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JP3384504B2 - 荷電粒子ビームを利用したicテスタ - Google Patents

荷電粒子ビームを利用したicテスタ

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JP3384504B2
JP3384504B2 JP25955793A JP25955793A JP3384504B2 JP 3384504 B2 JP3384504 B2 JP 3384504B2 JP 25955793 A JP25955793 A JP 25955793A JP 25955793 A JP25955793 A JP 25955793A JP 3384504 B2 JP3384504 B2 JP 3384504B2
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mask
charged particle
particle beam
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三之 朝木
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体集積回路(以下
ICと称す)の設計開発時に利用される荷電粒子ビーム
を利用したICテスタに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にICを製造する場合、回路ネット
リストCADデータと、マスクレイアウトCADデータ
とを利用して、自動的に配線パターン等のマスクレイア
ウトを決定し、自動描画装置によって配線パターン、回
路素子のパターンを描画露光し自動化されている。
【0003】一方、試作されたICの不良個所を探すに
は、従来よりICの製造時に用いた回路ネットリストC
ADデータと、マスクレイアウトCADデータとを用い
て回路ネットリストとマスク図とを表示器に表示させ、
双方を対応付けしながら荷電粒子ビームを利用したIC
テスタ(以下EBテスタと略称する)を作動させ、試作
したICの各配線部分を流れる信号波形を観測し不良個
所の特定等を行なっている。
【0004】図4に回路ネットリストCADデータとマ
スクレイアウトCADデータとを対応付けする照合装置
の構成を示す。図中10及び11はフロッピーディス
ク、或いは固定ディスク等の外部記憶装置を示す。外部
記憶装置10には例えばICの製造に用いる回路ネット
リストCADデータを格納している。また外部記憶装置
11には、例えばマスクレイアウトCADデータを格納
している。
【0005】これら外部記憶装置10及び11から読み
出されたCADデータは、コンピュータによって構成さ
れる照合装置20に入力される。照合装置20はネット
リストデータ変換部21と、マスクレイアウトデータ変
換部22と、ネットリスト対マスクレイアウト照合部2
3と、ネットリストデータ記憶部24と、照合データ記
憶部25と、マスクレイアウトデータ記憶部26と、ネ
ットリスト表示部27と、マスクレイアウト表示部28
とを具備して構成される。
【0006】ネットリストデータ変換部21と、マスク
レイアウトデータ変換部22はそれぞれCADデータを
照合装置20で利用できる形式のフォーマットに変換す
る動作を行う。データ変換部21と22で変換されたネ
ットリストデータと、マスクレイアウトデータはそれぞ
れネットリストデータ記憶部24とマスクレイアウトデ
ータ記憶部26に記憶され、入力手段12から入力した
部位のネットリストがネットリスト表示部27に表示さ
れ、これと共にネットリスト表示部27に表示されたネ
ットリストに対応するマスク図がマスクレイアウト表示
部28に表示される。
【0007】つまり、ネットリスト対マスクレイアウト
照合部23が設けられ、このネットリスト対マスクレイ
アウト照合部23でネットリストとマスク図とが対応付
けされ、同一部位のネットリストとマスク図とが表示部
27と28に表示される。25はその対応付けに必要な
照合データを記憶する照合データ記憶部を示す。図5に
表示の一例を示す。表示部27と28は同一の表示画面
によって構成される。つまりマルチタスク機能により、
同一画面上にネットリストNAとマスク図LAとを表示
する。更にネットリスト表示部27に表示したネットリ
ストNAの特定のセル番号(図ではX2を指示)を入力
手段12から入力することにより、そのネットリストに
対応するパターン部分を輝かせて(図中A2を付して示
す)対応付けして表示する。
【0008】マスクレイアウト表示部28に表示したマ
スクレイアウトデータの位置情報をEBテスタ40に転
送することにより、EBテスタ40はマスクレイアウト
表示部28に表示している領域を観測対象として自動プ
ロービング手段が動作し目的の領域が電子ビームの照射
領域下に来るように被測定ICを乗せたステージが移動
する。
【0009】EBテスタは被試験ICを真空チャンバ内
に配置し、この真空チャンバに配置した被測定ICに例
えば電子ビームのような荷電粒子ビームを照射する。荷
電粒子ビームを観測対象となる配線部分に照射すること
により配線部分の電位の上下に応じて二次電子の放出量
が変化するから、この二次電子の放出量を計測すること
により配線部分の信号波形をとらえることができる。
【0010】従って、マスクレイアウトCADデータに
付加されている、位置情報をEBテスタ40に転送する
ことにより、被測定ICに対する電子ビームの照射位置
を指定することができ、ネットリスト表示部27で指定
したネットリストの部分の信号波形をEBテスタ40で
観測することができる。以上の説明により、照合装置2
0において信号波形を観測すべき配線導体の位置をマス
ク図上で指定することができることが理解できよう。マ
スク図上で指定した配線導体の位置データをEBテスタ
40に送り、この位置データに基ずいて、被測定ICの
位置をX,Y方向に移動させるステージと、荷電粒子ビ
ームの偏向位置が制御され、目的の配線導体に荷電粒子
ビームを照射することができる。荷電粒子ビームの照射
位置を目的とする配線導体の位置に照射させる動作を自
動プロービング処理と呼んでいる。
【0011】自動プロービング処理を実行する場合、C
ADデータから生成したマスク図と被測定ICから取得
したSEM像との対応付けが必要となる。つまりSEM
像は荷電粒子ビームを走査して得る像であるから、荷電
粒子ビームの偏向歪み等により像に歪みが存在する。こ
のため自動プロービング処理の中でSEM像の歪みを補
正し、SEM像をマスク図に合致させる作業が重要な要
素となる。
【0012】図6に従来の自動プロービング処理の方法
を示す。このEB自動位置決め方法は、ステップB1
ステージを移動させ、被測定ICの目標位置を荷電粒子
ビームの照射範囲に合致させる。ステップB2 でSEM
像を取得し、ステップB3 でSEM像の歪みを補正す
る。この補正はマスクレイアウトCADデータから生成
したマスク図とSEM像とのズレ量を測定し、SEM像
がマスク図に合致する補正係数を求めて実行される。マ
スク図とSEM像とのズレ量は倍率、回転方向、配線幅
に関してそれぞれ測定し、倍率補正係数と、回転方向補
正係数と配線幅補正係数を求め補正を行なう。
【0013】SEM像の歪み補正が終了すると、ステッ
プB4 でパターンマッチング処理が実行される。パター
ンマッチング処理ではマスク図とSEM像とを位置合せ
し、マスク図上に指定した荷電粒子ビームの最適照射点
位置とSEM像上の該当位置との座標補正値(Δx,Δ
y)を求める。この座標補正値をステップB5 で偏向系
に送り込み、荷電粒子ビームの偏向を補正し、荷電粒子
ビームの照射点位置を正しい最適照射点位置(配線導体
の巾方向の中央)に合致させ、ステップB6 で電圧波形
の測定を実施する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従来のLSI配線への
EB自動位置決め方式」によればSEM像取得後、SE
M像の歪み補正を行なってマスク図とのパターンマッチ
ングを実行している。従って全ての処理を縦続的に処理
しているから時間が長く掛る欠点がある。つまり、電圧
波形の測定は場所を変更しながら多点にわたって実行す
るから、各点における測定時間が長いと不良個所を特定
するまでの時間が長くなってしまう欠点が生じる。
【0015】この発明の目的は自動プロービング処理を
高速度に実行し、短時間に電圧波形の測定を行なうこと
ができる荷電粒子ビームを利用したEBテスタを提供し
ようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明では、予めイニ
シャルアライメント処理によりSEM像とマスク図とか
らマスク図をSEM像に合致させるための補正係数を求
めておき、SEM像取得中に、マスクレイアウトCAD
データを読み込み、このマスクレイアウトCADデータ
を倍率、回転角、配線幅に関して補正を行なう。補正さ
れたマスクレイアウトCADデータをマスク図に変換
し、このマスク図とSEM像とをパターンマッチングさ
せ、座標補正値(Δx,Δy)を求め、この座標補正値
(Δx,Δy)によりEBビームの照射位置を補正する
構成としたものである。
【0017】従ってこの発明によれば、SEM像の取得
とマスクレイアウトCADデータを補正する処理を並行
して実行することができるから、自動プロービング処理
の全体の所要時間を短縮することができる利点が得られ
る。
【0018】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を説明するための
フローチャートを示す。図1においてはイニシャルア
ライメント処理ルーチンを示す。イニシャルアライメン
ト処理ルーチンは被測定ICを変換したとき1回だけ
実行する。ステップA1 で実行されるステージアライメ
ントはマスクレイアウトCADデータが持つ位置情報と
被測定ICの位置とを整合させると共に被測定IC内の
代表的な領域を指定して、その領域のSEM像を取得
し、ステップA2 でマスクレイアウトCADデータから
生成されるマスク図をSEM像に合致させるための補正
係数(倍率補正係数、回転角ズレを補正する回転角補正
係数、配線巾を整合させる配線巾補正係数)を測定す
る。ステップA2 で測定した各補正係数は記憶手段ME
に取込まれ記憶される。
【0019】イニシャルアライメント処理ルーチンを
終了すると、自動プロービング処理ルーチンを実行す
る。自動プロービング処理ルーチンの開始時点で信号
波形を観測したい配線導体番号をネットリストに従って
入力する(ステップA3 )。配線導体番号が入力される
ことにより、この配線導体を含む部分のマスクレイアウ
トCADデータを特定しその部分のデータをデータベー
スから切出す(ステップA4 )。切出したマスクレイア
ウトCADデータをステップA5 でEBテスタに読込
み、ステップA6 でこのマスクレイアウトCADデータ
を数値データのまま記憶手段MEに記憶した各補正係数
を用いて歪み補正し、画像データ(マスク図)に変換す
る。
【0020】これと同時にステップA7 とA8 で被測定
ICから波形を観測したい配線導体を含む部分のSEM
像を取得する。つまりSEM像の取得は観測したい配線
導体の位置がEBビームの照射範囲に入るようにステー
ジを移動させ特定した配線導体を含む部分のSEM像を
取得する。ステップA6 で補正した補正マスク図とステ
ップA8 で取得したSEM像をステップA9 でパターン
マッチング処理を実施する。つまり、画像同士を重ね合
せ、マスクレイアウトCADデータから取得した画像を
基準にSEM像上の波形を観測すべき配線導体の座標補
正値(Δx,Δy)を求め、この座標補正値(Δx,Δ
y)をEBテスタの偏向系に与えて電子ビームの照射点
位置を補正する(ステップA10)。この補正により電子
ビームの照射点は目的の配線導体に的中し、ステップA
11で目的とする配線導体を流れる信号の波形を測定す
る。
【0021】図2を用いて上述の動作を再度説明する。
図2に示すAは波形を観測したい配線導体を指定してい
る状態を示す。図では回路ネットリストCADデータか
ら回路図を生成し、回路図上で目的の配線導体N101
を指定している状態を示す。目的の配線導体N101を
指定すると、最適位置検出プログラムBにより、その目
的とする配線導体N101上の最適座標位置(X,Y)
を検出する。この最適座標位置(X,Y)をマスクレイ
アウトCADデータから生成したマスク図C上で特定す
る。マスク図を倍率補正係数、回転角補正係数、配線幅
補正係数を使って補正する。補正したマスク図CとSE
M像Dとを用意し、パターンマッチング処理プログラム
Eによってパターンマッチング処理を施す。パターンマ
ッチング処理により座標補正値(Δx,Δy)を求めビ
ームの偏向系Fに与える。座標補正値(Δx,Δy)に
よりビーム照射点を補正し、被測定ICGの目的とする
位置(X+Δx,Y+Δy)に電子ビームHを照射し、
この配線導体N101を流れる信号の波形を測定する。
【0022】図3はこの発明の変形実施例を示す。この
例ではイニシャルアライメント処理によって得た歪み補
正係数を記憶手段ME1に用意する外に予めマスクレイ
アウトCADデータの全て又は必要と思われる所要部分
をマスクレイアウトCADデータ領域において補正し、
この補正した補正CADデータを記憶手段ME2に用意
し、自動プロービング処理中はこの記憶手段ME2をア
クセスするだけで済ませるように構成した場合を示す。
つまり、自動プロービング処理中に補正処理動作を行な
う必要がないから、更に高速化を達することができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
マスクレイアウトCADデータをイニシャルアライメン
トによって求めたSEM像の歪みに対応させるための補
正係数により補正する構成としたから、この補正処理を
SEM像の取得動作に並行して実行することができる。
よって少なくとも従来技術で説明したSEM像の歪みを
補正する時間分は自動プロービング手段の処理時間を短
かくすることができる。従って高速度で動作する自動プ
ロービング手段を具備したEBテスタを得ることができ
る。
【0024】またこの発明ではマスクレイアウトCAD
データを各補正係数で補正する構成としたから、マスク
レイアウトCADデータは数値データであるため画像デ
ータ(マスク図)を補正するより補正処理が容易であ
る。このためこの補正処理の部分も高速化を達すること
ができ、全体の処理速度も向上させることができる利点
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するための図。
【図2】この発明の概要を説明するための図。
【図3】この発明の変形実施例を説明するための図。
【図4】回路ネットリストCADデータとマスクレイア
ウトCADデータから目的とする配線導体を指定する様
子を説明するためのブロック図。
【図5】回路ネットリストCADデータとマスクレイア
ウトCADデータをそれぞれ表示部に表示した状態を示
す正面図。
【図6】従来の技術を説明するための図。
【符号の説明】 イニシャルアライメント処理ルーチン 自動プロービング処理ルーチン ME,ME1,ME2 記憶手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/305 - 31/307

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷電粒子ビームを自動プロービング手段
    により自動的に目的とする配線導体に照射し配線導体か
    ら放出される二次電子の量を測定して配線導体を流れる
    信号波形を測定することができる荷電粒子ビームを利用
    したICテスタにおいて、イニシャルアライメント処理時に指定された代表領域の
    SEM像とマスクレイアウトCADデータから生成され
    たマスクとを合致させるための補正係数を求め、 自動プロービング処理時に上記補正係数を用いた観測し
    たい マスクレイアウトCADデータの補正と観測したい
    SEM像の取得動作を並行して実行することにより自
    動プロービング手段の処理速度を高速化したことを特徴
    とする荷電粒子ビームを利用したICテスタ。
  2. 【請求項2】 荷電粒子ビームを自動プロービング手段
    により自動的に目的とする配線導体に照射し配線導体か
    ら放出される二次電子の量を測定して配線導体を流れる
    信号波形を測定することができる荷電粒子ビームを利用
    したICテスタにおいて、イニシャルアライメント処理時に指定された代表領域の
    SEM像とマスクレイアウトCADデータから生成され
    たマスクとを合致させるための補正係数を求め、 この補正係数を用いて必要なマスクレイアウトCADデ
    ータを補正した補正マスクレイアウトCADデータを記
    録し、 自動プロービング処理時に上記補正マスクレイアウトC
    ADデータへのアクセスと観測したい SEM像の取得動
    を並行して実行することにより自動プロービング手
    段の処理速度を高速化したことを特徴とする荷電粒子ビ
    ームを利用したICテスタ。
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