TW423037B - Electron beam tester and setting method therefore - Google Patents

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A7 53 47pif.doc/00S 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（（） 本專利申請案之優先權，係以1998年9月18日提出申 請的日本專利申請案第H10-265149號及1999年8月12日提 出申請的日本專利申請案第ΗΠ-228839號爲依據，其內容 均倂入本案供參考。 本發明是有關於一種電子束測試機以測試電子元件 及一種電子束測試機設定方法。且特別的是，本發明是有 關於一種電子束測試機以測試電子元件及可輕易地設定 一截割（slice)準位之電子束測試機設定方法。 爲了使用電子束測試機來測試電子元件，適當地設定 一截割準位是有需要的。假如截割準位太高，由於局部場 效應的因素，測試結果可能會受到相鄰線之電壓的影響。 另一方面，假如截割準位太低，則量測信號會被偵測二次 電子之電路及電子束鏡磁柱所引起的雜訊所遮蔽。信號比 例可能會因雜訊而變差。日本公告專利申請案第H6-44472 號及日本早期公開專利申請案第H7-45674號揭露出一些 傳統截割準位設定方法的範例。然而，傳統的截割準位設 定方法具有以下的問題。 由於局部場效應的因素，S曲線的形狀可能會改變， 導致截割準位無法可靠地橫越S曲線。而且，必須耗費大 量時間去確認一適當的截割準位。此外，還有一個情況 是，電子元件例如半導體元件之表面具有一薄隔離層。若 隔離層下之電壓可透過隔離層被傳送，則經由放射電子束 橫越隔離層，來間接的量測隔離層下之電壓是可能的。然 而，當電子束已被放射一段長時間時，隔離層可能會變成 被充電，導致要可靠地量測隔離層下之電壓是不可能的。 4 ------------I--------訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 423〇37 5347pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（v) 第1A圖繪示的是提供至電子元件之量測點上之電壓 的波形圖，以及第1Β圖繪示的是當電子束持續被放射橫 越量測點上之隔離層時，經由電子束測試機量測到之電壓 的波形圖。如果電子元件之電壓改變，則隔離層之電壓會 被此相同因素改變。然而，當電子元件之電壓是恆量時， 假如電子束持續被放射，則隔離層之表面可能會變成被充 電，導致要可靠地量測隔離層下之電壓是不可能的。 例如，當量測橫越電子元件之幾個相位的電壓波形 時，可獲得多個電壓値。在此種情況下，很難依據量測結 果及量測狀況來確認電子元件是否真的具有多個電壓値或 量測波形是否爲錯誤的。 因此，本發明的目的在於克服習知的缺點，並提出一 種電子束測試機以測試電子元件及一種電子束測試機設 定方法。此目的可經由結合獨立申請項所描述來達成。獨 立申請項詳述額外的優點及本發明之範例組合。 爲了達到上述目的，依照本發明一較佳實施例之用以 測試電子元件之電子束測試機包括：一驅動電路，用以提 供一信號至電子元件中；一電子槍，用以經由驅動電路提 供之信號，放射一電子束至電子元件中，以致能電子元件 放射出一二次電子；一驅動器，用以輸出一需求分析電壓 ，以加速二次電子；一偵測器，用以偵測經由分析電壓加 速之二次電子；一平均計算單元，用以當驅動器輸出一第 一分析電壓時，計算經由偵測器偵測到之二次電子的一第 一平均値，以及當驅動器輸出一第二分析電壓時，計算經 由偵測器偵測到之二次電子的一第二平均値；以及一截割 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4^3〇3 7 η

5347pii'.doc/0〇S A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明o ) 準位計算單元’用以依據第一平均値與第二平均値，計算 用以測試電子元件之一截割準位。 此電子束測試機更包括一通知單元，用以當第一與第 二平均値間之差數小於一預定數値時，發出一預定警告信 號來通知一使用者。 第一分析電壓與第二分析電壓分別可以是一最高分 析電壓與一最低分析電壓，其可在電子束測試機中設定。 此外，電子束測試機可更包括一脈衝產生單元，用以 產生電子束之一脈衝，以及一延遲單元，用以在一需求時 序中放射電子束之脈衝。此時序具有大於一最小間距之一 間距，使二次電子可經由放射脈衝被偵測。 驅動電路在一預定週期提供信號至電子元件中。延遲 單元可包括一單元用以放射電子束之脈衝至電子元件中， 其不同步於預定週期。 當然，當延遲單元可包括一單元用以在一隨機時序放 射電子束之脈衝至電子元件中時，驅動電路可在一預定週 期提供信號至電子元件中。此隨機時序可在一預定數之取 樣時序間發生，其同步於每一預定週期中之信號。 延遲單元可包括一單元用以位移一相位，使脈衝在預 定週期及每一預定週期被放射。 驅動電路可在一預定週期提供信號至電子元件中’以 及平均計算單元可計算第一與第二平均値。在驅動器輸出 第一分析電壓時，平均在複數個週期之第一相位中經由複 數個被放射之脈衝射出之複數個二次電子的數量’可計算 出第一平均値。在驅動器輸出第二分析電壓時’平均在複 6 --I-----------------^ --------- (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） Γ42303 7 A7 5347pif.doc/008 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 五、發明說明（〇/ ) 數個週期之第二相位中經由複數個被放射之脈衝射出之 複數個二次電子的數量，可計算出第二平均値。 驅動電路可在一預定週期提供該號至電子元件中；以 及平均計算單元可計算在信號之每一複數個相位中，二次 電子之數量的平均値。每一複數個相位中之平均値的一最 小値可以是第一平均値，以及每一相位中之平均値的一最 大値可以是第二平均値。 電子束測試機可更包括一確認單元，用以確認截割準 位是否需要調整。此調整可經由比較至少一最高與一最低 量測電壓以及在一相位中電子元件之一量測電壓獲得之 平均値之至少一最小與最大値來完成。此最高與最低量測 電壓可經由量測電子元件在複數個相位外之一相位中獲 得。 電子束測試機也可包括一顯示裝置，用以顯示截割準 位需要再次量測之一訊息。當最高量測電壓遠不同於從此 相位中電子元件之量測電壓獲得之平均値之最小値的一 預定數値時，顯示此訊息是有需要的。當最低量測電壓遠 不同於從此相位中電子元件之量測電壓獲得之平均値之 最大値的一預定數値時，再次顯示此訊息是有需要的。 當最高量測電壓遠不同於從相位中電子元件之量測 電壓獲得之平均値之最小値的一預定數値時，在一相位中 之第一平均値可被再次量測以獲得最高量測電壓，以及可 使用第一平均値再次設定截割準位。 同樣地，當最低量測電壓遠不同於從相位中電子元件 之量測電壓獲得之平均値之最大値的一預定數値時，在一 7 I I--1 —— — — — —— --------t ------I I I (猜先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格·（210 * 297公釐） ί23〇3 5347pif.doc/008 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（γ ) 相位中之第二平均値可被再次量測以獲得最低量測電 壓，以及可使用第二平均値再次設定截割準位。 在一相位中之第一平均値可被再次量測以獲得最低 量測電壓，以及在一相位中之第二平均値可被再次量測以 獲得最高量測電壓。當獲得之最低與最高量測電壓間之一 差數，以及在每一相位中電子元件之量測電壓間獲得之平 均値之最大値與最小値之一差數不同於一預定數値時，可 使用第一平均値與第二平均値再次設定截割準位。 截割準位計算單元可經由將第一與第二平均値之一 中間値乘以一預定係數，計算出截割準位。 電子束測試機可更包括一量測單元，用以在一預定分 析電壓中量測複數個二次電子之一數量。量測單元可在計 算截割準位之後，測試電子元件；電子束測試機也可包括 一計算單元，用以計算一收斂係數α，使得分析電壓收斂 至截割準位。計算單元也可依據複數個二次電子之數量與 截割準位間之一差數乘以收斂係數α所獲得之一數値，調 整分析電壓。 計算單元可經由一方程式計算出收斂係數α: a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 其中A是第一平均値，B是第二平均値，Va是第一分析電 壓，以及Vb是第二分析電壓。 當信號之一準位到達一預定數値及分析電壓是第一 分析電壓時，計算單元可紀錄複數個二次電子之一數量 A。當信號之一準位到達預定數値及分析電壓是第二分析 電壓時，計算單元也可紀錄複數個二次電子之一數量B。 -------— —--— ----I--訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 42303 5 347pif-^〇c/〇〇8 A7 B7 五、發明說明（c) 可經由一方程式計算出收斂係數(¾ : a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中Va是第一分析電壓，以及Vb是第二分析電壓。 驅動電路可在一預定週期提供信號至電子元件中；平 均計算單元可在驅動器輸出第一分析電壓Va時，計算在信 號之每一相位中複數個二次電子之一數量的一平均値。平 均計算單元可令每一相位中平均値之最小値爲第一平均 値A。以及平均計算單元也可在驅動器輸出第二分析電壓 Vb時，計算在信號之每一相位中複數個二次電子之一數量 的一平均値，此處，每一相位中平均値之最大値會變成第 二平均値B。截割準位計算單元可經由將第一平均値與第 二平均値之一中間値乘以一預定係數，計算出截割準位。 電子束測試機可更包括一量測單元，用以在一預定分析電 壓中量測複數個二次電子之數量，以測試電子元件；以及 一計算單兀’用以計算一收敛係數α。可使用下列方程 式，使得分析電壓收斂至截割準位： a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 可依據複數個二次電子之數量與截割準位間之一差數乘 以收斂係數α所獲得之一數値，調整分析電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 量測單元可於再次計算截割準位之後，在一預定分析 電壓中量測二次電子之數量，以測試電子元件.計算單元 可再次計算一收斂係數’以使分析電壓收斂至截割準 位。計算單元也可並依據二次電子之數量與截割準位間之 差數乘以收斂係數0：所獲得之一數値，調整分析電壓。 依照本發明一較佳實施例之一種電子束測試機設定 9 本^張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公g ---- 5 347pif.doc/008 42303 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 方法，係一種用以測試電子元件之電子束測試機設定方 法，包括：提供一信號至電子元件中，以驅動電子元件； 經由提供之信號，放射一電子束至電子元件中，以致能電 子元件放射出一二次電子；當一第一分析電壓加速二次電 子使其輸出時，計算二次電子之第一平均値；當一第二分 析電壓加速二次電子使其輸出時，計算二次電子之第二平 均値；以及依據第一與第二平均値，計算用以測試電子元 件之截割準位。 此電子束測試機設定方法更包括確認截割準位是否 需要調整。此調整可依據經由使用截割準位量測電子元件 所獲得之至少一最高量測電壓與一最低量測電壓以及至 少一第一分析電壓與第二分析電壓。 此本發明之摘要並未描述出所有的必要特徵，以便使 本發明也可以是這些描述特徵之附屬組合。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明#下： 簡單說明： 寒的是如何經由一電子束充電一電子元件的 示意圖； 第2圖繪示的是電子束測試機之結構的方塊圖； 第3圖繪示的是供應至電子元件之電壓波形與S曲線 的關係曲線圖^ 第4圖繪示的是第1圖中之控制裝置之結構的方塊 圖； 10 -----------------It--訂·------ I 1^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 42303 7 5347pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（$ ) 第5圖繪示的是收斂係數α的曲線圖； 第6圖繪示的是如何決定截割準位的曲線圖；以及 第7圖繪示的是在本實施例中如何計算收斂係數α的 曲線圖。 圖式之標號說明： 10 電子束磁柱 12 電子元件 14 平台 16 電子槍 18 磁鏡 20 脈衝極化板 22 脈衝孔洞 24 磁鏡 26 偏導器 28 分析線圈 36 偵測器 38 放大器 40 A/D轉換器 42 控制裝置 44 鍵盤 46 顯示裝置 48 驅動器 50 時脈產生器 52 計數器 54 顯示單元 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------III --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 42303 7 5347pif.d〇c/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明) 56 :測試信號產生電路 60 :計算單元 62 :平均計算單元 64 :截割準位計算單元 66 :輸出控制電路MMM- 本發明將以較佳實施例描述於下，然其並非用以限定 本發明之範圍，而是以本發明爲範例。描述於本發明實施 例中之所有特徵及組合並非是必然的。 第2圖繪示的是電子束測試機之結構的方塊圖。電子 元件12安裝在一電子束磁柱10中之平台14上。來自電子槍 16之電子束EB會經由磁鏡18、脈衝極化板20、脈衝孔洞 22、磁鏡24與偏導器26。隨後，經由一偵測器36透過一分 析線圈28，可獲得來自電子元件12之二次電子SE。偵測器 36會將二次電子信號之數量轉換成一電壓。此電壓會經由 一放大器38放大，並經由一 A/D轉換器4〇轉換成一數位信 號，接著被供應至一控制裝置42中。鍵盤44與顯示裝置46 都連接至控制裝置42。 控制裝置42透過一驅動器48控制電子束磁柱10。控制 裝置42控制時脈產生器50及致能時脈產生器50以輸出時 脈信號0 1與0 2。時脈信號0 1會被供應至計數器52中， 而計數器52產生之計數會被供應至顯示單元54與控制裝 置42中。時脈信號0 2會被供應至一測試信號產生電路56 中。測試信號產生電路56依照時脈信號0 2之時序，來控 制測試信號至電子元件12中。時脈信號0 2也會被供應至 --I-----I---^--------訂-------I -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 42303 7.， Λ7 5347pif.doc/008 ______B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印Μ 五、發明說明 延遲單元54中。延遲單元54依照時脈信號02之時序及來 自計數器52之計數，來控制A/D轉換器4〇。延遲單元54也 會控制電子束磁柱10 ’以及致能電子束EB使其被間斷地放 射出。 第3圖繪示的是供應至電子元件〗2之電壓波形與S曲 線的關係曲線圖°當電子束被放射至一量測點且分析電壓 Vr從最小値增加到最大値時’偵測器36透過分析線圈28捕 獲之二次電子站的數量’幾乎改變形成—S曲線’如同分 析電壓Vr增加° s曲線係由穩定橫切在最小値之平台、急 速增加之下一平台與穩定橫切在最大値之最終平台所組 成。S曲線之形狀係依據提供給電子元件丨2之電壓而改 變。爲了量測電子兀件12之電壓，截割準位必須橫越任何 電壓之電子元件丨2的S曲線。 第4圖繪示的是第1圖中之控制裝置42之詳細結構的 方塊圖。控制裝置42包括一輸出控制電路66 ’其接收來自 計數器52之計數値’及控制驅動器⑽、時脈產生器50與測 試信號產生電路56 ; —平均計算單元62，其接收來自A/D 轉換器40之二次電子之數量的數位近似値’並計算此數位 値的平均値：一截割準位計算單元64 ’其以平均計算單元 62所計算出之平均値爲依據’計算出截割準位；以及一計 算單元，其計算分析電壓及其他數値。 首先，輸出控制電路66提供一可能的最大分析電壓 (最高分析電壓）給分析線圈28。接者’如同驅動電路之範 例之測試信號產生電路56 ’會在一預定週期提供一測試信 號給電子元件12。延遲單元54會在一需求時序時致能電子 (請先閱謓背面之注意ί項再填寫本頁> 裝--------訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） %3〇 37, 5347pif.d〇T：/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（π ) 束EB之脈衝，其與測試信號之週期不同步。 二次電子SE之數量會依照具有一大分散之每一電子 束EB的脈衝被放射出。放射束之脈衝寬會變得較短，而效 果分散會變得較大。例如，當脈衝寬是40Ps時，二次電子 SE可僅被偵測做爲具有〇或1之資料。因此，當多脈衝被放 射時，平均計算單元62會計算出經由偵測器36偵測到之二 次電子的平均値(第一平均値）。 然後，輸出控制電路66與驅動器48提供一可能的最小 分析電壓（最低分析電壓）給分析線圈28。測試信號產生電 路56會在一預定週期提供測試信號給電子元件12。延遲單 元54會在一需求時序時致能電子束EB之多脈衝使其被放 射出，其與測試信號之週期不同步。平均計算單元62會計 算出經由偵測器3 6偵測到之二次電子的平均値（第二平均 値）。 在上述範例中’延遲單兀54會在一需求時序時致能電 子束EB之多脈衝使其被放射出，其與測試信號之週期不同 步。在另一實施例中1在測試信號之每一週期中，延遲單 元54可在取樣時序之一預定數間之一隨機時序時，致能脈 衝使其被放射至電子元件12中，其同步於測試信號。在測 試信號之每一週期中，當脈衝被放射時，測試信號之相位 可能會有位移產生。 因此，二次電子可在測試信號之每一相位被同等的取 樣。當電子束EB之脈衝被放射時，電子元件12上之隔絕層 可依照電子元件12之電壓被逐漸地充電。我們可以發現， 經由電子束測試機量測到之電壓會依照儲存在隔絕層上 * — — — — — — — — — 11— . 11 I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Μ <^3〇 3 7 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 五、發明說明（（V) 之電荷數量而變化。因此値得注意的是，當計算截割準位 之儲存電荷的數量時，可能相當於當實際量測電子元件12 之電壓之儲存電荷的數量。 在此實施例中，若二次電子在測試信號之每一相位被 同等的取樣’則電子元件12上之隔絕層會依照提供至電子 元件12之電子信號的平均準位被充電。如此當實際量測電 子元件I2之電壓時，將可縮小儲存電荷之數量的差額。最 後結果則是’在隔絕層中之電壓可被更可靠地量測出。 截割準位計算裝置64計算用以測試電子元件12之截 割準位。計算結果可經由將第一與第二平均値的中間値乘 以一預定係數來完成’例如1。在測試信號之一週期期間 提供之許多取樣時序(例如500)中，電子束測試機可在任何 時序放射出電子束之脈衝。然而，當二次電子在每一個相 位中被偵測時，一些過程例如計算平均値會變得很慢。因 此’二次電子例如會在500個點之最小8個點中被偵測。 因此，可輕易地及快速地計算出截割準位。在計算截 割準位之後，可經由提供一預定分析電壓給分析線圈28及 放射至電子元件12中之電子束ΕΒ，量測出二次電子的數 量。藉由調整分析電壓，以便使相當於截割準位之二次電 子的量測數量，可根據此分析電壓獲得電子元件12上之量 測點的電壓。經由將介於二次電子之量測數量與截割準位 間之差數乘以收斂係數α，可計算出分析電壓之調整數 量。 第5圖繪示的是合理之收斂係數α的曲線圖。其使用 介於二次電子電流I與截割準位Is間之在一確定電流中之8 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I--- ----- --------訂-------1-- (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42303 7 A7 5347pif .doc/008 B7五、發明說明（0 ) 曲線的傾斜度△ V/ΔΙ，做爲收斂係數α。然而，當實際量 測電子元件12上之電壓時，較難去起始計算的是S曲線之 局部傾斜度Δν/ΔΙ。因此，在此實施例中，收斂係數^是 較易計算的。 令Α是當驅動器48輸出最高分析電壓Va時之二次電 子的平均數，以及B是當驅動器48輸出最低分析電壓Vb時 之二次電子的平均數。計算單元60可經由下列方程式（1)， 計算出收斂係數α: a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C 是一常數） （1) 計算單元60依據經由介於二次電子之量測數量與截割準 位間之差數乘以收斂係數α所獲得之數値，調整提供至分 析線圏28之分析電壓。然後，電子束測試機再次量測二次 電子之數量，若有需要，則額外調整分析電壓。量測終止 於當二次電子之量測數量收斂於截割準位時。 第6圖繪示的是介於二次電子電流與適當截割準位間 的相關曲線圖。電子元件12之電壓變得較高，而S曲線之 最小値變得較小。當電子元件12之電壓是最大値且分析電 壓是最大値時，爲了使截割準位橫越S曲線，則截割準位 必須小於二次電子電流之最小値Α。也是値得注意的是， 截割準位與二次電子電流之最大値B間距一確定角度。 另一方面，電子元件12之電壓變得較低，而S曲線之 最小値變得較大。當電子元件12之電壓是最小値且分析電 壓是最小値時，爲了使截割準位橫越S曲線，則截割準位 必須大於二次電子電流之最小値B。也是値得注意的是， 截割準位與二次電子電流之最小値A間距一確定角度。 ------— — — — —— 裝 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張又度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 2 3 0 3 7 A? 534 7pii’.d〇c/008 βγ 五、發明說明（~) 因此，在此實施例中，平均計算單元62計算在測試信 號之每一相位中之二次電子的平均値。此外，當最高分析 電壓輸出時，每一相位中之二次電子的最小平均値會被計 算出，以及當最低分析電壓輸出時，每一相位中之二次電 子的最大平均値會被計算出。經由選擇最大與最小値的中 間値做爲截割準位，截割準位可橫越所有的S曲線。當電 子元件12之電壓及分析電壓是在最低時，截割準位可間距 於兩二次電子電流，以及當電子元件12之電壓及分析電壓 是在最高時，截割準位可間距於兩二次電子電流。 爲了梢微設定間距於二次電子之最小與最大平均數 的中間値之截割準位，可經由將最小與最大平均數的中間 値乘以一預定係數計算出截割準位。因此，電子元件12可 被測試較爲可靠。 如上所述，在此實施例中，當電子元件12之電壓及分 析電壓是最小時，電子束測試機可計算出間距於兩二次電 子電流之截割準位，以及當電子元件12之電壓及分析電壓 是最高時，電子束測試機可計算出間距於兩二次電子電流 之截割準位。然而。依據電子元件12本身之結構或電子束 測試機之電子元件12的安裝情況，當電子元件12之電壓及 I 分析電壓是最小時，介於二次電子電流間會有一小差異， 以及當電子元件12之電壓及分析電壓是最大時，介於二次 電子電流間會有一小差異。 在電壓波形量測中，分析電壓會被控制，以便使偵測 器36偵測到之二次電子電流可收斂至截割準位，並依據二 次電子電流之相鄰數値計算出。經由偵測器36偵測到之二 I---------— I · -------訂--------- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 423037

5347pii'.d〇c/00S 五、發明說明) 次電子電流的數値’可能會減低至S曲線之彎曲部份或S曲 線之外部內。因此’要適當地控制分析電壓以及使二次電 子電流收斂至截割準位是不可能的。由於這個原因，要準 確地量測電壓波形以及量測電子元件12之正確電壓是不 可能的。 因此，在此實施例中，當二次電子電流之最小與最大 平均數量間有一小差異時，如同一通知單元範例之顯示裝 置46會顯示一警告訊息，以通知使用者無法量測到準確電 壓’如上所述。因此，快速地及可靠地通知使用者，波形 量測無法被適當的執行是有可能的。因此，爲了執行電壓 波形量測’使用者可採取立即的動作例如改變及調整電子 元件I2之結構，以及改變電子束測試機之電子元件12的安 裝情況。 第7圖繪示的是在本實施例中如何計算收斂係數α的 曲線圖。計算單元60依據每一相位中之平均數量的最小値 Α’與最大値Β’來計算收斂係數。，其係使用下列方程式^ α 气Vb-Va)/(B’-A’)x C (C是一常數） （2) 因此’使得收斂係數α接近實際S曲線之傾斜度，以及因 此使得分析電壓收斂較快是可能的。 在另一實施例中，當用以測試電子元件I2之測試信號 的準位是〜預定數値及分析電壓是最高分析電壓時，計算 單元60可起始紀錄二次電子的數量Α，。當用以測試電子 元件12之測試信號的準位是一預定數値及分析電壓是最 低分析電壓時，計算單元60也可紀錄二次電子的數量 計算單元60接著可使用上述方程式(2)，計算出收斂係數 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1----- 丨訂·-------- 本紙張尺㈣财關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 42303 l 5347pif.d〇c/008 五、發明說明（β ) a ° 在上述實施例中，二次電子僅會在測試信號之部分相 位中被偵測，以及截割準位會依據二次電子之量測數量的 平均値被計算。然而，當測試電子元件12時，可在測試信 號之各相位中獲得二次電子。在這些各相位中，會有一相 位其測試信號之準位爲高，以及會有一相位其測試信號之 準位爲低。因此，可經由在這些信號準位中再次偵測二次 電子，藉以將截割準位調整至一較適當的數値。 例如，從電子元件12之最高量測電壓中扣除相位中之 電子元件12的量測電壓，可獲得用來計算截割準位之二次 電子之平均數量的最小値。假如此獲得數値大於一預定數 値，則顯示裝置46會顯示一訊息指出截割準位必須被再次 量測。因此，在此相位中之二次電子的平均數量會被再次 量測，以獲得最高量測電壓，並使用此量測平均値再次設 定截割準位與收斂係數α。 相反地，從相位中之電子元件12的量測電壓中扣除電 子元件12的最低量測電壓，可獲得用來計算截割準位之二 次電子之平均數量的最大値。假如此獲得數値大於一預定 數値，則顯示裝置會顯示一訊息指出截割準位必須被再 次量測。因此，在此相位中之二次電子的平均數量會被再 次量測，以獲得最低量測電壓，並使用此量測平均値再次 設定截割準位與收斂係數α。 在一些範例中，介於電子元件12之最低與最高量測電 壓間的差數，以及介於每一相位中電子元件12之量測電壓 間的差數，其用來確定截割準位之最大値與最小値可被獲 A7 -------I-------I---—訂·--------"5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 5347pifdoc/008 B7 五、發明說明（n) 得，且其不同於預定數値。在此範例中，在此相位中之第 一平均値可被再次量測，以獲得最低量測電壓，以及在此 相位中之第二平均値可被再次量測，以獲得最高量測電 壓。接著可使用第一與第二平均値，再次設定截割準位與 收斂係數α。因此，截割準位與收斂係數可被設定至一較 適當的數値，以及電子元件12可被較可靠及快速地測試。 在上述中已淸楚地描述解釋，本發明提出一種電子束 測試機，其可輕易地設定截割準位。因此，電子元件之電 壓波形可被快速地量測出。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 I -----------裝----I---訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 42303 4 7/pif.doc/008 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 申請專利範圍 1. 一種電子束測試機，用以測試一電子元件，包括： 一驅動電路，用以提供一信號至該電子元件中； 一電子槍，用以經由該驅動零路提供之該信號，放射 一電子束至該電子元件中，以致能該電子元件放射出一二 次電子； 一驅動器，用以輸出一需求分析電壓，以加速該二次 電子； 一偵測器，用以偵測經由該分析電壓加速之該二次電 子； 一平均計算單元，用以當該驅動器輸出一第一分析電 壓時，計算經由該偵測器偵測到之該二次電子的一第一平 均値，以及當該驅動器輸出一第二分析電壓時，計算經由 該偵測器偵測到之該二次電子的一第二平均値；以及 一截割準位計算單元，用以依據該第一平均値與該第 二平均値，計算用以測試該電子元件之一截割準位。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電子束測試機，更包 括一通知單元，用以當該第一平均値與該第二平均値間之 差數小於一預定數値時，發出一預定警告信號來通知一使 用者。 3·如申請專利範圍第1項所述之電子束測試機，其中 該第一分析電壓與該第二分析電壓分別是一最高分析電 壓與一最低分析電壓，其可在該電子束測試機中設定。 4.如申請專利範圍第3項所述之電子束測試機，更包 括一脈衝產生單元，用以產生該電子束之一脈衝，以及一 延遲單元，用以在一需求時序中放射該電子束之該脈衝， 21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — — — — — — I— I I I 1111 『—. 本紙張K度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） α23Ό3 ： 5347pjf.doc/008 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 該時序具有大於一最小間距之一間距，使該二次電子可經 由放射該脈衝被偵測。 5. 如申請專利範圍第4項所述之電子束測試機，其 中： 該驅動電路在一預定週期提供該信號至該電子元件 中；以及 該延遲單元包括一單元用以放射該電子束之該脈衝 至該電子元件中，其不同步於該預定週期。 6. 如申請專利範圍第4項所述之電子束測試機，其 中·· 該驅動電路在一預定週期提供該信號至該電子元件 中；以及 該延遲單元包括一單元用以在一預定數之取樣時序 間發生之一隨機時序中，放射該電子束之該脈衝至該電子 元件中，其同步於每一該預定週期中之該信號。 7. 如申請專利範圍第4項所述之電子束測試機，其 中： 該驅動電路在一預定週期提供該信號至該電子元件 中；以及 該延遲單元包括一單元用以位移一相位，使該脈衝在 該預定週期及每一該預定週期被放射。 8. 如申請專利範圍第4項所述之電子束測試機，其 中： 該驅動電路在一預定週期提供該信號至該電子元件 中；以及 22 ------------<--------訂---------線 (請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) 本紙張又度適用中國國家標準（CNSM4規格（2】0 X 297公釐） A8B8C8D8 5347pif，doc/〇〇g 六、申請專利範圍 該平均計算單元在該驅動器輸出該第一分析電壓 時，平均在複數個該週期之一第一相位中經由複數個被放 射之該脈衝射出之複數個該二次電子的數量’計算出該第 一平均値，以及在該驅動器輸出該第二分析電壓時’平均 在複數個該週期之一第二相位中經由複數個被放射之該 脈衝射出之複數個該二次電子的數量，計算出該第二平均 値。 9. 如申請專利範圔第8項所述之電子束測試機，其 中： 該驅動電路在一預定週期提供該信號至該電子元件 中，以及 該平均計算單元計算在該信號之每一複數個相位 中，該二次電子之該數量的該平均値，並令每一該複數個 該相位中之該平均値的一最小値爲該第一平均値，以及令 每一該相位中之該平均値的一最大値爲該第二平均値。 10. 如申請專利範圍第9項所述之電子束測試機，更包 括一確認單元，用以比較經由量測該電子元件在該複數個 該相位外之一相位中獲得之至少一最高輿一最低量測電 壓，及在一相位中該電子元件之一量測電壓獲得之該平均 値之至少一最小與最大値，確認該截割準位是否需要調 整。 11. 如申請專利範圍第10項所述之電子束測試機，更 包括一顯示裝置，用以當該最高量測電壓遠不同於從該相 位中該電子元件之該量測電壓獲得之該平均値之該最小 値的一預定數値時，顯示該截割準位需要再次量測之—訊 23 ------------β--------^---------φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公餐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Cl id ό U j / AB g _534 7PH..doc_8_DS 六、申請專利範圍 息。 12. 如申請專利範圍第10項所述之電子束測試機，更 包括一顯示裝置，用以當該最低量測電壓遠不同於從該相 位中該電子元件之該量測電壓獲得之該平均値之該最大 値的一預定數値時，顯示該截割準位需要再次量測之一訊 息。 13. 如申請專利範圍第10項所述之電子束測試機，其 中當該最高量測電壓遠不同於從該相位中該電子元件之 該量測電壓獲得之該平均値之該最小値的一預定數値 時，在一相位中之該第一平均値會被再次量測以獲得該最 高量測電壓，以及使用該第一平均値再次設定該截割準 位。 14. 如申請專利範圍第10項所述之電子束測試機，其 中當該最低量測電壓遠不同於從該相位中該電子元件之 該量測電壓獲得之該平均値之該最大値的一預定數値 時，在一相位中之該第二平均値會被再次量測以獲得該最 低量測電壓，以及使用該第二平均値再次設定該截割準 位。 15. 如申請專利範圍第10項所述之電子束測試機，其 中當獲得之該最低與該最高量測電壓間之一差數，以及在 每一相位中該電子元件之該量測電壓間獲得之該平均値 之該最大値與該最小値之一差數不同於一預定數値時，在 一相位中之該第一平均値會被再次量測以獲得該最低量 測電壓，以及在一相位中之該第二平均値會被再次量測以 獲得該最高量測電壓，並使用該第一平均値與該第二平均 ----------装·-------訂_ίι丨丨— 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張反度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 3:” 5347pif.docy〇08 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 値再次設定該截割準位。 16. 如申請專利範圍第1項所述之電子束測試機，其中 該截割準位計算單元經由將該第一平均値與該第二平均 値之一中間値乘以一預定係數，計算出該截割準位。 17. 如申請專利範圍第16項所述之電子束測試機，更 包括： 一量測單元，用以在計算該截割準位之後，於一預定 分析電壓中量測複數個該二次電子之一數量，以測試該電 子元件：以及 一計算單元，用以計算一收斂係數《，使得該分析電 壓收斂至該截割準位，並依據該複數個該二次電子之該數 量與該截割準位間之一差數乘以該收斂係數α所獲得之 一數値，調整該分析電壓。 18. 如申請專利範圍第17項所述之電子束測試機，其 中該計算單元經由一方程式計算出該收斂係數α: a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 其中A是該第一平均値，B是該第二平均値，Va是該第一分 析電壓，以及Vb是該第二分析電壓。 19. 如申請專利範圍第17項所述之電子束測試機，其 中當該信號之一準位是一預定數値及該分析電壓是該第 一分析電壓時，該計算單元紀錄複數個該二次電子之一數 量A，以及當該信號之一準位是一預定數値及該分析電壓 是該第二分析電壓時，該計算單元紀錄複數個該二次電子 之一數量B，並經由一方程式計算出該收斂係數α : a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 25 ------------ I I I ! ^« II I II I I((. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)M規格（210x297公釐） * · ί 2 4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 〜 A8 ;B8 C8 5347pif.doc/008申請專利範圍 其中Va是該第一分析電壓，以及Vb是該第二分析電壓。 20. 如申請專利範圍第3項所述之電子束測試機，其 中： 該驅動電路會在一預定週期提供該信號至該電子元 件中； 該平均計算單元會在該驅動器輸出該第一分析電壓 Va時，計算在該信號之每一相位中複數個該二次電子之一 數量的一平均値，並令每一相位中該平均値之一最小値爲 該第一平均値A，以及該平均計算單元會在該驅動器輸出 該第二分析電壓Vb時，計算在該信號之每一相位中複數個 該二次電子之一數量的一平均値，並令每一相位中該平均 値之一最大値爲該第二平均値B ;以及 該截割準位計算單元經由將該第一平均値與該第二 平均値之一中間値乘以一預定係數，計算出該截割準位； 以及 更包括： 一量測單元，用以在一預定分析電壓中量測複數個該 二次電子之該數量，以測試該電子元件；以及 一計算單元，用以經由一方程式計算出一收斂係數 α，使得該分析電壓收斂至該截割準位： a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 並依據該複數個該二次電子之該數量與該截割準位間之 一差數乘以該收斂係數α所獲得之一數値，調整該分析電 壓。 21. 如申請專利範圍第18項所述之電子束測試機，其 I---I-------装·！ —訂-!!11-線 t請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 5347pif.doc/008 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 中： 該量測單元會於再次計算該截割準位之後，在一預定 分析電壓中量測該二次電子之一數量，以測試該電子元 件；以及 該計算單元再次計算一收斂係數α，以使該分析電壓 收斂至該截割準位，並依據該二次電子之該數量與該截割 準位間之該差數乘以該收斂係數α所獲得之一數値，調整 該分析電壓。 22. —種用以測試一電子元件之電子束測試機設定方 法，包括： 提供一信號至該電子元件中，以驅動該電子元件； 經由提供之該信號，放射一電子束至該電子元件中， 以致能該電子元件放射出一二次電子； 當一第一分析電壓加速該二次電子使其輸出時，計算 該二次電子之一第一平均値； 當一第二分析電壓加速該二次電子使其輸出時，計算 該二次電子之一第二平均値；以及 依據該第一平均値與該第二平均値，計算用以測試該 電子元件之一截割準位。 23. 如申請專利範圍第22項所述之電子束測試機設定 方法，更包括當該第一平均値與該第二平均値間之差數小 於一預定數値時，發出一預定警告信號來通知一使用者。 24. 如申請專利範圍第23項所述之電子束測試機設定 方法，其中該第一分析電壓與該第二分析電壓分別是一最 高分析電壓與一最低分析電壓，其可經由該電子束測試機 27 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装1!11 訂-----1 — !·^- I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） *423037 534 7pif.doc/008 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 輸出。 25. 如申請專利範圍第24項所述之電子束測試機設定 方法，更包括： 產生該電子束之一脈衝，以及 在一需求時序中放射該電子束之該脈衝，其具有大於 一最小間距之一間距，使該二次電子可經由放射該脈衝被 偵測。 26. 如申請專利範圍第25項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中；以及 該放射該脈衝放射該電子束之該脈衝至該電子元件 中，其不同步於該預定週期。 27. 如申請專利範圍第25項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中；以及 該放射該脈衝在一預定數之取樣時序間發生之一隨 機時序，放射該電子束之該脈衝至該電子元件中，其同步 於每一該預定週期中之該信號。 28. 如申請專利範圍第25項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中；以及 該放射該脈衝在該預定週期及每一該預定週期，位移 — — — 1 — 丨 — — — 1! 裝 _ I — I I I I I 訂 — — — — — — — _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 423037 5347pif.d〇c/00S A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 被放射之該脈衝一相位D 29.如申請專利範圍第25項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中； 當該第一分析電壓被輸出時，該計算該第一平均値平 均在複數個該週期之一第一相位中經由複數個被放射之 該脈衝射出之複數個該二次電子的一數量，計算出該第一 平均値；以及 當該第二分析電壓被輸出時，該計算該第二平均値平 均在複數個該週期之一第二相位中經由複數個被放射之 該脈衝射出之複數個該二次電子的一數量，計算出該第二 平均値。 30·如申請專利範圍第29項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中；以及 該計算該第一平均値與該第二平均値在該信號之每 一該相位，計算該複數個該二次電子之該數量之該平均 値，並令每一該相位中之該平均値的一最小値爲該第一平 均値，以及令每一相位中之該平均値的一最大値爲爲該第 二平均値。 31.如申請專利範圍第23項所述之電子束測試機設定 方法，其中該計算該截割準位經由將該第一平均値與該第 二平均値之一中間値乘以一預定係數，計算出該截割準 (請先閱讀背面之it意事項再填寫本頁) 装---- 訂---------線. 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ,4 經濟部智慧財產居員工消費合作杜印製 2 3 0 3 7， S' C8 5347pif.d〇c/008_™_ 六、申請專利範圍 位。 32. 如申請專利範圍第31項所述之電子束測試機設定 方法，更包括： 在計算該截割準位之後，於一預定分析電壓中量測複 數個該二次電子之一數量，以測試該電子元件； 計算一收斂係數α，以使該分析電壓收斂至該截割準 位；以及 依據該複數個該二次電子之該數量與該截割準位間 之一差數乘以該收斂係數α所獲得之一數値，調整該分析 電壓。 33. 如申請專利範圍第32項所述之電子束測試機設定 方法，其中該計算該收斂係數經由一方程式計算出該收斂 係數α : a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 其中A是該第一平均値，B是該第二平均値，Va是該第一分 析電壓，以及Vb是該第二分析電壓。 34. 如申請專利範圍第32項所述之電子束測試機設定 方法，其中該計算該收斂係數經由一方程式計算出該收斂 係數α : α -(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 其中當該信號之一準位是一預定數値及該分析電壓是該 第一分析電壓時，A是該二次電子之一數量，當該信號之 一準位是一預定數値及該分析電壓是該第二分析電壓 時，B是該二次電子之一數量，Va是該第一分析電壓，以 及Vb是該第二分析電壓。 I I I I ] ---------I 襄· 1 I ! — I I - I — — — 豸 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 42303 5347pif.doc/008 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 35, 如申請專利範圍第24項所述之電子束測試機設定 方法，其中： 該驅動該電子元件在一預定週期提供該信號至該電 子元件中； 當該第一分析電壓Va被輸出時，該計算該第一平均 値計算在該信號之每一相位中複數個該二次電子之一數 量的一平均値，並令每一相位中之該平均値的一最小値爲 該第一平均値A ; 當該第二分析電壓Vb被輸出時，該計算該第二平均 値計算在該信號之每一相位中複數個該二次電子之一數 量的一平均値，並令每一相位中之該平均値的一最大値爲 爲該第二平均値B ;以及 該計算該截割準位經由將該第一平均値與該第二平 均値間之一中間値乘以一預定係數，計算出該截割準位； 以及 更包括： 量測在一預定分析電壓中複數個該二次電子之該數 量，以測試該電子元件；以及 經由一方程式計算出一收斂係數α，以使該分析電壓 收斂至該截割準位： a =(Vb-Va)/(B-A)xC (C是一常數）， 並依據該複數個該二次電子之該數量與該截割準位間之 一差數乘以該收斂係數α所獲得之一數値，調整該分析電 壓。 36. 如申請專利範圍第23項所述之電子束測試機設定 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 政！丨訂------線— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 42303 7 5347pif.doc/〇〇8 008899 ABCS 六、申請專利範圍 方法’更包括依據經由使用該截割準位量測該電子元件所 獲得之至少一最高與一最低量測電壓及至少一該第一分 析電壓與該第二分析電壓，確認該截割準位是否需要調 整。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉