JPS59177846A - 電子ビ−ム装置 - Google Patents
電子ビ−ム装置Info
- Publication number
- JPS59177846A JPS59177846A JP58050348A JP5034883A JPS59177846A JP S59177846 A JPS59177846 A JP S59177846A JP 58050348 A JP58050348 A JP 58050348A JP 5034883 A JP5034883 A JP 5034883A JP S59177846 A JPS59177846 A JP S59177846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- electron beam
- signal
- wiring
- image
- Prior art date
- 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
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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)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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
本発明は集積回路等の診断を行うパルス北軍、子ビーム
を用いるストロボ電子ビーム装置に関す名。
を用いるストロボ電子ビーム装置に関す名。
（２）技術の背景
ますます高密度化、高速化する集積回路の診断法として
、ストロボ化電子ビームプローブによる診断が注目を集
めている。被検集積回路を周期的に動作させ、これと同
期してパルス化した〜′電子ビーム集積回路上で走査す
ると放φされる２次錫子信号によシ、パルス化電子ビー
ムを照射した位相における集渭回路の表面配線の電位分
布の像（電位分布像）が得られる。またパルス化電子ビ
ーム照射点を固定して照射位相を変化させれば、その配
線の電位波形を測定できる。このような機能を持つスト
ロボ化電子ビーム装置は集積回路の新しい診断ツールと
して有望視されており、研究が進められている。
、ストロボ化電子ビームプローブによる診断が注目を集
めている。被検集積回路を周期的に動作させ、これと同
期してパルス化した〜′電子ビーム集積回路上で走査す
ると放φされる２次錫子信号によシ、パルス化電子ビー
ムを照射した位相における集渭回路の表面配線の電位分
布の像（電位分布像）が得られる。またパルス化電子ビ
ーム照射点を固定して照射位相を変化させれば、その配
線の電位波形を測定できる。このような機能を持つスト
ロボ化電子ビーム装置は集積回路の新しい診断ツールと
して有望視されており、研究が進められている。
（３）従来技術と問題点
上述のような電子ビーム装置において、従来はパルス化
電子ビーム照射によって得られる２次霜。
電子ビーム照射によって得られる２次霜。
子信号をそのままアナログ−ディジクル変換して集積回
路表面の電位分布像を得ていた。これによると、原ｙ）
）上、高電位にある配線と絶縁物力りら得られる２次電
子信号は強度が低いため、低電位の配線ノリーンのみが
明るく観察され、高電位にある配線と絶縁物の像は共に
暗く観測されその区別が難しいという問題点があシ、集
積回路の診断に支障を来していた。
路表面の電位分布像を得ていた。これによると、原ｙ）
）上、高電位にある配線と絶縁物力りら得られる２次電
子信号は強度が低いため、低電位の配線ノリーンのみが
明るく観察され、高電位にある配線と絶縁物の像は共に
暗く観測されその区別が難しいという問題点があシ、集
積回路の診断に支障を来していた。
（４）発明の目的
本発明の目的は、前述の従来形の装置における問題点に
かんがみ、パルス化電子ビームが照射された時、配線と
絶縁物において発生する熱波に強弱の差があることを利
用して、配線／ぐターンと絶縁物の分布の２値化像を求
め、これを２次電子信号による電位分布像と組合せると
いう構想に基づき、高電位の配線ノリーン、低電位の配
線のノＲターンおよび絶縁物の三者を区別して表示する
ことにある。
かんがみ、パルス化電子ビームが照射された時、配線と
絶縁物において発生する熱波に強弱の差があることを利
用して、配線／ぐターンと絶縁物の分布の２値化像を求
め、これを２次電子信号による電位分布像と組合せると
いう構想に基づき、高電位の配線ノリーン、低電位の配
線のノＲターンおよび絶縁物の三者を区別して表示する
ことにある。
（５）発明の構成
本発明においては、電子ビーム光学鏡筒、ストロボ装置
、被検査対象の集積回路を搭、載して移動可能な試料ス
テー六該集積回路の１駆動回路、該駆動回路へ供給する
入力信号データ列を記憶する記憶装置、および前記電子
ビーム光学鏡筒、ストロボ装置、駆動回路および記憶装
置を制御する制御装置で構成される電子ビーム装置にお
いて、２次電子信号から２値化した電位分布像データを
求める手段、パルス化された電子ビームの照射によって
前記集積回路表面に誘起される熱波を検出する手段、該
検出された熱波の信号から該集積回路表面の配線と絶縁
物の分布の２値化像データを求める手段、および前記２
つの２値化像データから配線の電位の高低および絶縁物
の分布に対応する３値化像データを求める手段、を設け
たことを船徴とする電子ビーム装置が提供される。
、被検査対象の集積回路を搭、載して移動可能な試料ス
テー六該集積回路の１駆動回路、該駆動回路へ供給する
入力信号データ列を記憶する記憶装置、および前記電子
ビーム光学鏡筒、ストロボ装置、駆動回路および記憶装
置を制御する制御装置で構成される電子ビーム装置にお
いて、２次電子信号から２値化した電位分布像データを
求める手段、パルス化された電子ビームの照射によって
前記集積回路表面に誘起される熱波を検出する手段、該
検出された熱波の信号から該集積回路表面の配線と絶縁
物の分布の２値化像データを求める手段、および前記２
つの２値化像データから配線の電位の高低および絶縁物
の分布に対応する３値化像データを求める手段、を設け
たことを船徴とする電子ビーム装置が提供される。
（６）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ブロック回
路図が第１図に示される。本装置は電子ビーム光学鏡筒
１９、ストロボ装ｒ鈑としての機能を与える位相制御回
路３および偏向器駆動回路４、試料ステージ２０、集積
回路（ＬＳＩ）駆動回路２、制御装置として記憶装置２
１を含む制御系１５、フレーム走査制御回路７、走査コ
イル駆動回路８、超音波検出器９、熱波信号増幅器１０
、サンプリング回路１１，２２．２次電子検出器１３、
画像処理回路１２、および表示装置１４を具備する。
路図が第１図に示される。本装置は電子ビーム光学鏡筒
１９、ストロボ装ｒ鈑としての機能を与える位相制御回
路３および偏向器駆動回路４、試料ステージ２０、集積
回路（ＬＳＩ）駆動回路２、制御装置として記憶装置２
１を含む制御系１５、フレーム走査制御回路７、走査コ
イル駆動回路８、超音波検出器９、熱波信号増幅器１０
、サンプリング回路１１，２２．２次電子検出器１３、
画像処理回路１２、および表示装置１４を具備する。
電子ビーム光学鏡筒１９には偏向器５、走査コイル１６
、電子銃１７、および電子レンズ１８が含まれる。
、電子銃１７、および電子レンズ１８が含まれる。
被検ＬＳＩＩはＬＳＩ駆動回路２によシ記憶装置２１か
らの入力信号データに応じて周期的に駆動される。電子
銃１７から放出され電子レンズ１８で集束された電子ビ
ームは、ストロボ装置（位相制御回路３、偏向器駆動回
路４および偏向器５）によってＬＳＩ’ｌに同期してｉ
４ルス化され、パルス化電子ビーム６としてＬＳＩＩに
照射され、その際放出される２次電子が２次電子検出器
１３によっテ検出すレる。ノやルス化電子ビーム６はフ
レーム走査制御系（フレーム走査制御回路７および走査
コイル駆動回路８）によってＬＳＩ上を走査される。
らの入力信号データに応じて周期的に駆動される。電子
銃１７から放出され電子レンズ１８で集束された電子ビ
ームは、ストロボ装置（位相制御回路３、偏向器駆動回
路４および偏向器５）によってＬＳＩ’ｌに同期してｉ
４ルス化され、パルス化電子ビーム６としてＬＳＩＩに
照射され、その際放出される２次電子が２次電子検出器
１３によっテ検出すレる。ノやルス化電子ビーム６はフ
レーム走査制御系（フレーム走査制御回路７および走査
コイル駆動回路８）によってＬＳＩ上を走査される。
パルス化電子ビーム６をＬＳＩ上で走査して得られる２
次電子信号は画像処理回路１２の２値化回路で２値化さ
れ画像メモリに収納される。
次電子信号は画像処理回路１２の２値化回路で２値化さ
れ画像メモリに収納される。
ＬＳＩ表面にパルス化電子ビームを照射すると熱波が励
起され。熱波の励起は超音波を媒体にして超音波検出器
９に伝えられ電圧に変換される。この熱波信号をサンプ
リング回路工１によって適当なサンプリング位相で取込
めば、 ＬＳＩ表面の熱波の強度が検知される。第２図
にはパルス化電子ビームが照射され、熱波が励起され、
超音波として伝えられる様子が示される。第２図（１）
はノＲルス化電子ビーム６がアルミニウム（Ａ））配線
３１に照射された場合であシ、第２図（２）はノぐルス
化電子ビーム６が絶縁膜３２に照射された場合である。
起され。熱波の励起は超音波を媒体にして超音波検出器
９に伝えられ電圧に変換される。この熱波信号をサンプ
リング回路工１によって適当なサンプリング位相で取込
めば、 ＬＳＩ表面の熱波の強度が検知される。第２図
にはパルス化電子ビームが照射され、熱波が励起され、
超音波として伝えられる様子が示される。第２図（１）
はノＲルス化電子ビーム６がアルミニウム（Ａ））配線
３１に照射された場合であシ、第２図（２）はノぐルス
化電子ビーム６が絶縁膜３２に照射された場合である。
パルス化電子ビーム６がＡＡ配線３１に照射されると強
い熱波３４（実線による同心円の一部として表示）が励
起され超音波３５を媒体にして検出器９で検出される。
い熱波３４（実線による同心円の一部として表示）が励
起され超音波３５を媒体にして検出器９で検出される。
パルス化電子ビーム６が絶縁膜３２に照射された場合は
弱い熱波３６（破線によシ表示）が励起され同様に超音
波検出器９で検出される。
弱い熱波３６（破線によシ表示）が励起され同様に超音
波検出器９で検出される。
このように、ＬＳＩ表面に励起される熱波の強度はＬＳ
Ｉ表面の材質（ＡＩ配線と絶縁物）によって異なるため
、パルス化電子ビーム６’ｚＬＳＩ上で走査して得られ
る熱波信号を画像処理回路１２の２値化回路で２値化す
るととＫよって、ＬＳＩ表面の配線・ぐターンと絶縁物
の分布に対応する画像が得られ、画像メモリに収納され
る。
Ｉ表面の材質（ＡＩ配線と絶縁物）によって異なるため
、パルス化電子ビーム６’ｚＬＳＩ上で走査して得られ
る熱波信号を画像処理回路１２の２値化回路で２値化す
るととＫよって、ＬＳＩ表面の配線・ぐターンと絶縁物
の分布に対応する画像が得られ、画像メモリに収納され
る。
第３図には、画像処理回路１２の構成と処理逆程の一例
が示される。まず熱波信号に対応する石、圧信号は熱波
信号増幅器１０で増幅されサンプリング回路１１を介し
て画像処理回路１２の２（６化回路１２３に供給される
。２値化された信号は２値化画像メモリ１２４に格納さ
れる。２値化画像メモリ１２４において「１」は配線パ
ターンを、「０」は絶縁物を示す。一方２次電子検出器
工３からの２次電子信号に対応する電圧信号はサンプリ
ング回路２２金介して２値化回路１２１に供給され２，
２値化された電位分布像として２値化画像メモリ１２２
に格納される。２値化画像メモリ１２１において「１」
は低を位の配線・やターンを、「０」は高電位の配線）
ｆターンまたは絶縁物を示す。上述の２つの２値化画像
データ、すなわち２値化画像メモリ１２２の出力（出力
１）および２値化画像メモリ１２４の出力（出力２）は
１ビツトずつ排他的論理和が排他的論理和ダート１２５
によって求められ、その上位に出力１の信号を１ビット
加えることによって３値化されて３値画像メモリ１２６
（１画素２ビツトのメモリ）に収納される。第４図は被
照射対象と出力１、出力２、出力３（排他的論理和ダー
ト１２５の出力）、および３値化出力の間の関係を駅、
明する図でちる。
が示される。まず熱波信号に対応する石、圧信号は熱波
信号増幅器１０で増幅されサンプリング回路１１を介し
て画像処理回路１２の２（６化回路１２３に供給される
。２値化された信号は２値化画像メモリ１２４に格納さ
れる。２値化画像メモリ１２４において「１」は配線パ
ターンを、「０」は絶縁物を示す。一方２次電子検出器
工３からの２次電子信号に対応する電圧信号はサンプリ
ング回路２２金介して２値化回路１２１に供給され２，
２値化された電位分布像として２値化画像メモリ１２２
に格納される。２値化画像メモリ１２１において「１」
は低を位の配線・やターンを、「０」は高電位の配線）
ｆターンまたは絶縁物を示す。上述の２つの２値化画像
データ、すなわち２値化画像メモリ１２２の出力（出力
１）および２値化画像メモリ１２４の出力（出力２）は
１ビツトずつ排他的論理和が排他的論理和ダート１２５
によって求められ、その上位に出力１の信号を１ビット
加えることによって３値化されて３値画像メモリ１２６
（１画素２ビツトのメモリ）に収納される。第４図は被
照射対象と出力１、出力２、出力３（排他的論理和ダー
ト１２５の出力）、および３値化出力の間の関係を駅、
明する図でちる。
３値化出力「００」、「０１」、「１０」はそ五ぞれ絶
縁物、高電位の配線、低電位の配線に対応する。
縁物、高電位の配線、低電位の配線に対応する。
表示装置１４は上述の２ビツトの３値化データ「００」
、「０１」、「１０」をそれぞれ例えば黒、青、赤の色
で表示することによＪ）ＬＳＩ表面の３値化像を表示す
る。同一視野に対しては、−産熱波信号の２値化像を収
納してしまえば、埋置に取得される電位分布像は同様の
手続きによって３値化される。
、「０１」、「１０」をそれぞれ例えば黒、青、赤の色
で表示することによＪ）ＬＳＩ表面の３値化像を表示す
る。同一視野に対しては、−産熱波信号の２値化像を収
納してしまえば、埋置に取得される電位分布像は同様の
手続きによって３値化される。
制御系１５は位相制御回路３、フレーム走査制御回路７
、サンプリング回路１１，２２、および画像処理回路１
２を制御する。位相制御回路３は同期をとるため、その
出力をＬＳＩｊ駆動回路およびサンプリング回路１１．
２２へ供給する。フレーム走査制御回路７からは画像処
理回路１２へ各画像メモリの同期をとるため出力信号が
供給される。
、サンプリング回路１１，２２、および画像処理回路１
２を制御する。位相制御回路３は同期をとるため、その
出力をＬＳＩｊ駆動回路およびサンプリング回路１１．
２２へ供給する。フレーム走査制御回路７からは画像処
理回路１２へ各画像メモリの同期をとるため出力信号が
供給される。
（７）発明の効果
本発明によれば、高電位の配線の・リーン、低電位の配
線の・リーン、および絶縁物の王者を区別して表示する
ことができ、ＬＳＩの診断を容易に行うことができる。
線の・リーン、および絶縁物の王者を区別して表示する
ことができ、ＬＳＩの診断を容易に行うことができる。
第１図は本発明の一実施例としての電子ビーム装置のブ
ロック回路図、第２図はＬＳＩにおける熱波信号の伝搬
を説明する図、第３図は第１図の装置における画像処理
回路の詳細を示す図、および第４図は第３図の画像処理
回路における２値化画像メモリの出力と３値化出力の関
係を説明する図である。 １・・・被検ＬＳＩ、２・・・ＬＳＩ駆動回路、３・・
・位相制御回路、４・・・偏向器駆動回路、５・・・偏
向器、６・・・・ぞルス化電子ビーム、７・・・フレー
ム走査ｉｌｌ ｔｌｉ Ｉａｌ 路、８・・・走査コイ
ル駆動回路、９・・・超音波検出器、１０・・・熱波信
号増幅器、１１・・・サンプリング回路、１２・・・画
像処理回路、１３・・・２次電子検出器、１４・・・表
示装置、１５・・・制御系、１６・・・走査コイル、１
７・・・電子銃、１８・・・電子レンズ、１９・・・電
子ビーム光学鏡筒、２０・・・試料ステ〜ジ、２１・・
・記憶装置、２２・・・サンプリング回路、１２１・・
・２値化回路、１２２・・・２値化画像メモリ、１２３
・・・２値化回路、１２４・・・２値化画像メモリ、１
２５・・・排他的論理和ダート、１２６・・・３値画像
メモリ。 ζｂ１■ 第２０ 口〜６ ［７，６
ロック回路図、第２図はＬＳＩにおける熱波信号の伝搬
を説明する図、第３図は第１図の装置における画像処理
回路の詳細を示す図、および第４図は第３図の画像処理
回路における２値化画像メモリの出力と３値化出力の関
係を説明する図である。 １・・・被検ＬＳＩ、２・・・ＬＳＩ駆動回路、３・・
・位相制御回路、４・・・偏向器駆動回路、５・・・偏
向器、６・・・・ぞルス化電子ビーム、７・・・フレー
ム走査ｉｌｌ ｔｌｉ Ｉａｌ 路、８・・・走査コイ
ル駆動回路、９・・・超音波検出器、１０・・・熱波信
号増幅器、１１・・・サンプリング回路、１２・・・画
像処理回路、１３・・・２次電子検出器、１４・・・表
示装置、１５・・・制御系、１６・・・走査コイル、１
７・・・電子銃、１８・・・電子レンズ、１９・・・電
子ビーム光学鏡筒、２０・・・試料ステ〜ジ、２１・・
・記憶装置、２２・・・サンプリング回路、１２１・・
・２値化回路、１２２・・・２値化画像メモリ、１２３
・・・２値化回路、１２４・・・２値化画像メモリ、１
２５・・・排他的論理和ダート、１２６・・・３値画像
メモリ。 ζｂ１■ 第２０ 口〜６ ［７，６
Claims (1)
- 電子ビーム光学鏡筒、ストロボ装置、被検査対象の集積
回路を搭載して移動可能な試料ステージ、該集積回路の
駆動回路、該駆動回路へ供給する入力信号データ列を記
憶する記憶装置、および前記電子ビーム光学鏡筒、スト
ロボ装置、駆動回路および記憶装置を制御する制御装置
で構成される電子ビーム装置において、２次電子信号か
ら２値化した電位分布像データを求める手段、パルス化
された電子ビームの照射によって前記集積回路表面に誘
起される熱波を検出する手段、該検出された熱波の信号
から該集積回路表面の配線と絶縁物の分布の２値化像デ
ータを求める手段、および前記２つの２値化像データか
ら配線の電位の高低および絶縁物の分布に対応する３値
化像データを求める手段）を設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP58050348A JPS59177846A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 電子ビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58050348A JPS59177846A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 電子ビ−ム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59177846A true JPS59177846A (ja) | 1984-10-08 |
Family
ID=12856404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58050348A Pending JPS59177846A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 電子ビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59177846A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271736A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-12-02 | テクスカン・リミテツド | 表面分析の装置とその方法 |
| US6696692B1 (en) | 2000-11-06 | 2004-02-24 | Hrl Laboratories, Llc | Process control methods for use with e-beam fabrication technology |
-
1983
- 1983-03-28 JP JP58050348A patent/JPS59177846A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271736A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-12-02 | テクスカン・リミテツド | 表面分析の装置とその方法 |
| US6696692B1 (en) | 2000-11-06 | 2004-02-24 | Hrl Laboratories, Llc | Process control methods for use with e-beam fabrication technology |
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