JPS6010739A - ストロボ電子ビ−ム装置 - Google Patents

ストロボ電子ビ−ム装置

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JPS6010739A
JPS6010739A JP58119082A JP11908283A JPS6010739A JP S6010739 A JPS6010739 A JP S6010739A JP 58119082 A JP58119082 A JP 58119082A JP 11908283 A JP11908283 A JP 11908283A JP S6010739 A JPS6010739 A JP S6010739A
Authority
JP
Japan
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voltage
electron beam
phase
delay
strobe
Prior art date
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Pending
Application number
JP58119082A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Ito
昭夫 伊藤
Yoshiaki Goto
後藤 善朗
Toshihiro Ishizuka
俊弘 石塚
Kazuyuki Ozaki
一幸 尾崎
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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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6010739A publication Critical patent/JPS6010739A/ja
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)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明はストロボ電子ビームにより集積回路の動作解析
を行うストロボ電子ビーム装置に関する。
(2) 技術の背景 IC技術の進歩に伴い、集積回路は益々大規模化、高速
化しているが、rcが大規模化、高速化してくると動作
解析、故障診断は困難になってくる。大規模で高速な集
積回路の動作解析としてストロボ電子ビームによりIC
の動作解析、故障診断を行うEI’3プロービングが注
目を集めている。
EBプロービングは電子ビーム照射点からの2次電子信
号強度が照射点電圧により変調されるという原理に基づ
く、非接触な測定法であり、ストロボ電子ビームを用い
ることによりICを実際の動作速度で動作させて測定さ
せることができるので極めて有効な測定法である。第1
図にICの配線電圧に対して得られる2次電子信号を示
す。この2次電子信号はボルテージコント、ラストと呼
ばれる。
(3) 従来技術と問題点 従来、ストロボ電子ビーム装置では電子ビームを、照射
して生じた2次電子を検出し、サンプリングした2次電
子信号強度すなわちボルテージコントラストを時間に対
して示すストロボ波形観測を行っている。従来のストロ
ボ電子ビーム装置の構成例を第3図に示す。計算機31
.クロックゼネレータ32.ディレィ回路33.パルス
ゼネレータ34.電子光学鏡筒35.電子ビームパルス
ゲート36,2次電子検出器37.AD変換器38を有
し、IC駆動用クロック312により駆動される被測定
IC310に電子ビーム39を照射し。
得られた2次電子311を検出し計算機31により処理
を行いボルテージコントラスト信号のストロボ観測波形
を表示する。第2図にストロボ観測波形の一例を示す。
電子ビームをICの配線に照射して出る2次電子は数e
V〜数十eVのエネルギーを有している。
ICの配線の電圧によりこの2次電子を配線に引き戻す
力が異なり、2次電子検出器37に到達する2次電子数
と配線電圧に相関が生じる。2次電子数と配線電圧の関
係は一意に決まるものではないので前記従来例における
ストロボ観測波形は電圧変化を定量的に表わしていない
。このため1例えば立ち上り時間の評価においても正確
な測定は困難である。
定量的に電圧を測定する方法として、エネルギー分析が
知られている。エネルギー分析は例えば第4図に示す構
成により行う。計算機41.ブランキングドライバ42
.プランカー43.エネルギー分析器44.2次電子検
出器45.AD変換器46.DA変換器47.エネルギ
ー分析制御回路48.I’Cドライバ49を有し、サン
プリング信号410.エネルギー分析制御信号415の
制御により被測定IC411に電子ビームを照射し。
2次電子412を減速電圧413により減速制御を行い
1分析電圧データ出力414を計算機41を介して表示
する。
エネルギー分析による電圧の定量的測定は減速書 電圧413を変化させて同一測定点に対して多くの(例
えば256個)の2次電子信号を得て測定する。そのた
め被測定電圧が変化する動的な状態にあるICの測定に
は不向きであった。また従来のストロボ電子ビーム装置
と組み合せると測定点が非常に多くなり、処理°コスト
が高くなってしまう欠点があった。
(4) 発明の目的 本発明の第1の目的は以上従来方法の欠点に鑑み、高速
ダイナミック動作状態にあるICの任意の位相での電圧
の測定を行い、ICの動作解析。
不良診断の手段を提供することである。
本発明の第2の目的は、rcの動作解析、不良給断にお
ける測定時間を短縮することである。
(5) 発明の構成 本発明はクロック発生手段と、該クロック発生手段の出
力信号を遅延する遅延手段と該遅延手段の出力信号によ
り駆動されるストロボ電子ビームパルス発生手段を有し
たストロボ波形観測装置において、観測波形上の任意の
位相時間を指示する5− 位相時間指示手段と指示された位相に電子ビームパルス
を固定する位相固定手段と指示された位相において電圧
を測定する電圧測定手段を有することを特徴としたスト
ロボ電子ビーム装置を提供するものである。
(6) 発明の実施例 以下1本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
。第5図(a)に本発明の構成を示す。計算機51はデ
ィレィ制御回路513.エネルギー分析制御回路511
.ストロボ波形表示器514を制御する。クロックゼネ
レータ52の出力はディレィ回路53及びICドライバ
59に接続する。
スイッチ524によりディレィ制御回路513またはデ
ィレィレジスタ512により制御されるディレィ回路5
3の出力はパルスゼネレータ54及びスイッチ523を
介してAD変換器510またはエネルギー分析制御回路
511に接続する。パルスゼネレータ54は電子ビーム
パルスゲート55を制御する。2次電子検知器57の出
力はAD変換器510.エネルギー分析制御回路511
に6− 接続する。エネルギー分析制御回路511はDA変換器
58を介してエネルギー分析器56を制御する。位相指
示回路515の出力はディレィレジスタ512.ストロ
ボ波形表示器514及び計算機51に接続している。
スイッチ523,524がa側に接続する時。
本実施例は被測定電圧の高低に応じた2次電子信号すな
わちボルテージコントラスト信号のストロボ観測波形を
表示する。この様子を第6図のタイミングチャートと共
に説明する。
第6図(alはクロックゼネレータ52の出力波形であ
る。このクロックはIC駆動用クロック522としてI
Cドライバ59を介して被測定■C516に与えられる
。被測定IC516の動作はクロックゼネレータ52の
クロックに同期して行なわれ被測定点において第6図f
d)の様な電圧波形を示す。第6図(flは電子ビーム
518の出力波形である。ディレィ時間t + + t
 21 ・・・。
t5は計算機51よりディレィ制御回路513を介して
ディレィ回路53で設定される。パルスゼネレータ54
は電子ビームパルスゲート55を制御してパルス状の電
子ビーム518を出力する。
この電子ビーム518は被測定IC516に照射すると
第6図(dlで示す被測定点の電圧に応じて。
第6図(C1の2次電子信号が2次電子検知器57によ
り検知される。被測定点の電圧と2次電子信号の強度は
、第1図に示す様な負の相関関係があり。
2次電子信号をストロボ観測することにより被測定点の
電圧変化の様子を知ることが出来る。第1図のグラフの
横軸はICの配線電圧を示し、縦軸は2次電子信号の強
度を示す。ストロボ観測とは。
第6図に示すようにクロックに同期した被測定点の周期
電圧波形をクロックからのディレィ時間すなわち周期波
形内の位相時間を少しづつ変化させてツ′ンブリングす
ることにより一周期の電圧波形を観測する方法である。
この様に観測したストロボ観測波形はストロボ波形表示
514に表示される。ストロボ波形表示514には水平
方向(位相軸)に可動なカーソル519が表示される。
カーソル519の位置は位相指示回路515により指示
される位相を表わしている。この位相はディレィレジス
タ512に格納される。すなわち測定者がストロボ波形
表示514上のストロボ観測波形及びカーソル519を
見て9位相指示回路515を操作し、カーソル519が
ストロボ観測波形の所望の部分を示す様にするとディレ
ィレジスタ512にカーソル位置に応じた位相情報が格
納される。この時エネルギー分析器56の減速電圧52
5は2次電子信号強度が被測定点電圧に強く依存するボ
ルテージコントラスト条件に設定する。次にスイッチ5
23,524をb側に倒し2位相指示回路515により
指示した位相における被測定点電圧をめる。電圧の測定
にはエネルギー分析を用いている。スイッチ524がb
側に接続しているのでディレィ回路53のディレィ時間
はディレィレジスタ512に格納された値によって設定
される。ディレィレジスタ512はスイ・ノチ523.
524がa側の時に位相指示回路515により所望の位
相を示す様に設定されている。この様にディレィ時間が
ディレィレジスタ512により9− 設定されるので電子ビームパルスの照射は指示された位
相に固定される。この状態でエネルギー分析スタート信
号520をエネルギー分析制御回路511に与えるとエ
ネルギー分析が開始される。
エネルギー分析は被測定IC516に電子ビーム518
を照射し発生する2次電子517のエネルギーが被測定
点電圧により変調される性質を利用して被測定点電圧を
測定するものである。エネルギー分析器56に与える減
速電圧525を変化させた時、2次電子検知器57で検
知される2次電子信号の変化を第7図に示す。第7図で
横軸は減速電圧Vrを示し、縦軸は2次電子信号を示す
あるスライスレベルSを指定した時、2次電子信号グラ
フがスライスレベルSを横切る点の減速電圧を分析電圧
k とすると測定電圧VmはVm=aVA +b (a
=1) となることが知られている。すなわち狗 を測定すると
基準電圧と比較して測定点電圧Vmが判る。
第7図に点線で示したグラフは、測定点電圧が前記Vm
より高い場合を示している。このグラフで一1〇− は減速電圧■AlにおいてグラフがスライスレベルSを
横切っている。分析電圧vA を測定するために本実施
例では、エネルギー分析制御回路511からDA変換器
58を介して減速電圧525をエネルギー分析器56に
与え、電子ビーム518と同期して減速電圧525を変
化させ2次電子検知器57で2次電子信号を検出しエネ
ルギー分析制御回路511に入力する様に構成する。エ
ネルギー分析制御回路511はディレィ回路53の出力
パルスのタイミングで2次電子信号をサンプリングし3
次にDA変換器58に与える値を変化させ。
すなわち減速電圧525を変化させ次のデータに備える
。−例としてDA変換器が3bitであるとき256個
のデータを用いて、エネルギー分析を行う。すなわち、
ディレィ回路から出力するクロックの256個ごとに分
析電圧データ521が得られる。
この様に、スイッチ523.524の操作によりストロ
ボ観測波形上の任意の点の電圧を知ることが出来る。こ
の様子を第5図(blに示す。第5図(blにおいて上
のグラフは2次電子信号波形を示し。
下のグラフで黒点で示した部分が電圧測定の結果である
。第5図(blでは波形内の5ケ所において測定を行っ
ているが、測定個数は任意である。また。
測定した電圧の出力形式も第5図(blに限らず任意の
形式が可能である。
(7) 発明の詳細 な説明した様に本発明によればストロボ電子ビーム装置
においてストロボ観測波形の任意の位相の電圧を精度よ
くめることができ、高速グイナミソク動作状態にあるI
Cの動作解析や診断がより正確に行える。また2本発明
によれば、特に重要な位相点における電圧のみを測定す
ることによって電圧測定に要する時間を短縮することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はICの配線電圧と2次電子信号の関係を示す関
係図、第2図は従来のストロボ電子ビーム装置で観測さ
れる2次電子信号の波形図、第3図は従来技術によるス
トロボ電子ビーム装置のブ! ロック図、第4図はエネルギー分析による電圧測定装置
のブロック図、第5図は本発明の一実施例のブロック図
、第6図はストロボ電子ビーム装置のタイミングチャー
ト、第7図は減速電圧Vrと2次電子信号の関係を示す
関係図である。 512・・・ディレィ・レジスタ、 514・・・スト
ロボ波形表示器、 515・・・位相指示回路、 51
9・・・カーソル。 523.524・・・スイッチ 13− 第1図 第2図 O峙問

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) クロック発生手段と、該クロック発生手段の出
    力信号を遅延する遅延手段と該遅延手段の出力信号によ
    り駆動されるストロボ電子ビームパルス発生手段を有し
    たストロボ波形観測装置において、観測波形上の任意の
    位相時間を指示する位相時間指示手段と指示された位相
    に電子ビームパルスを固定する位相固定手段と指示され
    た位相において電圧を測定する電圧測定手段を有するこ
    とを特徴としたストロボ電子ビーム装置。
  2. (2) 前記位相時間指示手段が前記遅延手段の遅延時
    間を指示することにより位相時間を指示することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のストロボ電子ビーム
    装置。
  3. (3) 前記電圧測定手段がエネルギー分析法により電
    圧を測定する手段であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のストロボ電子ビーム装置。
JP58119082A 1983-06-30 1983-06-30 ストロボ電子ビ−ム装置 Pending JPS6010739A (ja)

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JP58119082A JPS6010739A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 ストロボ電子ビ−ム装置

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JPS6010739A true JPS6010739A (ja) 1985-01-19

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JPS5848346A (ja) * 1981-09-17 1983-03-22 Toshiba Corp ストロボ走査型電子顕微鏡のパルスビ−ム位相制御装置
JPS59181630A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 Toshiba Corp 電子ビ−ムテスタ

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