JPS5965772A - 埋蔵された測定対象物の電圧測定装置 - Google Patents

埋蔵された測定対象物の電圧測定装置

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JPS5965772A
JPS5965772A JP58160214A JP16021483A JPS5965772A JP S5965772 A JPS5965772 A JP S5965772A JP 58160214 A JP58160214 A JP 58160214A JP 16021483 A JP16021483 A JP 16021483A JP S5965772 A JPS5965772 A JP S5965772A
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JP
Japan
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measured
voltage
particle beam
sonde
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP58160214A
Other languages
English (en)
Inventor
ユルゲン・フロ−ジエン
ミヒアエル・ポンパ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Publication of JPS5965772A publication Critical patent/JPS5965772A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/265Contactless testing
    • G01R31/2653Contactless testing using electron beams
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/305Contactless testing using electron beams

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、固形物体によって表面から空間的に隔離さ
れた測定対象物に対して粒子線ゾンデを使用して電圧を
測定する装置とこの装置を使用する測定方法に関するも
のである。
電子ビーム測定技術はこれまで集積回路の電圧分布を無
接触測定する実際的の方法として認められて来た(H,
P、Feuerbaum、”VLSI Testing
Using the Electron Probe 
11. ScanningElectron Micr
oscopY (1979)I、p285−296参照
)。この文献では上記の測定原理が集積回路表面上の測
定点に対して採用されている。
i〜かし回路の集積度の上昇に伴って多層配線が多〈実
施されるようになるため、将来は半導体チップ内に埋め
込まれた導体路の電位を測定することが必要となる。
埋め込まれた導体路に対して定量的な電圧測定を行なう
簡単で有力な方法は現在存在しない。埋め込まれた導体
路に対してポーリングを行ない、その孔を通して導体路
の電位を決定することはJ 、 Fr’os ienに
よって提案されている。しかしこの方法では困難な追加
工程が必要となる。
埋込まれた導体路の電位を導体路を覆う絶縁層の表面に
おいてこの絶縁層の偏極を利用して容量的に決定するこ
とはり、Kotormanが提案している( Scay
Lning Electron Microscopy
 (1980)IV+p、77)。しかし絶縁体の偏極
した表面はまず粒子線ゾンデで照射された絶縁体表面部
分の容量だけによって定まる極めて低負荷の電圧源であ
ると同時に絶縁体表面の電圧分布が不均一電界によって
作られたものであって、導体路の電圧分布に対応してい
ないことにより上記の方法によって求められた結果は不
精確である。
この発明は埋め込まれた測定対象の電圧測定に際して良
好な測定結果が得られる測定装置と測定方法を提供する
ことを目的とする。
この目的は特許請求の範囲第1項に特徴として挙げた構
成の装置と特許請求の範囲第5項に特徴として挙げた手
順に従う測定方法によって達成される。
図面に示しだ実施例についてこの発明を更に詳細に説明
する。
第1図は上記の文献(L、Kotormanによる)に
記載されている絶縁体表面電位の容量的測定法の原理を
示す。この場合の測定対象物は絶縁体4に埋め込まれた
導体路、即ち固形物体4によって一つの表面3がら空間
的に隔離された測定対象物2となっている。この導体路
に電圧子Uが加えられ、この電圧によって絶縁体4の双
極子分極が起る。粒子線ゾンデ1は測定対象物2の上方
にある表面部分に向けられる。この公知方法は前に述べ
たように分極した表面が極度に低負荷の電圧源であると
同時に、表面3の電圧分布が不均一電界Eによって作ら
れるもので測定対象物の電圧分布に対応していないこと
により精確な測定結果を与えない。
第2図に絶縁してとりつけられた金属測定スポットを使
用して容量的に電圧測定を行なう実施例の測定原理を示
す。測定対象物2と粒子線ゾンデの間には可動電荷を保
有する固形物体5が設けられているが、この物体は絶縁
体内に埋め込まれた測定対象物2、例えば導体路の上方
において絶縁体4の表面に設けられた金属測定スポット
である。
埋込み対象物には電圧+Uが加えられる。表面3に絶縁
して設けられた金属スポットには誘導により電荷の分離
が起り、その表面は埋込み導体路の電位十UK比例する
電位に置かれる。埋込み導体路と金属測定スポット5と
の互に対向する面積の縁部の長きがその間にある絶縁体
4の厚さに比べて大きいときは平板コンデンサに類似し
たものとなり、粒子線ゾンデに向った金属スポット5の
表面における電圧分布はほぼ一様な電界Eによって作ら
れるものであるから導体路2の表面の電圧分布にほぼ対
応する。従って粒子線ゾンデに向った金属スポット5の
表面の電位は埋込み導体路2の電位十〇に対応する。金
属スポットの粒子線ゾンデに向った表面の電位は公知の
電子ビーム測定技術によって求められる。金属スポット
5は電位測定中走査−次粒子ビーム如よって充放電され
るから、測定された電位に測定対象物2と金属スポット
5から成るコンデンサの充電曲線が重ね合わされる。こ
の副次的効果をできるだけ小畑くするだめには、まず測
定対象と金属測定スポットが構成するコンデンサの容量
を充分大きくして測定中発生する妨害電圧を充分小さく
することが必要である。これは金属スポット50面積を
太きくすることによって達成される。次に一次電子ビー
ム1のエネルギーを適当に選んで後方散乱粒子と二次粒
子の和が金属スポット5の表面に当る一次電子の総数に
等しくなるようにする。これによって金属スポット5が
充電されることなく、従って測定は無負荷で行なわれる
測定中に発生する妨害電圧を最小にする上記の二つの条
件が充分溝たされないときには、粒子線ゾンデ1の位相
変調手段を付加的に採用しなければならない。これにつ
いては前に述べたH、P。
Feuerbaumの論文に記載されているが、後で第
4図について詳細に説明する。
深く埋め込まれた対象物の電位を容量結合によって測定
するだめの金属測定スポット5,7のサンドウィッチ構
造を第3図に示す。測定対象物2は例えば埋込み導体路
であり、それに加えられた電圧十Uは絶縁して取りつけ
られた金属スポット7に電荷分離を誘起し、それによっ
てその上に絶縁して設けられた金属スポット5において
も電荷分離を誘起する。容量結合のために付加された金
属スポット7は絶縁体4と14の境界面8に設けられて
いる。例えば第三金属化面9又は更に深く埋め込まれた
金属化面の電位十Uを測定する際には、中間境界面8に
別の金属スポットを追加して測定対象物2と金属スポッ
ト5の間の容量結合を補強し測定し易くする。
測定中粒子線ゾンデ1に向った金属測定スポット表面に
発生する妨害電圧を測定結果から除外する方法を第4図
について説明する。H,P、Feuerbaumによる
位相跳躍法又は位相変調法と呼ばれている公知方法では
、測定対象物2の電圧が測定すべき電圧と一つの参照電
圧との間で切り換えられる。参照電圧は例えばOvとす
る。第4図には測定すべき電圧Vpの一つの周期が示さ
れている。
この電圧Vpの波形を走査する際粒子線ゾンデ1の位相
ψは連続的ではなく飛躍的に変化する。従って粒子線ゾ
ンデは飛躍的に上昇する位相ψの期間とψ−0の参照期
間が交替する形で金属測定スポット50表面に当る。二
次粒子信号を処理する系は飛躍的に上昇する位相期間と
参照位相期間中の電圧■Gを測定し、これらの電圧の差
を測定結果として送り出す。従って電圧V(3は粒子線
ゾンデの位相変調に基き交流会を含む。この交流会はロ
ックイン増幅器によって検出され、粒子線ゾンデの多類
の周期に亘って積分される。このような操作の結果とし
て妨害の影響を受けることなく測定すべき電圧V、に等
しい電圧vLが得られる。
測定対象物の直流電圧だけを測定する場合にも位相変調
法を採用することができる。この場合測定対象物例えば
導体路を測定中測定すべき直流電圧と0■の電圧とに交
互に切換えて接続する。これによって第4図で説明した
方法の場合と同様に混同によって生じた付加電圧Cを求
め、これを測定曲線から引き去ることができる。
粒子線ゾンデに最も近い金属測定スポット5は表面3の
下に埋め込んでもよい。この場合粒子ビ−ム讃孔によっ
て粒子線ゾンデ1に最も近い金属スポット5と粒子線ゾ
ンデが当たる表面3の部分との間に導電結合を作る。
【図面の簡単な説明】
第1図は粒子線ゾンデを絶縁体の表面に当てて容1結合
により電圧を測定する公知方法の原理を示し、第2図は
この発明による容量結合電圧測定の原理を示す。第3図
は深く埋め込まれた測定対象物の電位を容量結合するだ
めの金属測定スポットのサンドウィッチ構造を示し、第
4図は粒子線ゾンデの位相変調による電圧測定の原理を
説明する図面である。第1図乃至第3図において1:粒
子線ゾンデ、2;測定対象物、4と14:絶縁物、1と
7:金属測定スポット。 IG 1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)粒子線ゾンデ(1)を備え、別の固形物体(4)に
    よって表面(3)から隔離されている測定対象物(2)
    について電圧測定を行なう装置において、測定対象物(
    2)と粒子線ゾンデ(1)の間に可動電荷を持つ固形物
    体(517)が少くとも一つ絶縁して設けられているこ
    とを特徴とする埋蔵された測定対象物の電圧測定装置。 2)少くとも一つの絶縁層(4,14)によって表面(
    3)から隔離されている測定対象物(2)の電圧測定の
    だめ、測定対象物(2)と粒子線ゾンデ(1)の間に少
    くとも一つの金属測定スポット(5)が設けられている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 3)可動電荷を持つ固形物体(5)が粒子線ゾンデ(1
    )が当る表面(3)上に置かれていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の装置。 4)可動電荷を持つ固形物体(5)のうち粒子線ゾンデ
    (1)に最も近いものが測定中妨害電圧(C)の発生を
    阻止するのに充分な大きさであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項乃至第3項の一つに記載の装置。 5)測定対象物(2)と粒子線ゾンデ(1)の間に絶縁
    して設けられた可動電荷を持つ固形物体(5,7)の少
    くとも一つにおいて誘導による電荷の分離を起させ、こ
    の固形物体の粒子線ゾンデに隣り合った表面の電位が測
    定対象物の電位に比例するようにすることを特徴とする
    別の固形物体(4,14)によって一つの表面(3)か
    ら空間訳コ離されている測定対象物(2)の上方の表面
    (3)部分に粒子線ゾンデ(1)を当てることにより埋
    蔵された測定対象物の電圧を測定する方法。 6)埋蔵表面(3)に入射する電荷の和を表面から放出
    される電荷の和にほぼ等しくすることを特徴とする特許
    請求の範囲第5項記載の方法。 7)測定対象物(2)の電圧を測定すべき電位と参照電
    圧とに切換え接続し、それによって測定結果に対する妨
    害作用が打消されるようにすることを特徴とする特許請
    求の範囲第5項又は第6項記載の方法。
JP58160214A 1982-09-02 1983-08-31 埋蔵された測定対象物の電圧測定装置 Pending JPS5965772A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823232671 DE3232671A1 (de) 1982-09-02 1982-09-02 Anordnung und verfahren zur spannungsmessung an einem vergrabenen messobjekt
DE32326718 1982-09-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5965772A true JPS5965772A (ja) 1984-04-14

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ID=6172322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58160214A Pending JPS5965772A (ja) 1982-09-02 1983-08-31 埋蔵された測定対象物の電圧測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4577147A (ja)
EP (1) EP0104478B1 (ja)
JP (1) JPS5965772A (ja)
DE (2) DE3232671A1 (ja)

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Also Published As

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US4577147A (en) 1986-03-18
EP0104478B1 (de) 1987-06-24
DE3232671A1 (de) 1984-03-08
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