JPS62120038A

JPS62120038A - 電子ビ−ム装置

Info

Publication number: JPS62120038A
Application number: JP60260323A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ishizuka; 俊弘石塚; Yoshiaki Goto; 後藤　善朗; Kazuo Okubo; 大窪　和生; Akio Ito; 昭夫伊藤; Kazuyuki Ozaki; 一幸尾崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1987-06-01

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】〔発明の概要〕本発明は電子ビーム装置を用いて集積回路内の電圧波形
を取得する時に、電圧を測定する前に、測定しようとす
る配線がローレベルになる位相を検出して、これを設定
した後にラインプロファイルを取得し、ポインティング
を行って、続いて電圧波形を取得する機能を有する電子
ビーム装置に関する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子ビーム装置に係り、特に電子ビーム装置を
用いてラインプロファイルを取得する際に測定配線がロ
ーレベルになる位相を検出し、この位相でラインプロフ
ァイルを取得することで正確なポインティングが可能な
電子ビーム装置に関する。

〔従来の技術〕

最近の集積回路は大規模化され微細化が進んでパターン
の試験あるいは電位測定等に従来から用いられている機
械的プローブの使用が不可能となってきている。

このような問題を解決するためにエレクトロプローブを
用いて試料の電圧測定を行うようにした電子ビーム装置
も提案されている。

第４図は従来の電子ビーム装置１を示すもので２はコラ
ムであり、該コラム内には電子銃３からの放出された電
子ビーム４をブランカ５．コンデンサレンズ６、偏向コ
イル７、対物レンズ８を介して試料９上に照射する。試
料９はステージ１０上に載置され、水平面内にＸおよび
Ｙ軸方向に移動可能とされ、該試料はウェハー状態ある
いはパッケージに組込まれたものでよく、試料のＬＳＩ
への電源、電圧および信号電圧はコラム２外のパターン
ジェネレータ１１から与えられ、該パターンジェネレー
タ１１はコンピュータ１２によって制御され、ブランカ
５にはコンピュータ１２よりブランキング制御回路１３
．ドライバ１４を介してブランキング信号が加えられ、
偏向コイル７にはコンピュータ１２から偏向制御回路１
５とドライバ１６を介して偏向信号が与えられる。試料
９に照射された電子ビームによって二次電子が放出され
る。放出された二次電子は、エネルギー分析器１７でエ
ネルギー分析され二次電子検出器１８で検出され、電圧
測定回路１８′を介して、コンピュータエ２に信号が送
られる。二次電子検出器１８は二次電子を二次電子倍増
管で検知するか、あるいは光電子増倍管によって検知さ
れる。なお、ＣＲＴはコンピュータ１２に接続されてデ
ィスプレイに用いられる。

上記構成の電子ビーム装置１で試料９の配線電圧波形を
取得するとき、第５図に示すように試料９の測定しよう
とする画像パターン１９の取得がなされ、次に測定しよ
うとする配線２１のポインティングが行われ、次にこの
測定しようとする配線２１と直交する方向に電子ビーム
４を振って試料上で走査ライン２３を所定領域内走査す
る。この場合、例えば測定配線２１にパターンジェネレ
ータ１１から＋５■の電圧が印加され、隣接配線の電圧
が０■であるとすれば、電子ビーム４のＸ軸方向の走査
ライン幅がＸ−ａ乃至）（＋ａ迄であるとし、３本の配
線２０．２１．２２に渡って走査されたとすると、この
とき縦軸に二次電子検出器１８の出力をとったとすれば
、第６図に示すようなＬＯＷレベルでの隣接配線２０．
２２位置で二次電子量が大きく測定しようとする測定配
線２１位置では殆ど出力が表れない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図に示すように測定しようとする測定配線２１を取
得しようとしても集積回路の高密度変化に伴い隣接配線
との間隔が狭くなってきているので殆ど二次電子の出力
レベルのない測定配線部分の例えば真中位置をポインテ
ィングする等は極めて困難となる。すなわちラインプロ
ファイル取得時に必要のない隣接配線２０．２２のプロ
ファイルまで入ってしまうことになる。第７図は測定配
線２１と隣接配線２０．２２の位相−レベル関係を示す
波形図であるがラインプロファイルを指定するときの位
相は常に初期位相２４で行われ、この場合隣接配線２０
．２２はＬＯＷレベル、測定配線はＨＩＧＨレベルでラ
インプロファイルの取得がなされ、測定配線２１の中央
を指定するようになされる。

この場合、測定配線２１の中央を見つけることができず
少しずれると配線のエツジ等に当たることもあり正確な
電圧測定が困難である欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記欠点に基づきなされたものであり、その目
的とするところは、ラインプロファイルを取得する前に
測定配線がＬＯＷレベルになる位相を検出し、この位相
でラインプロファイルを取得して、Ｓ／Ｈのよいライン
プロファイルを得て測定配線の中心位置に正確にポイン
ティング可能な電子ビーム装置を得るにあり、その手段
は集積回路からなる試料の電圧波形を測定することので
きる電子ビーム装置において、上記試料の電圧測定を行
う前に測定配線がローレベルになる位相を検出し、上記
ローレベル位相を設定した後にラインプロファイルを取
得し、ポインティングを行って、続いて電圧波形を取得
するようにしてなることを特徴とする電子ビーム装置に
よって達成される。

〔作　　用〕

本発明の電子ビーム装置は通常のモードをラインプロフ
ァイルモードに切り換えて測定配線のポインティング位
置で位相を変えながら電子ビームを試料９に当てて発生
した二次電子を検出器で検出し、ディジタル変換してメ
モリに記憶し、スライスレベルの決定された基準値とメ
モリに記憶したデータを比較してＬＯＷレベルデータを
求めて、この位相に基づいてラインプロファイルを得る
ようにしたものである。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の電子ビーム装置のプロファイル取得を行
うための一実施例を第１図乃至第３図について詳記する
。

第１図は本発明の系統図、第２図は本発明の走査距離と
二次電子量の関係を示す図、第３図は本発明の位相とレ
ベルの関係を示す波形図である。

第１図において、電子ビーム装置１のコラム２内の構成
は第４図と同一の部分は同一符号を付して重複説明を省
略するも、電子ビーム照射によって試料９から得られた
二次電子は二次電子検出器１８に入射され、二次電子検
出器１８がシンチレータであれば一度光に変換した後で
光電子増倍管で検知した電気信号は増幅器２５を通じて
アナログ−ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）２６に加えら
れ、Ａ／Ｄはスイッチ手段を介して二つの経路に分離供
給される。すなわちＡ／Ｄ　２６の出力はスイッチ２８
のコモン端子Ｃに加えられ、コモン端子の可動接片は通
常の経路の接続される固定接点ａと位相を測定する経路
に接続される固定接点すに切換可能となされ、固定接点
すの出力端は記憶回路２９に接続され、電圧波形取得前
に可動接片が固定接点す側にコンピュータ２７の指令で
倒されて測定配線のポインティング位置で位相を変えな
がら（位相を変化させるピッチをＰＡとする）二次電子
信号を取得する。次に順次記憶回路２９にこの二次電子
信号データを取込んでいく。記憶回路にメモリされた２
次電子信号データはスライスレベル決定回路３０に加え
られる。該スライスレベル決定回路では上記二次電子信
号データの最大値（ＭＡＸ）と最小値（Ｍ　Ｉ　Ｎ）を
求め次の式からスライスレベルを決定する。

ＭＡＸ＋前ｌＮ１１．（１）この様に求めたスライスレベル決定回路３０の出力と上
記記憶回路２９の出力を比較回路３１に加えてスライス
レベル決定回路のスライスレベル以上の記憶回路２９の
出力データ、即ちＬＯＷレベルになっているデータを比
較回路３１で比較して出力させ、乗算回路３２に加える
。該乗算回路３２には二次電子信号取得時の位相ピッチ
が端子３３に与えられているので比較回路３１のＬＯＷ
レベルデータを乗算することで二次電子取得時からのＬ
ＯＷレベルの位相を求めることが出来る。

このＬＯＷレベル位相を端子３４に出力させることでＬ
ＯＷレベル位相にセントさせる。次に通常の電圧測定モ
ードとする様にコンピュータ２７の指令がなされ、スイ
ッチ２８のコモン接点Ｃに連なる可動接片は固定端子ａ
側に倒され第５図に示す走査ライン２３によって（Ｘ−
ａ、Ｙ）から（Ｘ＋ａ、Ｙ）迄の座標を測定配線２１と
直交する方向に走査する。この様にすればラインプロフ
ァイル取得時の位相は第３図に示すように隣接配線２０
ではＨＩＧＨレベル、測定配線２１ではＬ○Ｗレベル、
隣接配線２２はＨＩＧＨレベルに指定されているので（
Ｘ−ａ、Ｙ）（Ｘ＋ａ、Ｙ）座標間の二次電子量は第２
図に示す如＜ＨＩＧＨレベルで小さく、ＬＯＷレベルで
大きな値となるためにラインプロファイルを正しく把握
することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如（構成し、且つ動作させたのでＳ／Ｎ
のよいラインプロファイルを得ることが出来る。よって
正確なポインティングが可能であり、正しい電圧測定を
行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビーム装置の系統図、第２図は本
発明の走査距離と二次電子量の関係を示す図、第３図は本発明の位相とレベルの関係を示す波形図、第４図は従来の電子ビーム装置を示す模式図、第５図は
従来の電子ビーム装置による画像取得パターン、第６図は従来の走査距離と二次電子量の関係を示す図、第７図は従来の位相とレベルの関係を示す波形図である
。１・・・電子ビーム装置、２・・・コラム、３・・・電子銃、４・・・電子ビーム、６・・・コンデンサレンズ、７・・・偏向コイル、８・・・対物レンズ、９・・・試料、１０・・・ステージ、１１・・・パターンジェネレータ、１２．２７・・・コンピュータ、１３・・・ブランキング制御回路、１５・・・偏向制御回路、１７・・・エネルギー分析器、１８・・・二次電子検出器、１９・・・画像パターン、２０．２２・・・隣接配線、２１・・・測定配線、２３・・・走査ライン、２４．３５・・・ラインプロファイル取得時の位相、２５・・・増
幅器、２６・・・アナログ−ディジタル変換回路、２８・・・
スイッチ手段、２９・・・記憶回路、３１・・・比較回路、３２・・・乗算回路、３３．３４・・・端子。４くで′甲ノ４の艮巨―弓１ト、ン二ン欠電谷の弱第２
図オ（４ご鯛メ位十目としへ゛ルの関イ千区第３図第４図面１象取得パターン第５図イ立８とレベ゛ルの関イヘ図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）集積回路からなる試料の電圧波形を測定すること
のできる電子ビーム装置において、上記試料の電圧測定
を行う前に測定配線がローレベルになる位相を検出し、
上記ローレベル位相を設定した後にラインプロファイル
を取得し、ポインティングを行って、続いて電圧波形を
取得するようにしてなることを特徴とする電子ビーム装
置。
（２）前記電子ビーム装置は電子銃３からの電子ビーム
４を試料９に照射して、該試料９から放出される二次電
子を検出する二次電子検出手段１８を有し、該二次電子
検出手段１８からの出力をディジタル変換するアナログ
−ディジタル変換手段と、該ディジタルデータを用いて
通常の電圧測定を行うための第１の経路と、被測定配線
がローレベル位相になるようにする第２の経路に切換え
るスイッチ手段２８と、上記第２の経路に始めに切換か
えられた時、上記被測定配線２１を配線方向と直交する
ように電子ビーム４を走査して位相を変えながら二次電
子信号を取得してメモリする記憶手段２９と、該記憶手
段２９のデータから求めた最大値と最小値の和を平均化
してスライスレベルを決定するスライスレベル決定手段
３０と、上記記憶手段２９並びにスライスレベル決定手
段３０の出力を比較回路３１に加えてローレベルになっ
たデータを求め、該ローレベルデータを二次電子信号取
得時の位相ピッチが入力されている乗算手段３２に入力
し、上記位相ピッチとの乗算を行ってローレベルの位相
をセットし、次にスイッチ手段を切り換えて通常の電圧
測定を行うようにしてなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の電子ビーム装置。