SU1465837A1

SU1465837A1 - Method of testing integrated circuits

Info

Publication number: SU1465837A1
Application number: SU874269738A
Authority: SU
Inventors: Андрей Николаевич Осипов; Александр Владимирович Суворинов; Сергей Владимирович Титов; Сергей Юрьевич Шахбазов
Original assignee: Московский Институт Электронного Машиностроения
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Изобретение относитс к микро- зондовой технике. Цель изобретени - повьппение точности и информативности контрол интегральных схем. Испытуема интегральна схема 1 облучаетс острофокусированным импульсным пучком 3 электронов. Импульсы вторично- эмиссионного потока преобразуют в электрический сигнал с помощью пре- образовател 4 и интегрируют интегратором 5о Результат интегр ировани сравнивают с опорным напр жением с помощью компаратора 7 и по результату сравнени измен ют границу энергетической фильтрации фильтра 1,по величине которой суд т об измер емом потенциале. 2 ил. Cffiflof. инп. § (ЛThe invention relates to microprobe technology. The purpose of the invention is to improve the accuracy and information content of the control of integrated circuits. The test circuit 1 is exposed to a sharply focused pulsed beam of 3 electrons. The pulses of the secondary emission flux are converted into an electrical signal by means of converter 4 and integrated by integrator 5o. The result of integration is compared to the reference voltage by means of comparator 7 and the comparison result changes the filtering energy filter 1, the magnitude of which is measured potential. 2 Il. Cffiflof. inp. § (L

Description

Изобретение относится к микрозондовой технике и может быть использовано для контроля работоспособности интегральных схем и анализа отказов после усиленных испытаний на надежность.The invention relates to microprobe technology and can be used to monitor the performance of integrated circuits and failure analysis after enhanced reliability tests.

Цель изобретения - повышение точности и информативности тестирования интегральных схем путем расширения частотного диапазона измерения потенциалов в интегральной схеме.The purpose of the invention is to increase the accuracy and information content of testing integrated circuits by expanding the frequency range of potential measurement in the integrated circuit.

Сущность способа заключается в том, что создают номинальный режим работы тестируемой интегральной схемы и подают на ее входы импульсное входное воздействие. Кристалл интегральной схемы облучают пульсирующим остросфокусированным пучком электронов, осуществляют энергетическую фильтрацию вторично-эмиссионного потока, который затем преобразуют в электрический сигнал и усиливают его. Полученные импульсы электрического сигнала интегрируют, причем число интегрируемых в одном цикле измерений импульсов определяется требуемым отношением сигйал - шум при тестировании. Полученный в результате интегрирования выходной сигнал сравнивают с опорным. Установка опорного сигнала может быть осуществлена при облучении пучком электронов области тестируемой интегральной схемы с известным постоянным потенциалом, например цепей питания элементов. Опорный сигнал устанавливают таким, что выходной сигнал соответствует измеряемому потенциалу. По результату сравнения проинтегрированного сигнала с опорным изменяют энергетическую границу фильтрации таким образом, что разность этих двух сигналов становится меньше заданного значения. При этом изменение сигнала, задающего границу энергетической фильтрации, точно соответствует изменению потенциала контролируемой области интегральной схемы по сравнению с областью, по которой установлено опорное напряжение.The essence of the method lies in the fact that they create a nominal mode of operation of the tested integrated circuit and apply pulse input to its inputs. The integrated circuit crystal is irradiated with a pulsating, sharply focused electron beam, energy is filtered by the secondary emission stream, which is then converted into an electric signal and amplified. The obtained pulses of the electrical signal are integrated, and the number of pulses integrated in one measurement cycle is determined by the required signal-noise ratio during testing. The resulting output signal is compared with the reference signal. The installation of the reference signal can be carried out by irradiating with an electron beam an area of the tested integrated circuit with a known constant potential, for example, power supply circuits of elements. The reference signal is set such that the output signal corresponds to the measured potential. By comparing the integrated signal with the reference one, the energy boundary of the filtering is changed in such a way that the difference of these two signals becomes less than the set value. In this case, a change in the signal defining the energy filtering boundary exactly corresponds to a change in the potential of the controlled region of the integrated circuit as compared to the region in which the reference voltage is installed.

На фиг.1 приведена блок-схема уст^ ройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.Figure 1 shows a block diagram of a device that implements the method; in FIG. 2 is a timing chart explaining the operation of the device.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения; , П_макс, U -- минимальное, максимальное и текущее значения напряжения на управляющем электроде энергетического фильтра соответственно; измеряемое напряжение; U_?n - импульсы электронного пучка; o(t,) - интеграл информационного сигнала; +д допустимая ошибка сравнения.In FIG. 2 adopted the following notation; , P _max , U - minimum, maximum and current voltage values at the control electrode of the energy filter, respectively; measured voltage; U _{? N} are the pulses of the electron beam; o (t,) is the integral of the information signal; + q permissible comparison error.

На вход интегральной схемы 1 подают входной набор сигналов с часто^Т°й-^_такт· Одновременно с этим облучают импульсным электронным пучком 2 с частотой импульсов f_TQKT и с заданной длительностью и фазой, представленным на временной диаграмме (фиг.2) графиком. Вторично-эмиссионный поток 3 от контролируемой области преобразуется и усиливается усилителем-преобразователем 4 и подается на вход интегратора 5. С выхода интегратора сигнал, соответствующий графику S(t) на временной диаграмме (фиг.2), подается на вход компаратора 6, опорное напряжение U_on на котором задается потенциометром 7. Сигнал ошибки (больше/меньше) поступает на блок 8 последовательного изменения потенциала. Количество интегрируемых импульсов задается счетчиком 9. Энергетический фильтр состоит из вытягивающего электрода 10, управляющего электрода 11 и собирающей сетки 12. Граница энергетической фильтрации задается выходным сигналом блока 8.An input set of signals is fed to the input of integrated circuit 1 with often ^T ° - ^ _clock . At the same time, they are irradiated with a pulsed electron beam 2 with a pulse frequency f _TQKT and with a given duration and phase shown in the time diagram (figure 2) graph. The secondary emission stream 3 from the controlled area is converted and amplified by the amplifier-converter 4 and fed to the input of the integrator 5. From the output of the integrator, the signal corresponding to the graph S (t) in the time diagram (Fig. 2) is supplied to the input of the comparator 6, the reference voltage U _on which is set by potentiometer 7. An error signal (more / less) is supplied to block 8 of the sequential potential change. The number of integrable pulses is set by the counter 9. The energy filter consists of a pulling electrode 10, a control electrode 11 and a collecting grid 12. The boundary of the energy filtering is set by the output signal of block 8.

Пример. Рассмотрим диаграмму, отражающую процесс измерения потенциала при N = 2 и последовательном изменении напряжения на управляющем электроде энергетического фильтра методом деления интервала пополам, Первое значение напряжения на управляющем электроде устанавливают тт — тт -l Uмакс — мин равным U₄ - и_мин + -----------------.Example. Consider a diagram reflecting the process of measuring the potential at N = 2 and sequentially changing the voltage on the control electrode of the energy filter by dividing the interval in half. The first voltage value on the control electrode is set tm - tm -l Umax - min equal to U ₄ - and _min + --- --------------.

Производят интегрирование двух информационных импульсов и сравнивают с опорным напряжением, так как информационный интеграл превышает опору более чем на й , то следующее значение напряжения управляющего электрода устанавливают равным 0₂ - И₄ + + —_с Опять проводят интегрирование и сравнение. Интеграл становится меньше опоры более чем на й , поэтому U5 = I.l_z Two information pulses are integrated and compared with the reference voltage, since the information integral exceeds the support by more than a th, then the next value of the voltage of the control electrode is set to 0 ₂ - And ₄ + + - _s. Integration and comparison are carried out again. The integral becomes less than the support by more than th; therefore, U5 = Il _z

Т т т г _ — -Х S* Z _ — 2/__ торяют до тех пор, нения не достигаетT T T G _ - -X S * Z _ - 2 / __ until then, not reaching

Все действия повпока ошибка сравА . В данном случае (фиг.2) измерение проведено за четыре шага.All actions after the error are a mistake. In this case (figure 2), the measurement was carried out in four steps.

Вследствие того, что накопление сигнала ведет к увеличению отношения сигнал/шум, которое в свою очередь изменяется пропорционально току пучка и длительности импульсов, интегрирование информационных импульсов позволяет уменьшить ток первичного электронного пучка, что является определяющим фактором при тестировании интегральных схем, выполненных по технологии МОП и т.п.Due to the fact that the accumulation of the signal leads to an increase in the signal-to-noise ratio, which in turn varies in proportion to the beam current and pulse duration, the integration of information pulses makes it possible to reduce the current of the primary electron beam, which is a determining factor in testing integrated circuits made using MOS technology and etc.

Claims

Claim

A method for testing integrated circuits, namely, that a periodic input is applied to the tested integrated circuit in the nominal operating mode, the controlled areas of the integrated circuit under test are irradiated with an electronically focused electron beam, the secondary-emission stream is energetically filtered, the filtered secondary stream is converted .. the emission stream into electric □

the signal is amplified, along the boundary of the energy filtering of the secondary emission stream, one judges the potential of the controlled area of the integrated circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy and information content of testing integrated circuits by expanding the frequency range for measuring potentials of 15 potentials, they irradiate in the integrated circuit with an electron-focused electron beam, the region of the tested integrated circuit with a known constant potential and set the value of 20 reference signal corresponding to the known constant potential, periodically interrupt the sharply focused electron beam and integrate a given number of pulses 25 of the electrical signal, compare the integration result with the reference signal and change the energy filtering boundary by the comparison result "