JPS6010636A - Strobe electron beam device - Google Patents

Strobe electron beam device

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Publication number
JPS6010636A
JPS6010636A JP58119047A JP11904783A JPS6010636A JP S6010636 A JPS6010636 A JP S6010636A JP 58119047 A JP58119047 A JP 58119047A JP 11904783 A JP11904783 A JP 11904783A JP S6010636 A JPS6010636 A JP S6010636A
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JP
Japan
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electron beam
pulse
clock pulse
sample
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP58119047A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Goto
後藤 善朗
Kazuyuki Ozaki
一幸 尾崎
Toshihiro Ishizuka
俊弘 石塚
Akio Ito
昭夫 伊藤
Yasuo Furukawa
古川 泰男
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6010636A publication Critical patent/JPS6010636A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable to observe the internal voltage waveform of a sample even if the time stability of a clock pulse is insufficient except an accurate delay unit by providing an arbitrary clock pulse in a repetition period of the observing time origin. CONSTITUTION:An electron optical barrel 1 emits an electron beam to the observing point of a sample 3 placed in a sample chamber 2. The production of an electron beam is controlled by a pulse driver 6. A pulse generator 7 responses to signals on lines 8-11. The counted output of a counter 20 is connected to one input of a comparator 21, and the set output of a register 22 is connected to the other input. The output of the comparator 21 is connected to a variable delay unit 23. A control counter 14 outputs a clock pulse number designation signal and a time designation signal. The output of the secondary electron detector 13 is connected through a signal processor 16 for addition-averaging it to the counter 14. An electron beam emitting timing pulse is supplied through a line 17 from the generator 7.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の技術分野 本発明はストロボ電子ビーム装置に係り、特に複数のク
ロックパルスで構成する周期内の任意のクロックパルス
を時間原点として電圧波形を観測しfηるストロボ電子
ビーム装置に関する。
Detailed Description of the Invention (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to a strobe electron beam device, and in particular, a voltage waveform is observed using an arbitrary clock pulse within a period consisting of a plurality of clock pulses as the time origin. This invention relates to a strobe electron beam device.

(ロ)技術の背景 半導体集積回路(LSI等)の診断技術として、その高
速度で繰返し動作しているLSIの所望の観測点にL 
S I繰返し動作周期と同期した電子ビームを照射して
そこから放出される、観測点電位を反映した二次電子を
検知して得られる信号を利用して高速動作LSIの内部
電圧波形を観測する技法(ストロボ法)があり、これが
有望視され、その鋭意開発が進められている。
(b) Background of the technology As a diagnostic technology for semiconductor integrated circuits (LSI, etc.), it is possible to
Observe the internal voltage waveform of a high-speed operation LSI using the signal obtained by irradiating an electron beam synchronized with the S I repetitive operation cycle and detecting the secondary electrons emitted from the electron beam that reflect the observation point potential. There is a technique (stroboscopic method) that is seen as promising and is being actively developed.

そのストロボ電子ビーム装置は、LSIの高速動作と同
期し且つ微小時間ずつずれて電子ビームを照射し得る電
子ビーム照射手段を有していなければならないが、その
電子ビーム照射手段での電子ビーム照射基準時点の設定
が固定的であることから、各種の不具合が惹起せしめら
れており、このような不具合を一掃し得る技術手段の開
発が切望されている。
The strobe electron beam device must have an electron beam irradiation means that can irradiate the electron beam in synchronization with the high-speed operation of the LSI and with minute time lags, but the electron beam irradiation standards for the electron beam irradiation means must be met. Since the time point setting is fixed, various problems are caused, and there is a strong desire for the development of technical means that can eliminate these problems.

(ハ)従来技術と問題点 従来のストロボ電子ビーム装置での電子ビーム照射のた
めの時間原点はr、sr動作周期信号とされている(第
1図参照)。このため、この時間原点から上記動作周期
内の任意の時間の観測を為さんとすると、広いグイナミ
ソクレンジで高精度の遅延を行なう遅延ユニットを不可
欠とする。又、LSI自体のクロックパルスの時間安定
性が十分でないことから、1.、SI動作周期信号を時
間原点としても必ずしも観測したい時間に電子ビームを
発射できるとはかぎらない。
(c) Prior Art and Problems The time origin for electron beam irradiation in a conventional strobe electron beam device is the r, sr operation cycle signal (see FIG. 1). Therefore, if one attempts to observe any time within the operation cycle from this time origin, a delay unit that can perform highly accurate delay over a wide range is essential. Also, since the time stability of the clock pulse of the LSI itself is not sufficient, 1. Even if the SI operation period signal is used as the time origin, it is not always possible to emit the electron beam at the desired observation time.

仁)発明の目的 本発明は」二連したような従来装置の有する欠点に鑑み
て創案されたもので、その目的は観測時間原点を動作周
期内の任意のクロックパルスに設定して試料の内部電圧
波形を観測し得るストロボ電子ビーム装置を提供するこ
とにある。
Object of the Invention The present invention was devised in view of the drawbacks of conventional devices such as dual-unit systems. An object of the present invention is to provide a strobe electron beam device capable of observing voltage waveforms.

(ホ)発明の構成 そして、この目的は電子光学鏡筒と、該電子光学鏡筒か
ら所定の動作周期で動作する試料の観測点に電子ビーム
を照射せしめる電子ビーム照射制御手段とを有するスト
ロボ電子ビーム装置において、上記試料の繰り返し周期
内のクロックパルス番号を指定する回路手段と、上記試
料の同期信号及びそのクロックパルス並びに上記クロッ
クパルス番号に応答して時間原点を示す信号を発生する
回路と、該時間原点を示す信号に応答して順次の周期内
の次のクロックパルス前までの時間内で、且つ、順次の
周期毎に所定時間ずつ増大するずれ量を有するタイミン
グで駆動パルスを上記電子ビーム照射制御手段へ供給す
る回路手段を備えて構成することによって、達成される
(E) Structure of the Invention The object of the invention is to provide a strobe electronic device having an electron optical column and an electron beam irradiation control means for irradiating an electron beam from the electron optical column to an observation point of a sample operating at a predetermined operation cycle. In a beam device, circuit means for specifying a clock pulse number within a repetition period of the sample, a circuit for generating a signal indicating a time origin in response to a synchronization signal of the sample, its clock pulse, and the clock pulse number; In response to the signal indicating the time origin, the drive pulse is applied to the electron beam within the time period before the next clock pulse in successive cycles, and at a timing having a shift amount that increases by a predetermined time in each successive cycle. This is achieved by comprising circuit means for supplying the radiation control means.

(へ)発明の実施例 以下、添付図面を参照しながら、本発明の詳細な説明す
る。
(F) Embodiments of the Invention The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図は本発明の一実施例を示す。この図において、1
は電子光学鏡筒で、これは電子ビームを試料室2内に置
かれた試料3の観測点に照射するものである。試料3は
例えば、LSIで1つ以上のクロックからなる動作周期
で動作するものであり、その周期は長周期化しつつある
FIG. 2 shows an embodiment of the invention. In this figure, 1
is an electron optical column, which irradiates an observation point of a sample 3 placed in a sample chamber 2 with an electron beam. Sample 3 is, for example, an LSI that operates with an operation cycle consisting of one or more clocks, and the cycle is becoming longer.

電子光学鏡筒1の電子ビームの発生は線4上のストロー
ブパルス(駆動パルス)及び線5上のパルス幅指定信号
を受けるパルスドライバ6の制御の下にある。
Generation of the electron beam in the electron optical column 1 is under the control of a pulse driver 6 which receives a strobe pulse (drive pulse) on line 4 and a pulse width designation signal on line 5.

線4はパルス発生器7の出力線であるが、この発生器7
は線8,9,10.11上の信号に応答して線4上にパ
ルスを発生するものであり、この回路部分が本発明の要
部を構成する。その詳細は第3図に示されている。
Line 4 is the output line of pulse generator 7;
generates a pulse on line 4 in response to signals on lines 8, 9, 10, and 11, and this circuit portion constitutes the essential part of the present invention. The details are shown in FIG.

第3図において、20はカウンタで、そのカウント入力
に線8が、そのリセット入力に線9が接続されている。
In FIG. 3, 20 is a counter, a line 8 is connected to its count input, and a line 9 is connected to its reset input.

このカウンタ20のカウント出力が比較回路21の一方
の入力へ接続されており、その他方の入力にレジスタ2
2のセント出力が接続されている。そのレジスタ22の
セント入力に線10が接続されている。比較回路21の
出力は可変遅延器23へ接続され、その出力が線4に接
続されている。可変遅延器23の遅延量決定入力に線1
1が接続されている。
The count output of this counter 20 is connected to one input of a comparison circuit 21, and the other input is connected to a register 2.
2 cent outputs are connected. Line 10 is connected to the cent input of register 22. The output of the comparison circuit 21 is connected to a variable delay device 23, the output of which is connected to line 4. Line 1 is connected to the delay amount determination input of the variable delay device 23.
1 is connected.

線8.9は夫々試料ドライバ12(第1図参照)から繰
り返し周期同期信号を送出する線とクロックパルスを送
出する線であり、線9は又線13として試料3へ接続さ
れている。又、線10.11は夫々、制御計算器14か
らクロックパルス番号指定信号を送出する線と時間指定
信号を送出する線である。
Lines 8 and 9 are a line for transmitting a repetitive periodic synchronization signal and a line for transmitting a clock pulse, respectively, from the sample driver 12 (see FIG. 1), and line 9 is also connected to the sample 3 as a line 13. Lines 10 and 11 are lines for transmitting a clock pulse number designation signal and a time designation signal from the control calculator 14, respectively.

15は二次電子検知器であり、その出力は加算平均処理
を行なう信号処理回路16を経て制御計算器14へ接続
されている。その信号処理回路16での処理に供される
電子ビーム発射タイミングパルスが線17を経てパルス
発生器7から供給されるように構成されている。
15 is a secondary electron detector, the output of which is connected to the control calculator 14 via a signal processing circuit 16 that performs averaging processing. The electron beam emission timing pulse to be processed by the signal processing circuit 16 is supplied from the pulse generator 7 via a line 17.

次に、上述のように構成される本発明装置の動作を説明
する。
Next, the operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be explained.

電子光学鏡筒lからの電子ビームが試料3の観測点に照
射されてその観測点から放出される二次電子は二次電子
検知器15で検知される。その二次電子信号は信号処理
回路16で処理された後、制御計算器14に取り込まれ
その可視的表示に供される。
An observation point of the sample 3 is irradiated with an electron beam from the electron optical column l, and secondary electrons emitted from the observation point are detected by a secondary electron detector 15. After the secondary electronic signal is processed by the signal processing circuit 16, it is taken into the control computer 14 and provided for visual display.

このような観測を可能にする試料3への電子ビーム照射
はパルスドライバ6からゲートパルス(サンプリングパ
ルス)によって生ぜしめられるが、そのパルスドライバ
6の出力パルスは制御計算器14から線5を経て供給さ
れるパルス幅指定信号とパルス発生器7から線4を経て
供給されるストローブパルスに応答して発生される。
The electron beam irradiation on the sample 3 that enables such observation is generated by a gate pulse (sampling pulse) from a pulse driver 6, and the output pulse of the pulse driver 6 is supplied from a control calculator 14 via a line 5. is generated in response to a pulse width designation signal and a strobe pulse supplied via line 4 from pulse generator 7.

そのストローブパルスは次のようにして発生される。即
ち、試料3を駆動しているクロックパルスが又線8を経
てカウンタ20に供給されると共に試料3の繰り返し周
期を示す同期信号が線9を経てカウンタ20に供給され
る。ここで、説明の都合上、第4図に示す如く、線9を
経てカウンタ20へ供給された同期信号(第4図の(1
−2)参照)によってカウンタ20はリセツトされ、又
レジスタ22には制御計算器】4から線10を経て供給
されるクロックパルス番号指定信号がセントされている
ものとする。そして、指定されるクロックパルス番号は
同期信号から数えて第3番目であるとする。
The strobe pulse is generated as follows. That is, the clock pulse driving the specimen 3 is also supplied to the counter 20 via line 8, and the synchronization signal indicating the repetition period of the specimen 3 is supplied to the counter 20 via line 9. Here, for convenience of explanation, as shown in FIG. 4, the synchronization signal ((1) in FIG.
It is assumed that the counter 20 has been reset by the counter 20 (see 2)), and that the clock pulse number designation signal supplied from the control calculator 4 via the line 10 has been sent to the register 22. It is assumed that the designated clock pulse number is the third clock pulse number counting from the synchronization signal.

クロックパルス(第4図の(4−1)参照)をカウント
するカウンタ20の値が3になったとき、この値とレジ
スタ22の値とを比較している比較回路21からパルス
が発生されるが、この出力パルスが本発明での時間原点
となる(第4図の(4−3)参照)。その出力パルスは
可変遅延器23を通過される際に、所定の遅延を生ぜし
められる。
When the value of the counter 20 that counts clock pulses (see (4-1) in FIG. 4) reaches 3, a pulse is generated from the comparison circuit 21 that compares this value with the value of the register 22. However, this output pulse becomes the time origin in the present invention (see (4-3) in FIG. 4). When the output pulse is passed through the variable delay device 23, a predetermined delay is caused.

最初の場合には線11上の信号は無遅延を示す信号にな
っているので、上記出力パルスはそのまま線4上に送出
される。従って、パルスドライバ6によって制御される
電子ビームも上記時間原点時に発生される(第4図の(
4−4)参照)。
In the first case, the signal on line 11 is a signal indicating no delay, so the output pulse is sent out on line 4 as is. Therefore, the electron beam controlled by the pulse driver 6 is also generated at the time origin (((
(See 4-4).

次の周期Tにおいても、上述と同じ動作を生ぜしめられ
るが、可変遅延器23の遅延量がへ、例えば1nsec
となることに相違がある。従って、電子ビームは時間原
点から△だけ遅れた時刻に発生される(第4図の(4−
4)参照)。
In the next period T, the same operation as described above is caused, but the delay amount of the variable delay device 23 is reduced to, for example, 1 nsec.
There is a difference in that. Therefore, the electron beam is generated at a time delayed by △ from the time origin ((4-
4)).

以下、これに後続する周期が1つ進むにつれて、時間原
点からのずれ量は、ずれ量が零の周期から数えた周期数
をnとすると、(n−1)△だけ増加され、電子ビーム
はそれに応した遅延時刻に発生され、そして、上述のよ
うな二次電子信号が取得されてその観測点の電圧波形の
観測に供される。
Hereinafter, as the subsequent period advances by one, the amount of deviation from the time origin increases by (n-1)△, where n is the number of periods counted from the period in which the amount of deviation is zero, and the electron beam The secondary electron signal is generated at a corresponding delay time, and the above-mentioned secondary electron signal is acquired and used for observing the voltage waveform at that observation point.

又、繰り返し周期内の他のクロックパルスを時間原点に
選びたいならば、線10を経てレジスタ22にセットさ
れるクロック番号をそれに相応した値に設定すればよい
If it is desired to select another clock pulse within the repetition period as the time origin, the clock number set in the register 22 via the line 10 may be set to a value corresponding to the clock number.

このように、本発明によれば、繰り返し周期内の任意の
クロックパルスに時間原点を設定出来る。
As described above, according to the present invention, the time origin can be set at any clock pulse within the repetition period.

従って、とりわけ、LSIの電圧波形をストロボ法で観
測する場合、LSIの長周期動作内の任意のクロックで
の電圧波形観測に高精度の遅延ユニットを必要としない
。又、クロックパルスの時間安定性が十分でない場合に
も、L’SIの内部電圧波形の観測が可能になる。
Therefore, especially when observing the voltage waveform of an LSI using the strobe method, a high-precision delay unit is not required to observe the voltage waveform at any clock within the long-period operation of the LSI. Furthermore, even when the time stability of the clock pulse is not sufficient, it becomes possible to observe the internal voltage waveform of L'SI.

なお、時間原点を示すパルスの発生は上述回路に限定さ
れるものではなく、セットされたクロック番号をカウン
トダウンしてその値が基準値になったとき出力パルスを
発生する如き回路で代替し得ることは勿論である。
Note that the generation of the pulse indicating the time origin is not limited to the circuit described above, and may be replaced by a circuit that counts down a set clock number and generates an output pulse when the value reaches the reference value. Of course.

(ト)発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、 ■時間原点を繰り返し周期内の任意のクロックパルスに
設定出来る、 ■従って、高精度の遅延器の必要性を除き得るし、■ク
ロックパルスの時間安定性が十分でない場合にも、試料
の内部電圧波形を観測し得る、等の効果が得られる。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, (1) the time origin can be set to any clock pulse within the repetition period; (2) the need for a high-precision delay device can therefore be eliminated; (2) Even when the time stability of the clock pulse is not sufficient, effects such as being able to observe the internal voltage waveform of the sample can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置の本発明関連部分を説明するためのタ
イミングチャート、第2図は本発明の一実施例を示す図
、第3図は第2図構成装置内の本発明要部の詳細図、第
4図は本発明装置の動作を説明するためのタイミングチ
ャートを示す図である。 図中、1は電子光学鏡筒、3は試料、6はパルスドライ
バ、7はパルス発生器、12は試料ドライバ、14は制
御計算器、15は二次電子検知器、」6は信号処理回路
、20はカウンタ、21は比較回路、22はレジスタ、
23は可変遅延器である。 !M+iH,’ii 1
Fig. 1 is a timing chart for explaining the parts related to the present invention of a conventional device, Fig. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a detail of the main parts of the present invention in the device shown in Fig. 2. 4 are diagrams showing timing charts for explaining the operation of the apparatus of the present invention. In the figure, 1 is an electron optical lens barrel, 3 is a sample, 6 is a pulse driver, 7 is a pulse generator, 12 is a sample driver, 14 is a control calculator, 15 is a secondary electron detector, and 6 is a signal processing circuit. , 20 is a counter, 21 is a comparison circuit, 22 is a register,
23 is a variable delay device. ! M+iH,'ii 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電子光学鏡筒と、該電子光学鏡筒から所定の動作周期で
動作する試料の観測点に電子ビームパルスを照射せしめ
る電子ビームパルス照射制御手段とを有するストロボ電
子ビーム装置において、上記試料の繰り返し周期内のク
ロックパルス番号を指定する回路手段と、上記試料の同
期信号及びそのクロックパルス並びに上記クロックパル
ス番号に応答して時間原点を示す信号を発生する回路と
、該時間原点を示す信号に応答して順次の周期内の次の
クロックパルス前までの時間内で、且つ、順次の周期毎
に所定時間ずつ増大するずれ量を有するタイミングで駆
動パルスを上記電子ビームパルス照射制御手段へ供給す
る回路手段とを備えて構成したことを特徴とするストロ
ボ電子ビーム装置。
In a strobe electron beam apparatus having an electron optical column and an electron beam pulse irradiation control means for irradiating an electron beam pulse from the electron optical column to an observation point of a sample operating at a predetermined operation cycle, circuit means for specifying a clock pulse number within the sample, a circuit for generating a signal indicating a time origin in response to the synchronization signal of the sample, its clock pulse, and the clock pulse number; circuit means for supplying drive pulses to the electron beam pulse irradiation control means within the time before the next clock pulse in successive cycles, and at a timing having a shift amount that increases by a predetermined time in each successive cycle; A strobe electron beam device comprising:
JP58119047A 1983-06-30 1983-06-30 Strobe electron beam device Pending JPS6010636A (en)

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