延時間を該タイミング決定回路を用いて決定し、該スト
ローブ信号音紋遅延時間たけ該ディレーユニット？用い
て遅延させ、該遅延されたストローブ（ｉ号音ザンプリ
ング信号として用いて該ＡＤ変換器を制御し、該ＡＤ変
換器により変換されたティジタル化された２次電子信号
の複数個ケ該平均処理回路を用いて加算平均することを
特徴とする電子ビーム装置が提供される。
、および該ティレーユニ、トヲそれぞれ制御する制御装
ｆｆｌ設け、該ストロボＳＥＭのパルス幅および位相が
指定延れた時に、該ストロボＳＥＭ力・ら発射されたパ
ルスビー公に対シて、該パルスビームにより被解析試料
から発生する２次電子信号の最大値が得られるまでの遅
延時間を該タイミング決定回路を用いて決定し、該スト
ローブ信号音紋遅延時間たけ該ディレーユニット？用い
て遅延させ、該遅延されたストローブ（ｉ号音ザンプリ
ング信号として用いて該ＡＤ変換器を制御し、該ＡＤ変
換器により変換されたティジタル化された２次電子信号
の複数個ケ該平均処理回路を用いて加算平均することを
特徴とする電子ビーム装置が提供される。
（６ン 発明の実施例
本発明の一実施例としての電子ビーム装置の構成が第１
図に示される。本装置は電子ビーム光学鏡筒１７および
試料室１８全刊するストロボＥＩＫＭ４．２次電子検出
器８、ＡＤ変換器９、ディレーユニ７ト１０、平均処理
回路１１、分周器１２、フレームメモリ１３、ファンク
シ、ンジェネレータ１４、連動スイッチ１５、タイミン
グ決定回路１６、および制御装置１を具備する。
図に示される。本装置は電子ビーム光学鏡筒１７および
試料室１８全刊するストロボＥＩＫＭ４．２次電子検出
器８、ＡＤ変換器９、ディレーユニ７ト１０、平均処理
回路１１、分周器１２、フレームメモリ１３、ファンク
シ、ンジェネレータ１４、連動スイッチ１５、タイミン
グ決定回路１６、および制御装置１を具備する。
電子ビーム光学鏡筒１７においては、パルスビーム５を
発射し、発射と同時にストローブ信号をディレーユニッ
ト１０お工ひタイミング決定回路１６へ供給する。゛パ
ルスビーム５の照射を受けた試別室１８に載位ちれ７′
ｉ：解析さするべき試別６（集積回路等）は、その電位
に対応して２次電子７ケー放出する。２次電子７會受け
る２次電子検出器８は２次電子７を検出して出力信号を
ＡＤ変換器９へ供給する。ＡＤ俊俟器９は２次電子検出
器８からのアナログ佃号全ディジタル侶号に変換する３
、ＡＤ変換器９の出力は連動スイッチ１５の一方の糾の
切換接点へ供給される。Ｍ’ｔ Ｘスイッチ１５の一力
の組は、ディレーユニット１０の遅延時間決定時にはＡ
Ｄ変換器９の出力をタイミング決定回路１６へ接続しく
ａ側）、測定時にはＡ、 Ｄ変換器９の出力を平均処理
回路へ接続する（ｂ側）。
発射し、発射と同時にストローブ信号をディレーユニッ
ト１０お工ひタイミング決定回路１６へ供給する。゛パ
ルスビーム５の照射を受けた試別室１８に載位ちれ７′
ｉ：解析さするべき試別６（集積回路等）は、その電位
に対応して２次電子７ケー放出する。２次電子７會受け
る２次電子検出器８は２次電子７を検出して出力信号を
ＡＤ変換器９へ供給する。ＡＤ俊俟器９は２次電子検出
器８からのアナログ佃号全ディジタル侶号に変換する３
、ＡＤ変換器９の出力は連動スイッチ１５の一方の糾の
切換接点へ供給される。Ｍ’ｔ Ｘスイッチ１５の一力
の組は、ディレーユニット１０の遅延時間決定時にはＡ
Ｄ変換器９の出力をタイミング決定回路１６へ接続しく
ａ側）、測定時にはＡ、 Ｄ変換器９の出力を平均処理
回路へ接続する（ｂ側）。
タイミング決定回路１６に対しては、ディレーユニット
１０の遅延時間決定時には電子ビーム光学鏡筒１７から
のストローブ信号とＡＤｆ換器９の出力が供給され、ス
トローブ信号に対して２次′電子信号が最大となるまで
の時間全測定し、その結果全制御装置１を経由してディ
レーユニット１゜に設定する。ＡＤ変換器９にはサンプ
リング端子が設けられておジ、該端子に加えられた信号
のタイミングに対応してＡＤ変換が行われる。サンプリ
ング端子は連動スイッチ１５の他の１つの組の切換接点
に接続されており、ディレーユニット１０の遅延時間決
定にはタイミング決定回路１６と（ａ狽Ｉ］）、測定時
にはディレーユニッ）１０と接続される（ｂ側）。
１０の遅延時間決定時には電子ビーム光学鏡筒１７から
のストローブ信号とＡＤｆ換器９の出力が供給され、ス
トローブ信号に対して２次′電子信号が最大となるまで
の時間全測定し、その結果全制御装置１を経由してディ
レーユニット１゜に設定する。ＡＤ変換器９にはサンプ
リング端子が設けられておジ、該端子に加えられた信号
のタイミングに対応してＡＤ変換が行われる。サンプリ
ング端子は連動スイッチ１５の他の１つの組の切換接点
に接続されており、ディレーユニット１０の遅延時間決
定にはタイミング決定回路１６と（ａ狽Ｉ］）、測定時
にはディレーユニッ）１０と接続される（ｂ側）。
連動スイッチ１５がｂ側に切換えられている時、すなわ
ち測定状態においては、前述のようにＡＤ変換器９のサ
ンプリング信号は、ストローブ信号をティレーユニット
エ０に設定された時間だけ遅延させて入力する。ＡＤ変
換器９のディジタル出力は制側１装ｆｉ：１よジ指定さ
れた回数だけザンブリング芒れ、平均処理回路１１でそ
れらが加力、平均され、結果がフレームメモリ１３に逐
時省込壕れ、さらにダイレクトメモリアクセス方式で制
御装置１に設けられたメモリ２に転送される。ファンク
シヮンシーネレータ１４（ｌゴ動作状態における試料６
含二測尾するため、試料６ケ駆動するは〃・、そのクロ
ック４分周器１２に供給する。分周器１２は制征ｊ装置
１からの分周軍指定に従って分周し、分周器れた信号ケ
ストロボＳＥＭに送る。
ち測定状態においては、前述のようにＡＤ変換器９のサ
ンプリング信号は、ストローブ信号をティレーユニット
エ０に設定された時間だけ遅延させて入力する。ＡＤ変
換器９のディジタル出力は制側１装ｆｉ：１よジ指定さ
れた回数だけザンブリング芒れ、平均処理回路１１でそ
れらが加力、平均され、結果がフレームメモリ１３に逐
時省込壕れ、さらにダイレクトメモリアクセス方式で制
御装置１に設けられたメモリ２に転送される。ファンク
シヮンシーネレータ１４（ｌゴ動作状態における試料６
含二測尾するため、試料６ケ駆動するは〃・、そのクロ
ック４分周器１２に供給する。分周器１２は制征ｊ装置
１からの分周軍指定に従って分周し、分周器れた信号ケ
ストロボＳＥＭに送る。
制御装置１は、ストロボ動作のためのパラメータ（パル
ス幅および位相）？ストロボＳｆｆＭに指定し、ストロ
ボ動作會きせ、かつパルスビームか試料６上ケ走査する
ようストロボＳＥＭｉ制御する。第２図（υにはストロ
ボｓｇＭから発射されるパルスビームが、第２図（２）
にはパルスビーム発射時にストロボＳＥＭから出力され
るストローブ信号か、第２図（３）にはパルスビームが
試料６に照射さねた時放出される２次電子化号が、第２
図（４）にはＡＤ変換器９のサンプリング信号が示はれ
る。
ス幅および位相）？ストロボＳｆｆＭに指定し、ストロ
ボ動作會きせ、かつパルスビームか試料６上ケ走査する
ようストロボＳＥＭｉ制御する。第２図（υにはストロ
ボｓｇＭから発射されるパルスビームが、第２図（２）
にはパルスビーム発射時にストロボＳＥＭから出力され
るストローブ信号か、第２図（３）にはパルスビームが
試料６に照射さねた時放出される２次電子化号が、第２
図（４）にはＡＤ変換器９のサンプリング信号が示はれ
る。
時間ｔはサンプリング信号のストローブ信号に対する遅
延時間である。
延時間である。
第３図には、パルスビームが照射式れた時に発生する２
次電子化号の測定例が示される。２仄市子検出信号に対
しザンプリング信ち°は、図に示されるような最適の時
間関賃・となるようにストローブ信号から時１■］ｔた
け遅延される。
次電子化号の測定例が示される。２仄市子検出信号に対
しザンプリング信ち°は、図に示されるような最適の時
間関賃・となるようにストローブ信号から時１■］ｔた
け遅延される。
本実施例においては、パルスビーム５が発射されてから
２次′改子検出信号がＡＤ変換器９に届くまでに必少な
時１ｂ］、丁なマっち、試料６へ到達する迄のパルスビ
ームの走行時間、発生した２汐（重子の走行時間、およ
び埋１幅器の増幅時間等のｔｌｌ ７こけ、ＡＤＫ；Ｉ
Ｊ 都９のサンプリングづ１号笛パルスビーム発射スト
ローブに対して遅らせることにより効率のよいサンプリ
ングをすることができる。また、平均処理回路１１金具
偏して、加算半均の耐舞を外部装置ｉ／ｃ依存しないで
すむので、処理時間の短縮が可能となる。さらに木製り
においては、試別としての集積回路へ対するおｊ傷も少
なく、１疋来装置における波形の重なりによる検出信−
づ・の不正確さも減少できる。
２次′改子検出信号がＡＤ変換器９に届くまでに必少な
時１ｂ］、丁なマっち、試料６へ到達する迄のパルスビ
ームの走行時間、発生した２汐（重子の走行時間、およ
び埋１幅器の増幅時間等のｔｌｌ ７こけ、ＡＤＫ；Ｉ
Ｊ 都９のサンプリングづ１号笛パルスビーム発射スト
ローブに対して遅らせることにより効率のよいサンプリ
ングをすることができる。また、平均処理回路１１金具
偏して、加算半均の耐舞を外部装置ｉ／ｃ依存しないで
すむので、処理時間の短縮が可能となる。さらに木製り
においては、試別としての集積回路へ対するおｊ傷も少
なく、１疋来装置における波形の重なりによる検出信−
づ・の不正確さも減少できる。
（力 兄り）Ｊの効果
本発明によれば、ＡＤ忽挨器におけるサンプリングを効
率よく行うことがでキ、４炙出１８号のＳ／Ｎの同上お
よび処理時間の短縮ｒ実現することができる。
率よく行うことがでキ、４炙出１８号のＳ／Ｎの同上お
よび処理時間の短縮ｒ実現することができる。
第１図は本発明の一実施例としての電子ビーノ、装置［
Ｊ：の構成全示すフロンク回路図、第２図は第１図の装
置汽における波形図、および第３図は第１図の装置にお
ける２次電子信号の測定例とサンブリング信号の関係を
示す波形図である。 １・・・制御装置、２・・・メモリ、４・・・ストロボ
８ＥＭ、５・・・パルスビーム、６・・・試料、７・・
・２次電子、８・・・２次電子検出器、９・・・ＡＤ笈
換器、１０・・・ティＬ／−ユニット、１１・・・平均
処理回路、１２・・・分Ｆｉ［ｉ、１ ａ・・・フレー
ムメモリ、１４・・・ファンクシ５ンジーネレータ、１
５・・・連動スイッチ、１Ｇ・・・タイミング決定回路
、１７・・・′電子ビーム光宇鋭筒、１８・・・試料室
。 第２図 第３図
Ｊ：の構成全示すフロンク回路図、第２図は第１図の装
置汽における波形図、および第３図は第１図の装置にお
ける２次電子信号の測定例とサンブリング信号の関係を
示す波形図である。 １・・・制御装置、２・・・メモリ、４・・・ストロボ
８ＥＭ、５・・・パルスビーム、６・・・試料、７・・
・２次電子、８・・・２次電子検出器、９・・・ＡＤ笈
換器、１０・・・ティＬ／−ユニット、１１・・・平均
処理回路、１２・・・分Ｆｉ［ｉ、１ ａ・・・フレー
ムメモリ、１４・・・ファンクシ５ンジーネレータ、１
５・・・連動スイッチ、１Ｇ・・・タイミング決定回路
、１７・・・′電子ビーム光宇鋭筒、１８・・・試料室
。 第２図 第３図
Claims (1)
- 電子ビーム光学鏡筒および被解析試料全搭載可能な試料
室ケ廟するストロボ技術を用いた電子ビーム装置におい
て、２次１１子信号全ティジタル信号化するアナログ−
ディジタル変換器、該ティジタル’Ｉｎ ８”ｆ：加算
平均する平均処理回路、最適効率で２次電子信号をサン
プリングするためのタイミング決定回路、該ストロボ電
子ビーム装置からパルスビーム発射時に出力されるスト
ローブ＠号音遅延式せるティレーユニ７ト、および該ス
トロボ電子と一一ユニｙトにそれぞれ制御ラーる制御装
置を設け、該ストロボ電子ビーム装置のパルス幅および
位相が指冗芒れた時に、該ストロボ電子ビーム装置かう
発射されたパルスビームに対して、該パルスビームによ
り被解析試料から発生する２次電子信号の最大値が得ら
れるまでの遅延時間を該タイミング決定回路を用いて決
定し、該ストローブ信号ケ該遅延時間たけ該ディレーユ
ニット全用いて遅延させ、該遅延されたストローブ信号
全サンプリング信号として用いて該アナログ−ディジタ
ル変換器會制御し、該アナログ−ディジタル変換器によ
り変換されたディジタル化きれた２次電子信号の複数個
を該平均処理回路を用いて加算平均することを特徴とす
る電子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2861683A JPS59154733A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 電子ビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2861683A JPS59154733A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 電子ビ−ム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154733A true JPS59154733A (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=12253482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2861683A Pending JPS59154733A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 電子ビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154733A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289170A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡の画像補正装置 |
| JPS62254350A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-11-06 | Kumagai Nobuaki | 走査電子顕微鏡 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57197739A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-04 | Toshiba Corp | Stroboscanning electron microscope |
-
1983
- 1983-02-24 JP JP2861683A patent/JPS59154733A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57197739A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-04 | Toshiba Corp | Stroboscanning electron microscope |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289170A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡の画像補正装置 |
| JPS62254350A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-11-06 | Kumagai Nobuaki | 走査電子顕微鏡 |
| JPH0528465B2 (ja) * | 1986-04-03 | 1993-04-26 | Oosaka Daigakucho |
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