JPS6255264B2 - - Google Patents

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JPS6255264B2
JPS6255264B2 JP55007685A JP768580A JPS6255264B2 JP S6255264 B2 JPS6255264 B2 JP S6255264B2 JP 55007685 A JP55007685 A JP 55007685A JP 768580 A JP768580 A JP 768580A JP S6255264 B2 JPS6255264 B2 JP S6255264B2
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JP
Japan
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voltage
electronic component
amplifier
potential
spectrometer
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JP55007685A
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Peetaa Fuoierubaumu Hansu
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Siemens AG
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Siemens AG
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Publication of JPS6255264B2 publication Critical patent/JPS6255264B2/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/44—Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
    • H01J49/46—Static spectrometers
    • H01J49/48—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
    • H01J49/488—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with retarding grids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/305—Contactless testing using electron beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/266—Measurement of magnetic- or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子顕微鏡を用い、それにより放出
された二次電子のエネルギーをスペクトロメータ
と、その後に接続された光電子増倍管と、さらに
その後に接続された調整増幅器を有する補償回路
とを用いて測定することにより、電子部品特に集
積回路のなかの電位を無接触測定する方法および
装置に関する。
電子部品特に集積回路の導体路内の電位を測定
する方法として、電子顕微鏡特に走査電子顕微鏡
を用い、その一次電子ビームにより測定個所で二
次電子を放出させ、そのエネルギーを測定するこ
とにより測定個所のエネルギーを測定する方法は
公知である。エネルギー測定のために、スペクト
ロメータ特に逆電界スペクトロメータが設けられ
ており、このスペクトロメータは偏向コンデンサ
を含んでおり、この偏向コンデンサにより二次電
子は逆電界を径て電子コレクタに導かれる。電子
コレクタの後に光電子増倍管および調整増幅器が
接続されている。調整増幅器の出力電圧は補償回
路（負帰還ループ）によりスペクトロメータの逆
電界を制御し、格子電圧を電子部品の測定個所の
電位に関して一定に保つ。スペクトロメータの逆
電界電極における格子電圧は、格子と測定点との
間の電圧が再びその最初の値に達するまで調整さ
れる。その結果、格子電圧の変化は試料としての
電子部品の測定個所における電位変化に一致する
（“走査電子顕微鏡”1978（第１巻）、SEMInc.
AMF 0′Hare IL 60666、米国、第795頁ないし第
800頁）。
公知の装置では電子部品に作動電圧が加えら
れ、また制御回路（クロツク回路）から制御タイ
ミングが与えられる。光電子増倍管電圧の変化に
より、スペクトロメータおよび光電子増倍管なら
びに前置増幅器および調整増幅器から成る調整回
路に対する望ましい動作点が調整回路の信号―電
位特性曲線に応じて設定される。この動作点の設
定は手動で行われる。
本発明の目的は、調整回路により動作点の設定
も電位測定自体も自動的に行い得るようにするこ
とである。
この目的は、本発明によれば、電子部品の測定
点に予め定められた電位を加え、調整増幅器の出
力電圧を光電子増倍管電圧の制御を介して予め定
められた目標値に設定し、その後は光電子増倍管
電圧を一定に保ち、続いて電子部品に作動電圧を
加え、調整増幅器出力電圧と目標値との間の差か
ら測定電圧を求めることにより達成される。動作
点の設定のため、電子部品の測定点に特に零電位
を加えることができる。同時に電子部品の他のす
べての端子にも零電位を加えることは好適であ
る。
本発明方法を実施するための装置の特に簡単な
実施例では、光電子増倍管制御回路の前にコンパ
レータが接続されており、このコンパレータに調
整増幅器の出力信号と目標値とが与えられてい
る。コンパレータの出力信号に関与して光電子増
倍管電圧は、調整増幅器の出力信号が予め定めら
れた目標値と等しくなるまで調整される。その後
は光電子増倍管電圧をこの値に一定に保つ装置が
光電子増倍管制御回路に設けられている。その
後、コンパレータは切り離され、電子部品に作動
電圧が加えられ、目標値が調整増幅器の出力値と
ともに差動増幅器に与えられ、この差動増幅器の
出力信号として測定個所の電位が求められる。
以下、図面により本発明を説明する。
図面には、特に走査電子顕微鏡であつてよい電
子顕微鏡の電子光学筒が２で、試料室が１０で、
スペクトロメータが３０で、また補償回路が４０
で示されている。電子光学筒２は陰極３、ウエー
ネルト電極４および陽極５を有する電子銃を含ん
でいる。電子光学筒は一次電子ビーム８に対する
断続装置６および偏向装置７を設けられており、
一次電子ビームは詳細には図示されていない絞り
を通つて試料室１０に入射し、台１４の上に取付
けられた特に集積回路であつてよい電子部品１２
の測定個所において二次電子を放出させる。二次
電子はウエーネルト電極１６および陽極１８の電
界により吸引され、偏向コンデンサ２０によりス
ペクトロメータ３０に向けて偏向される。二次電
子はその鎖線で示されている経路で２つの逆電界
電極２２の減速電界を経てスペクトロメータ３０
の電子コレクタに到達する。電子コレクタはその
遮蔽格子２４とシンチレータ２６との間にたとえ
ば15kvの高い加速電圧を印加される加速間隙を
有する。シンチレータ２６のなかで放出された光
子は光導体２８を経て光電子増倍管３２に導かれ
る。光電子増倍管は一般に高感度の前置増幅器３
４と接続されており、その後にコンパレータ３６
が接続されている。コンパレータは前置増幅器の
出力信号と予め与えられている目標値とを比較
し、これらの信号の差に関係して調整増幅器３８
を制御する。調整増幅器３８の出力信号ＵRは詳
細には図示されていない負帰還ループを経てスペ
クトロメータ３０の格子電極２２に与えられるの
で、光電子増倍管３２ならびに前置増幅器３４、
コンパレータ３６および調整増幅器３８を付属し
たスペクトロメータ３０は補償回路４０を形成す
る。
電子部品１２はその制御タイミング信号を制御
回路４２から受ける。この制御回路は特に一次電
子ビーム８に対する断続装置６と結ばれていてよ
い。切換スイツチ４４により電子部品１２の測定
個所に零電位を加えることができる。
調整増幅器３８の出力信号ＵRは差動増幅器４
６に与えられ、また同時にスイツチ４８を経てコ
ンパレータ５０に与えられる。コンデンサ５４を
有する基準電位源５２により目標値ＵSがそれぞ
れ差動増幅器４６およびコンパレータ５０の第２
の入力端に与えられる。コンパレータ５０の出力
端は光電子増倍管制御回路５６の入力端と接続さ
れており、この制御回路は電源回路５８を介して
光電子増倍管３２の光電子増倍管電圧ＵPMを制御
する。調整増幅器３８の調整出力信号ＵRはオシ
ログラフ６０にも与えられていてよく、そのスク
リーン上に電子部品１２の測定個所における電圧
Ｕnが時間ｔに関係して表示され得る。
電位測定のために先ずスペクトロメータ３０の
動作点が設定される。この目的で切換スイツチ４
４により電子部品１２の測定個所に予め定められ
た電位が加えられる。この電位は特に零電位であ
つてよい。電子部品１２のすべての端子にもこの
電位が加えられることは好適である。その後、ス
ペクトロメータ３０の逆電界電極２２における電
圧が光電子増倍管電圧ＵPMの変化により、スペク
トロメータの信号―電位特性曲線から生ずる予め
定められた電圧値に設定される。調整増幅器３８
の出力信号ＵRはコンパレータ５０に与えられ
る。このコンパレータには目標値ＵSも与えられ
ている。コンパレータ５０の出力信号は光電子増
倍管制御回路５６および電源回路５８を介して光
電子増倍管電圧ＵPMを、コンパレータ５０の入力
信号の差が零になり、したがつて ＵR1＝ＵS となるまで制御する。それによつてスペクトロメ
ータ３０の動作点が設定され、測定信号Ｕnにお
ける直流分が測定され得る。切換スイツチ４４に
より制御回路４２から電子部品１２に制御タイミ
ング信号が与えられ、さらに電子部品１２に作動
電圧が加えられる。光電子増倍管制御回路５６は
設定された光電子増倍管電圧ＵPMの値を一定に保
つ。この目的でたとえばデイジタル記憶装置また
はアナログ記憶装置が設けられていてよい。この
時点で調整増幅器３８は、電子部品の測定個所に
おける測定電圧Ｕnの値だけ高められた出力信号 ＵR＝ＵR1＋Ｕn を生ずる。したがつて差動増幅器４６は入力信号
として ＵR−ＵS＝ＵR1＋Ｕn−ＵS を受けることになり、また予め与えられた目標値
ＵSはスペクトロメータ３０の動作点における調
整増幅器出力信号ＵR1に等しいので、差増増幅器
４６の出力端において ＵR−ＵS＝Ｕn として測定電圧Ｕnが得られる。
こうして図示の装置では、先ず目標値ＵSを与
えることにより自動的にスペクトロメータ３０の
動作点の設定が行われ、続いて電子部品１２の測
定個所における測定電圧Ｕnを求めるべく測定過
程が進められる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による方法を実施するための装置
の一例の概略構成図である。 ２…電子光学筒、３…陰極、４…ウエーネルト
電極、５…陽極、６…断続装置、７…偏向装置、
８…一次電子ビーム、１０…試料室、１２…電子
部品、１４…台、１６…ウエーネルト電極、１８
…陽極、２０…偏向コンデンサ、２２…逆電界電
極、２４…遮蔽格子、２６…シンチレータ、２８
…光導体、３０…スペクトロメータ、３２…光電
子増倍管、３４…前置増幅器、３６…コンパレー
タ、３８…調整増幅器、４０…補償回路、４２…
制御回路、４４…切換スイツチ、４６…差動増幅
器、４８…スイツチ、５０…コンパレータ、５２
…基準電位源、５４…コンデンサ、５６…光電子
増倍管制御回路、５８…電源回路、６０…オシロ
グラフ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電子顕微鏡を用い、それにより放出された二
    次電子のエネルギーをスペクトロメータ３０と、
    その後に接続された光電子増倍管３２と、さらに
    その後に接続された調整増幅器３８を有する補償
    回路４０とを用いて測定することにより、電子部
    品１２のなかの電位を無接触測定する方法におい
    て、電子部品１２の測定点に予め定められた電位
    が加えられ、調整増幅器３８の出力電圧ＵR1が光
    電子増倍管電圧ＵPMの制御を介して予め定められ
    た目標値ＵSに設定され、その後は光電子増倍管
    電圧ＵPMが一定に保たれ、続いて電子部品１２に
    作動電圧が加えられ、調整増幅器出力電圧ＵRと
    目標値ＵSとの間の差（ＵR―ＵS）から測定電圧
    Ｕnが求められることを特徴とする電子部品内電
    位の無接触測定方法。 ２ 電子部品１２の測定点に零電位が加えられる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
    接触測定方法。 ３ 電子顕微鏡と、それにより放出された二次電
    子エネルギーを測定するためのスペクトロメータ
    と、該スペクトロメータに対応して配置された、
    光電子増倍管および調整増幅器を有する補償回路
    とを用いて電子部品のなかの電位を無接触測定す
    るための装置において、電子部品１２に予め定め
    られた電位が与えられるようにされており、調整
    増幅器３８の後に差動増幅器４６とコンパレータ
    ５０とが接続されており、その際該差動増幅器の
    出力が測定電圧Ｕnを与えるようにされ、差動増
    幅器４６およびコンパレータ５０の入力端にはそ
    れぞれ目標値ＵSが与えられており、コンパレー
    タ５０の第２の入力端はスイツチ４８を介して調
    整増幅器３８の出力端と接続されており、コンパ
    レータ５０の出力端は制御回路５６を介して光電
    子増倍管３２の電圧ＵPMを制御することを特徴と
    する電子部品内電位の無接触測定装置。
JP768580A 1979-01-26 1980-01-25 Method of and device for measuring potential in electronic component without contact Granted JPS55102248A (en)

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JPS55102248A JPS55102248A (en) 1980-08-05
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EP (1) EP0014304B1 (ja)
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