JPS59220940A - 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 - Google Patents
電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法Info
- Publication number
- JPS59220940A JPS59220940A JP58096029A JP9602983A JPS59220940A JP S59220940 A JPS59220940 A JP S59220940A JP 58096029 A JP58096029 A JP 58096029A JP 9602983 A JP9602983 A JP 9602983A JP S59220940 A JPS59220940 A JP S59220940A
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- phase
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は電子ビームテスタにおける電子ビームによる半
導体装置の内部動作電圧波形の測定方法に関する。
導体装置の内部動作電圧波形の測定方法に関する。
電子ビームテスタは、細く絞った電子ビームをプローブ
内部動作波形を非接触でｉｌｌ定することができる。
Ｌ．Ｓ工や超ＬＳＩでは数ＭＨｚで動作した場合の内部
動作電圧波形を求める必要があるが、その場合には数＋
１秒以下のきわめて短めパルスビームを発生させ、その
発生を回路動作と同期させてＬＳＩに照射することによ
り、サンプリングの原理を用いてＬＳＩ内部の動作波形
を測定することができる。
動作電圧波形を求める必要があるが、その場合には数＋
１秒以下のきわめて短めパルスビームを発生させ、その
発生を回路動作と同期させてＬＳＩに照射することによ
り、サンプリングの原理を用いてＬＳＩ内部の動作波形
を測定することができる。
サンプリングの原理による電子ビームテスタにおける測
定原理を第１図を用すて説明する。
定原理を第１図を用すて説明する。
第１図（ａｌに示すような一定のＨｐ返し周期Ｔの内部
動作電圧波形１を測定する場合につ込て説明する。まず
周期Ｔのφ。に同期してパルスビームを照射する。この
パルスビームのパルス幅は測定しようとする時間分解能
によって規定される。例えば、時間分解能全ｉｎｓで測
定したいときにはパルスビーム幅は１ｎθ以下でなけれ
ばならな因。
動作電圧波形１を測定する場合につ込て説明する。まず
周期Ｔのφ。に同期してパルスビームを照射する。この
パルスビームのパルス幅は測定しようとする時間分解能
によって規定される。例えば、時間分解能全ｉｎｓで測
定したいときにはパルスビーム幅は１ｎθ以下でなけれ
ばならな因。
コノパルスビーム照射により検出される２次電子の信号
値は位相ステップφ。における内部動作電圧を示してい
るが、非常にパルスビーム幅がせまいのでひとつのパル
スビームで正確な内部動作電圧を得ることは難しいので
、同じ位相ステップφ。で繰シ返しパルスビームを照射
して飛び出す２次電子を測定する。同じ位相ステップで
何回繰り返すかは、２次電子の測定条件や検出器の周波
数応答特性によシ異なるが、一般に１０８回程鹿の繰シ
返し照射が必要である。
値は位相ステップφ。における内部動作電圧を示してい
るが、非常にパルスビーム幅がせまいのでひとつのパル
スビームで正確な内部動作電圧を得ることは難しいので
、同じ位相ステップφ。で繰シ返しパルスビームを照射
して飛び出す２次電子を測定する。同じ位相ステップで
何回繰り返すかは、２次電子の測定条件や検出器の周波
数応答特性によシ異なるが、一般に１０８回程鹿の繰シ
返し照射が必要である。
位相ステップφ。で１０８回程変操９返して動作電圧が
測定されると、パルスビームを照射する位相をずらして
位相ステップφ１に同期するようにして１０ 変操度
繰シ返して位相ステップφ１に対応する動作電圧を測定
する。以下同様にしてパルスビーム照射の位相をφ２．
φ３．・・・φ１．φｊ。
測定されると、パルスビームを照射する位相をずらして
位相ステップφ１に同期するようにして１０ 変操度
繰シ返して位相ステップφ１に対応する動作電圧を測定
する。以下同様にしてパルスビーム照射の位相をφ２．
φ３．・・・φ１．φｊ。
・・・φＮ−１と変化させて測定する。各位相ステップ
によシ得られた内部動作電圧を順番にプロットしていく
と第１図（８、）に示すように内部動作電圧波形の測定
波形を求めることができる。
によシ得られた内部動作電圧を順番にプロットしていく
と第１図（８、）に示すように内部動作電圧波形の測定
波形を求めることができる。
また、２次電子放出による信号は一般にｓ ／ ｙ比が
よくないため、以上の測定を数回から１０回さらに繰シ
返して求めた内部動作電圧を加算平均処理して内部動作
電圧波形を求めてしる。このように内部動作電圧波形を
測定するために６：（ｌｙ’−１０）ｘｎＰｘＮ回の照
射を必要とし、（５〜１０）Ｘ１０８ＸＮ×Ｔという長
い測定時間を必要とする。さらにマイクロプロセッサな
どの演算用ＬＳＩでは繰シ返す周期Ｔも長くなシそれだ
け測定時間がさらに必要とされる。例えば複雑なＬＳＩ
では周期Ｔが数ｍ８のものかあシこのような場合には数
１０分以上の測定時間が必要である。
よくないため、以上の測定を数回から１０回さらに繰シ
返して求めた内部動作電圧を加算平均処理して内部動作
電圧波形を求めてしる。このように内部動作電圧波形を
測定するために６：（ｌｙ’−１０）ｘｎＰｘＮ回の照
射を必要とし、（５〜１０）Ｘ１０８ＸＮ×Ｔという長
い測定時間を必要とする。さらにマイクロプロセッサな
どの演算用ＬＳＩでは繰シ返す周期Ｔも長くなシそれだ
け測定時間がさらに必要とされる。例えば複雑なＬＳＩ
では周期Ｔが数ｍ８のものかあシこのような場合には数
１０分以上の測定時間が必要である。
このような長時間にわたって測定していると、２次電子
検出器の特性変動や検出回路のオフセット電圧の変化や
外乱の影響等によシ測定波形に歪みが生ずる。例えば第
２図に示すようにベースライン４が変動すると測定波形
５にも影響が出てしまう。このような波形歪みは通常の
信号処理方法である加算平均や平滑化処理しても有効に
除去することができず問題となっていた。
検出器の特性変動や検出回路のオフセット電圧の変化や
外乱の影響等によシ測定波形に歪みが生ずる。例えば第
２図に示すようにベースライン４が変動すると測定波形
５にも影響が出てしまう。このような波形歪みは通常の
信号処理方法である加算平均や平滑化処理しても有効に
除去することができず問題となっていた。
本発明は上記卑情を考慮してなさｎたもので、長い周期
で発生する外乱に影響されることなく半導体装置の内部
動作波形を正しく測定することがテキる、電子ビームテ
スタにおける半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
を提供することを目的とする。
で発生する外乱に影響されることなく半導体装置の内部
動作波形を正しく測定することがテキる、電子ビームテ
スタにおける半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明による半導体装置の内
部動作電圧波形の測定方法は、位相ステップをその位相
の大きさとは無関係にランダムに選択し、この選択され
た順序により半導体装置の内部動作電圧全測定し、この
ランダムな測定順序で測定された複数の内部電圧を対応
する位相ステップの位相の大きさ順に配列し直して内部
動作電圧波形を求めることを特徴とする。
部動作電圧波形の測定方法は、位相ステップをその位相
の大きさとは無関係にランダムに選択し、この選択され
た順序により半導体装置の内部動作電圧全測定し、この
ランダムな測定順序で測定された複数の内部電圧を対応
する位相ステップの位相の大きさ順に配列し直して内部
動作電圧波形を求めることを特徴とする。
本発明による半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法
を第８図（’Ｌ （ｂｌ、 （ｅｌｋ用いて説明する。
を第８図（’Ｌ （ｂｌ、 （ｅｌｋ用いて説明する。
例えば第８図（ａ）で示すように波形５１全位相がＯｎ
ｓから４９９ｎｓまでＩｎｓステップで５００点につめ
て測定する場合はついて考える。測定順序を従来のよう
にＯｎｓ、 ｉｎｓ、 −４９８ｎｓ、 ４９９ｎｓ
と位相の小さい順から定めることなく全くランダムにす
る。ランダムな測定順序は、例えは乱数によシ定めるこ
とができる。第８図（ａ）の場合は最初に位相φが１０
８ｎ日で内部動作電圧を測定している。以下ランダムな
測定順序で測定し、各位相で測定するたびに第８図（ｃ
ｌに示すように測定点をプロットしていけば内部動作電
圧波形５５を求めることができる。
ｓから４９９ｎｓまでＩｎｓステップで５００点につめ
て測定する場合はついて考える。測定順序を従来のよう
にＯｎｓ、 ｉｎｓ、 −４９８ｎｓ、 ４９９ｎｓ
と位相の小さい順から定めることなく全くランダムにす
る。ランダムな測定順序は、例えは乱数によシ定めるこ
とができる。第８図（ａ）の場合は最初に位相φが１０
８ｎ日で内部動作電圧を測定している。以下ランダムな
測定順序で測定し、各位相で測定するたびに第８図（ｃ
ｌに示すように測定点をプロットしていけば内部動作電
圧波形５５を求めることができる。
もし何らかの外乱により第２図に示すようにベースライ
ンが変動しても、測定順序がランダムであるから、その
外乱による測定値のずれは第８図（ｃｌに５６で示すよ
うなランダムノイズとなる。したがって測定された動作
電圧波形５５を平滑化すればこのようなランダムノイズ
を除去することができ、歪みのなめ動作電圧波形を得る
ことができる。
ンが変動しても、測定順序がランダムであるから、その
外乱による測定値のずれは第８図（ｃｌに５６で示すよ
うなランダムノイズとなる。したがって測定された動作
電圧波形５５を平滑化すればこのようなランダムノイズ
を除去することができ、歪みのなめ動作電圧波形を得る
ことができる。
本発明による測定方法全実行するためには釉々の構成が
可能であるが、第４図（ａｌ、 （ｂｌに一具体例であ
る電子ビームテスタの移相Ｈ１Ｊ御装置を示す。
可能であるが、第４図（ａｌ、 （ｂｌに一具体例であ
る電子ビームテスタの移相Ｈ１Ｊ御装置を示す。
基準２０ツク発生器３１は全システムの基準クロック全
発生する回路で被測定ＬＳＩの繰シ返し動作の１周期ご
とに同期信号を発生している。照射回数設定カウンタ３
２は１位相ステップにおけるパルスビームの照射回数Ｈ
ｆ設定するためのものである。Ｎ発のパルスビームを照
射することにより１つの位相ステップに卦ける電圧値を
１回測定する。
発生する回路で被測定ＬＳＩの繰シ返し動作の１周期ご
とに同期信号を発生している。照射回数設定カウンタ３
２は１位相ステップにおけるパルスビームの照射回数Ｈ
ｆ設定するためのものである。Ｎ発のパルスビームを照
射することにより１つの位相ステップに卦ける電圧値を
１回測定する。
積算回数設定カウンタ３３は積算回数Ｍを設定するため
のものである。Ｍ回の加算平均処理全行なうことにより
Ｓ ／ Ｎ比の改善を図ることができる。
のものである。Ｍ回の加算平均処理全行なうことにより
Ｓ ／ Ｎ比の改善を図ることができる。
従って１位相ステップにおけるパルスビームの照射回数
はＭＸＮ回となる。具体的にはＭは１０回、Ｎは１０８
回程変操ある。この積算回数設定カウンタ３３は１位相
ステップが終了した時点で１発の制御パルスを発生し、
次の位相ステップの電圧測定にうつる。
はＭＸＮ回となる。具体的にはＭは１０回、Ｎは１０８
回程変操ある。この積算回数設定カウンタ３３は１位相
ステップが終了した時点で１発の制御パルスを発生し、
次の位相ステップの電圧測定にうつる。
乱数発生器３５はこの制御パルスを受けて乱数を発生す
る。発生する乱数は、測定しようとする波形の測定範囲
により、その範囲を定めておく。
る。発生する乱数は、測定しようとする波形の測定範囲
により、その範囲を定めておく。
ディレィ回路３８、ディレィ制御回路３７はマルチプレ
クサ全周いて遅延線をきりかえる移相器によって構成さ
れている。その構成は第４ＬＩ（ｂｌに示すように、マ
ルチプレクサ４３と遅延線４４とからなる。
クサ全周いて遅延線をきりかえる移相器によって構成さ
れている。その構成は第４ＬＩ（ｂｌに示すように、マ
ルチプレクサ４３と遅延線４４とからなる。
マルチプレクサ４３はδトローグ入力ＥがＬレベルにな
ったとき、セレクト人力Ａ、Ｂ、Ｏに適当な２値信号を
加えることによりＸ。−Ｘ７の入力端のうち任意のひと
つ’６ｚに出力することができる機能１有している。従
って各入力端子に遅延線４４を接続し、入力端ｘＯ＋
ｘＩ・・・Ｘｑ ｔセレクト入力Ａ、Ｂ、Ｏの２値信号
によシ出力信号ｚを切シ換えてｂけば、各入力端Ｘ。＋
Ｘｌ ・・・Ｘ７に接続された遅延楚分の信号遅延を得
ることができる。
ったとき、セレクト人力Ａ、Ｂ、Ｏに適当な２値信号を
加えることによりＸ。−Ｘ７の入力端のうち任意のひと
つ’６ｚに出力することができる機能１有している。従
って各入力端子に遅延線４４を接続し、入力端ｘＯ＋
ｘＩ・・・Ｘｑ ｔセレクト入力Ａ、Ｂ、Ｏの２値信号
によシ出力信号ｚを切シ換えてｂけば、各入力端Ｘ。＋
Ｘｌ ・・・Ｘ７に接続された遅延楚分の信号遅延を得
ることができる。
この結果得られた遅延信号に基づいてドライバ３９とド
ライバ４０によシミ子ビームをチョッピングすることに
よりパルスビームの信号に変換される。
ライバ４０によシミ子ビームをチョッピングすることに
よりパルスビームの信号に変換される。
乱数発生器３５から発生した２値信号３６は、アドレス
セレクタ４１によりアドレス信号に変換された後測定結
果を記憶するだめの波形メモリ４２の所定位置に記憶さ
れる。例えば位相ステップφ、□での測定結果はアドレ
スＨ□に記１．はされる。この結果、測定操作における
位相ステップの設定がランダムであっても％ １ｌｌｌ
ｌ定が完了した時点では全動作電圧波形を知ることがで
きる。
セレクタ４１によりアドレス信号に変換された後測定結
果を記憶するだめの波形メモリ４２の所定位置に記憶さ
れる。例えば位相ステップφ、□での測定結果はアドレ
スＨ□に記１．はされる。この結果、測定操作における
位相ステップの設定がランダムであっても％ １ｌｌｌ
ｌ定が完了した時点では全動作電圧波形を知ることがで
きる。
このようにしてこの電子ビームテスタの移相制御装置に
より本発明による測定方法が芙現できる。
より本発明による測定方法が芙現できる。
以上の通り、本発明によれば外乱によシ測足値がずれて
も、それ全ランダムノイズとして波形の平滑化処理によ
シ除去することができ、外乱に影響されることなく半導
体装置の内部動作電圧波形を測定することができる。
も、それ全ランダムノイズとして波形の平滑化処理によ
シ除去することができ、外乱に影響されることなく半導
体装置の内部動作電圧波形を測定することができる。
第１図（ａｔ、 （ｂｌ、忙）はそれぞれ従来の電子ビ
ームによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法の
説明図、第２図は同測定方法による内部動作電圧波形の
測足例金示すグラフ、第３図（ａｌ、 （ｂｌ、 （ｃ
ｌはそれぞれ本発明の電子ビームによる半導体装置の内
部動作電圧波形の測定方法の説明図、第４図（ａｔ、
（ｂｌはそれぞれ同測定方法を実施するための電子ビー
ムテスタの移相制御装置のブロック図である。 １・・・内部動作電圧波形、２・・・パルスビーム、３
゜５・・・内部動作電圧波形の１ｌｌｌｌ定波形、４・
・・ベースライン、３１・・・基準クロック発生器、３
２・・・照射回数設定カウンタ、３３・・・積算回数設
定カウンタ、３５・・・乱数発生器、３７・・・ディレ
ィ制御回路、３８・・・ティレイ回路、３９．４０・・
・ドライバ。 出願人代理人 猪 股 清
ームによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法の
説明図、第２図は同測定方法による内部動作電圧波形の
測足例金示すグラフ、第３図（ａｌ、 （ｂｌ、 （ｃ
ｌはそれぞれ本発明の電子ビームによる半導体装置の内
部動作電圧波形の測定方法の説明図、第４図（ａｔ、
（ｂｌはそれぞれ同測定方法を実施するための電子ビー
ムテスタの移相制御装置のブロック図である。 １・・・内部動作電圧波形、２・・・パルスビーム、３
゜５・・・内部動作電圧波形の１ｌｌｌｌ定波形、４・
・・ベースライン、３１・・・基準クロック発生器、３
２・・・照射回数設定カウンタ、３３・・・積算回数設
定カウンタ、３５・・・乱数発生器、３７・・・ディレ
ィ制御回路、３８・・・ティレイ回路、３９．４０・・
・ドライバ。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 半導体装置を一定周期で繰り返し動作させ、前記一定周
期内を所定の時間間隔によシ分割して複数の位相ステッ
プを定め、前記“位相ステップの位相に同期し、パルス
状の電子ビーム會繰シ返し所定回数照射し、これらパル
ス状の電子ビームによる前記半導体装置からの２次電子
信号を検出することによシ前記位相ステップにおける前
記半導体装置の内部動作電圧から、前記半導体装置の内
部動作電圧波形を求める、電子ビームによる半導体装置
の内部動作電圧波形の測定方法においそ、前記値数の位
相ステップをその位相の大きさとは無関係にランダムに
選択し、この選択さｎた順序によシ前記半導体装置の内
部動作電圧を測定し、このランダムな順序で測定された
複数の内部動作電圧を、対応する位相ステップの位相の
大きさの順序に配列し直して内部動作電圧波形を求める
ことを特徴とする、電子ビームによる半導体装置の内部
動作電圧波形の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096029A JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096029A JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220940A true JPS59220940A (ja) | 1984-12-12 |
| JPH0576772B2 JPH0576772B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=14153971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58096029A Granted JPS59220940A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 電子ビ−ムによる半導体装置の内部動作電圧波形の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220940A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239556A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | ストロボ方式の電位波形測定装置 |
| US5506162A (en) * | 1988-04-22 | 1996-04-09 | Fujitsu Limited | Method of producing a semiconductor integrated circuit device using a master slice approach |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134570A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-19 | Siemens Ag | Method of and device for measuring nonncontact potential elapse in electronic part |
| JPS5871540A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-28 | イーツエーテー、インテグレイテツド、サーキツト、テスチング、ゲゼルシヤフト、フユア、ハルプライタープリユーフテヒニク、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | 電子線測定法による電位決定のための走査方法 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58096029A patent/JPS59220940A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134570A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-19 | Siemens Ag | Method of and device for measuring nonncontact potential elapse in electronic part |
| JPS5871540A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-28 | イーツエーテー、インテグレイテツド、サーキツト、テスチング、ゲゼルシヤフト、フユア、ハルプライタープリユーフテヒニク、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | 電子線測定法による電位決定のための走査方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239556A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | ストロボ方式の電位波形測定装置 |
| US5506162A (en) * | 1988-04-22 | 1996-04-09 | Fujitsu Limited | Method of producing a semiconductor integrated circuit device using a master slice approach |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576772B2 (ja) | 1993-10-25 |
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