JPH0614101B2 - 集積回路内部の論理状態変化の描出方法 - Google Patents
集積回路内部の論理状態変化の描出方法Info
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- JPH0614101B2 JPH0614101B2 JP57041613A JP4161382A JPH0614101B2 JP H0614101 B2 JPH0614101 B2 JP H0614101B2 JP 57041613 A JP57041613 A JP 57041613A JP 4161382 A JP4161382 A JP 4161382A JP H0614101 B2 JPH0614101 B2 JP H0614101B2
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- 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
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- G01R31/305—Contactless testing using electron beams
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、集積回路内部の隣接する回路ノードの論理状
態変化を走査型電子顕微鏡のパルス化電子線プローブを
用いて論理状態図に描出する方法に関する。
態変化を走査型電子顕微鏡のパルス化電子線プローブを
用いて論理状態図に描出する方法に関する。
データ幅がますます大きくなりつつあるマイクロプロセ
ッセおよびマイクロコンピュータの開発段階における回
路アナリシスのためには、新たな測定技術が必要とされ
る。本発明は、関心の対象である測定点が一直線上にあ
るかぎり、隣接する導電帯における論理状態変化の描出
を可能とする方法に関するものである。
ッセおよびマイクロコンピュータの開発段階における回
路アナリシスのためには、新たな測定技術が必要とされ
る。本発明は、関心の対象である測定点が一直線上にあ
るかぎり、隣接する導電帯における論理状態変化の描出
を可能とする方法に関するものである。
相互に利用されている公知の方法として、“ストロボス
コープ的電圧コーディング”（H.P.Feuerbaum:“電子線
測定技術の進歩への寄与”電子顕微鏡による直接撮像の
寄与、Oberflchen１１、第６７〜７１頁、１９７８
年）および“論理状態マッピング（G.Crichtonほか：
“電子線によるマイクロプロセッサの試験“Digest of
Papers１９８０ IEEE Test Conference、第４４４〜４
４９頁、１９８０年、およびP.Fazekas:”電子線による
集積回路内部電位の試験”Technisches Me ssen ４８
（１９８０）１、第２９〜３５頁）がある。これらの公
知の方法は、相互に平行に延びる比較的長い導電帯にお
ける論理状態変化の描出を同時に可能にする。しかし、
比較的短い導電帯片においては、これらの方法は応用可
能でない。
コープ的電圧コーディング”（H.P.Feuerbaum:“電子線
測定技術の進歩への寄与”電子顕微鏡による直接撮像の
寄与、Oberflchen１１、第６７〜７１頁、１９７８
年）および“論理状態マッピング（G.Crichtonほか：
“電子線によるマイクロプロセッサの試験“Digest of
Papers１９８０ IEEE Test Conference、第４４４〜４
４９頁、１９８０年、およびP.Fazekas:”電子線による
集積回路内部電位の試験”Technisches Me ssen ４８
（１９８０）１、第２９〜３５頁）がある。これらの公
知の方法は、相互に平行に延びる比較的長い導電帯にお
ける論理状態変化の描出を同時に可能にする。しかし、
比較的短い導電帯片においては、これらの方法は応用可
能でない。
比較的短い導電帯片における論理状態変化は機械的測定
プローブもしくは電子線プローブにより導電帯ごとに個
々に測定され得る。しかし、比較的短い導電帯片におけ
る論理状態変化の同時測定を行うのには、機械的測定プ
ローブを用いる方法では困難である。
プローブもしくは電子線プローブにより導電帯ごとに個
々に測定され得る。しかし、比較的短い導電帯片におけ
る論理状態変化の同時測定を行うのには、機械的測定プ
ローブを用いる方法では困難である。
本発明の課題は、走査型電子顕微鏡のパルス化電子線プ
ローブにより論理状態図に集積回路内部の隣接する複数
個の回路ノードの論理状態変化を描出する方法として、
比較的短い導電帯片にも応用可能な方法を提供すること
である。
ローブにより論理状態図に集積回路内部の隣接する複数
個の回路ノードの論理状態変化を描出する方法として、
比較的短い導電帯片にも応用可能な方法を提供すること
である。
この課題は、本発明により、パルス化された電子線プロ
ーブが集積回路上で常に同一の線上をｘ方向に走査し、
これに対応して走査型電子顕微鏡の画面上ではライン毎
に走査を行い、また画面上の走査ラインのＹ方向の移動
に伴い同時に電子線プローブのパルスの位相（照射タイ
ミング）が連続的にずらされることにより解決される。
ーブが集積回路上で常に同一の線上をｘ方向に走査し、
これに対応して走査型電子顕微鏡の画面上ではライン毎
に走査を行い、また画面上の走査ラインのＹ方向の移動
に伴い同時に電子線プローブのパルスの位相（照射タイ
ミング）が連続的にずらされることにより解決される。
論理状態図に描出する時間範囲を定めるには、１回の画
面全体の走査の間にずらされる位相の範囲が自由に設定
されてよい。
面全体の走査の間にずらされる位相の範囲が自由に設定
されてよい。
論理状態図と試料との間の対応づけのため、測定線（最
後に描出された走査行）まで試料を描出し、この線にお
いて初めてパルス化電子線プローブ針のｙ偏向を固定す
ることができる。この場合、走査型電子顕微鏡の画面上
の像は上部に集積回路の一部分を示し、これに続く下部
はこの集積回路の最後に描出された走査線の論理状態の
バー表示（論理１は“暗”、論理０は“明”として表さ
れた表示）を示す。この最後に描出された走査線はこの
集積回路の隣接する複数個の回路ノードの論理状態変化
を描出する際に測定線としての役割をする。
後に描出された走査行）まで試料を描出し、この線にお
いて初めてパルス化電子線プローブ針のｙ偏向を固定す
ることができる。この場合、走査型電子顕微鏡の画面上
の像は上部に集積回路の一部分を示し、これに続く下部
はこの集積回路の最後に描出された走査線の論理状態の
バー表示（論理１は“暗”、論理０は“明”として表さ
れた表示）を示す。この最後に描出された走査線はこの
集積回路の隣接する複数個の回路ノードの論理状態変化
を描出する際に測定線としての役割をする。
論理状態図に描出された集積回路内部の隣接する複数個
の回路ノードの論理状態変化の情報量は、マイクロコン
ピュータおよび計算機の試験に用いられる通常の論理ア
ナライザの情報量に相当する（J.McLeod；“論理アナラ
イザ（鋭いフォールト・ファインダをますます鋭く）
“Electronic Design、２８、１９８０年７月、第４８
〜５６頁）。
の回路ノードの論理状態変化の情報量は、マイクロコン
ピュータおよび計算機の試験に用いられる通常の論理ア
ナライザの情報量に相当する（J.McLeod；“論理アナラ
イザ（鋭いフォールト・ファインダをますます鋭く）
“Electronic Design、２８、１９８０年７月、第４８
〜５６頁）。
以下、図面により本発明を一層詳細に説明する。
図面には、論理状態図の作成の際のパルス化電子線プロ
ーブの本発明による運動の仕方が示されている。
ーブの本発明による運動の仕方が示されている。
ここに説明する論理状態図作成の技術は先に引用した公
知の技術に基づいている。以下に、論理状態図を作成す
るための測定原理を説明する。実験は表面保護膜の付い
ていない８０８５形マイクロプロセッサ（微細化した型
のものをシーメンス社で開発・製造したもの）で行われ
た。
知の技術に基づいている。以下に、論理状態図を作成す
るための測定原理を説明する。実験は表面保護膜の付い
ていない８０８５形マイクロプロセッサ（微細化した型
のものをシーメンス社で開発・製造したもの）で行われ
た。
論理状態図を作成するための測定原理はサンプリング原
理に基づいている（L.Balkほか：“ＳＥＭ内の高い周波
数における定量的電圧コントラスト“ＳＥＭ（１９７
６、第６１５〜６２４頁）。集積回路は制御プログラム
に基づく信号により制御されるが、本発明で用いられる
プログラムはいわゆるループ構造となっている。プログ
ラムの動作が開始し、ループ構造となっているプログラ
ムの実行が行われると、ループ構造の終りで再びループ
構造の始めに戻る。このようにして、プログラムループ
は繰り返し実行される。電子線測定技術においてサンプ
リング原理とは、電子線プローブがプログラム・ループ
の周波数でパルス化され、またパルスの位相が（照射タ
イミング）が全ループまたはその部分にわたりずらされ
ることを意味する。その際、プログラム・ループはでき
るかぎり短くなければならない。なぜならば、電子線プ
ローブによるサンプリング技術におけるパルス幅−休止
比は小さ過ぎてはならないからである（A.Gopinath：
“ＳＥＭ内の最小測定可能電圧の見積り”J.Phys.Ｅ：S
ci.Instrum、第１０巻、第９１１〜９１３頁、１９７７
年）。
理に基づいている（L.Balkほか：“ＳＥＭ内の高い周波
数における定量的電圧コントラスト“ＳＥＭ（１９７
６、第６１５〜６２４頁）。集積回路は制御プログラム
に基づく信号により制御されるが、本発明で用いられる
プログラムはいわゆるループ構造となっている。プログ
ラムの動作が開始し、ループ構造となっているプログラ
ムの実行が行われると、ループ構造の終りで再びループ
構造の始めに戻る。このようにして、プログラムループ
は繰り返し実行される。電子線測定技術においてサンプ
リング原理とは、電子線プローブがプログラム・ループ
の周波数でパルス化され、またパルスの位相が（照射タ
イミング）が全ループまたはその部分にわたりずらされ
ることを意味する。その際、プログラム・ループはでき
るかぎり短くなければならない。なぜならば、電子線プ
ローブによるサンプリング技術におけるパルス幅−休止
比は小さ過ぎてはならないからである（A.Gopinath：
“ＳＥＭ内の最小測定可能電圧の見積り”J.Phys.Ｅ：S
ci.Instrum、第１０巻、第９１１〜９１３頁、１９７７
年）。
第１図は本発明でのパルス化電子線プローブの集積回路
上での動き方の例を示す。パルス化電子線プローブＰＥ
は導電帯をｘ方向にゆっくりと走査する。
上での動き方の例を示す。パルス化電子線プローブＰＥ
は導電帯をｘ方向にゆっくりと走査する。
論理状態図を描出する際には、測定線の始端Ａで走査を
開始し、終端Ｅでｘ方向の走査１回分を終了したのち、
直ちに測定線の始端Ａに戻り、パルス化電子線プローブ
のパルスの位相（照射タイミング）を前もって定められ
た値だけずらし、再びｘ方向の走査を行う。この際、ｙ
方向に少しずらしてｘ方向の走査を行う方法が公知の方
法であるが、本発明ではｙ方向は固定である。第１図で
は導電帯が２本しか示されていないが、実際の集積回路
では、多数の導電帯が存在し得る。
開始し、終端Ｅでｘ方向の走査１回分を終了したのち、
直ちに測定線の始端Ａに戻り、パルス化電子線プローブ
のパルスの位相（照射タイミング）を前もって定められ
た値だけずらし、再びｘ方向の走査を行う。この際、ｙ
方向に少しずらしてｘ方向の走査を行う方法が公知の方
法であるが、本発明ではｙ方向は固定である。第１図で
は導電帯が２本しか示されていないが、実際の集積回路
では、多数の導電帯が存在し得る。
パルス化された電子線プローブが集積回路上で常に同一
の線をｘ方向に走査するのに対応し、走査型電子顕微鏡
の画面の電子線は画面上でライン毎に走査を行うので、
画面上には２次元の画像が現れる。また画面上の走査ラ
インのＹ方向の移動に伴い同時に、導電帯上をゆっくり
とｘ方向に動いている電子線プローブのパルスの位相
（照射タイミング）が連続的にずらされる。１回の画面
走査の間の位相範囲を自由に選択することにより、プロ
グラムループ全体またはその任意の部分を論理状態図に
描出することができる。その際、論理状態は電圧コント
ラスト（論理状態“０”は明るく、論理状態“１”は暗
く描出される。）として画面表示される。（A.Gopinath
ほか：“電圧コントラスト；展望”、ＳＥＭ／１９７
８、第３７５〜３８０頁、およびH.-P.Feuerbaumほか：
“集積回路上の定性的および定量的電圧測定”、電子顕
微鏡による直接撮像の寄与、Oberflache第８巻、第４６
９〜４８０頁、１９７５年）。
の線をｘ方向に走査するのに対応し、走査型電子顕微鏡
の画面の電子線は画面上でライン毎に走査を行うので、
画面上には２次元の画像が現れる。また画面上の走査ラ
インのＹ方向の移動に伴い同時に、導電帯上をゆっくり
とｘ方向に動いている電子線プローブのパルスの位相
（照射タイミング）が連続的にずらされる。１回の画面
走査の間の位相範囲を自由に選択することにより、プロ
グラムループ全体またはその任意の部分を論理状態図に
描出することができる。その際、論理状態は電圧コント
ラスト（論理状態“０”は明るく、論理状態“１”は暗
く描出される。）として画面表示される。（A.Gopinath
ほか：“電圧コントラスト；展望”、ＳＥＭ／１９７
８、第３７５〜３８０頁、およびH.-P.Feuerbaumほか：
“集積回路上の定性的および定量的電圧測定”、電子顕
微鏡による直接撮像の寄与、Oberflache第８巻、第４６
９〜４８０頁、１９７５年）。
第２図は第１図で示すように走査を行った場合、走査型
電子顕微鏡の画面に論理状態図がどのように描出される
かを示す例である。
電子顕微鏡の画面に論理状態図がどのように描出される
かを示す例である。
走査型電子顕微鏡の画面ではＸ方向の走査１回毎にＹ方
向に走査位置が送られるので、画面には２次元状の画像
が表示される。Ｘ方向の走査を行う毎にパルス化電子線
プローブのパルスの位相（照射タイミング）がずらされ
るので、これに対応して位相（即ち時間）のずれた導電
帯での論理状態がＸ方向の走査時に表示される。
向に走査位置が送られるので、画面には２次元状の画像
が表示される。Ｘ方向の走査を行う毎にパルス化電子線
プローブのパルスの位相（照射タイミング）がずらされ
るので、これに対応して位相（即ち時間）のずれた導電
帯での論理状態がＸ方向の走査時に表示される。
画面のＹ方向が位相のずれ量に対応し、導電帯の論理状
態が“１”の時は暗く、“０”のときは明るく表示され
るため、画面では導電帯の論理状態が明暗のバー表示と
なって現れる。
態が“１”の時は暗く、“０”のときは明るく表示され
るため、画面では導電帯の論理状態が明暗のバー表示と
なって現れる。
画面全体の走査に対応する位相の範囲は自由に設定でき
る。
る。
第３図、第４図は導電帯が短い場合（導電帯片）にそれ
ぞれ公知の方法と本発明での走査型電子顕微鏡の画面に
現れる２次元画像の違いを示す例である。
ぞれ公知の方法と本発明での走査型電子顕微鏡の画面に
現れる２次元画像の違いを示す例である。
公知の方法（第３図）では画面の走査のＹ方向の移動に
伴い、集積回路上でのパルス化電子線の走査のｙ方向の
移動とパルスの位相（照射タイミング）のずらいが行わ
れるため、集積回路の画像と論理状態図画が重なったよ
うな画像が走査型電子顕微鏡の画面に現れる。
伴い、集積回路上でのパルス化電子線の走査のｙ方向の
移動とパルスの位相（照射タイミング）のずらいが行わ
れるため、集積回路の画像と論理状態図画が重なったよ
うな画像が走査型電子顕微鏡の画面に現れる。
これに対し本発明（第４図）では、走査型電子顕微鏡の
画面での走査のＹ方向の移動に伴い、集積回路上でのパ
ルス化電子線の走査のｙ方向の移動を行わず、パルスの
位相（照射タイミング）のずらしのみが行われる。即
ち、集積回路上ではパルス化電子線の走査のｙ方向の座
標は測定線で固定されているため、走査型電子顕微鏡の
画面に測定線での集積回路の論理状態が描出される。
画面での走査のＹ方向の移動に伴い、集積回路上でのパ
ルス化電子線の走査のｙ方向の移動を行わず、パルスの
位相（照射タイミング）のずらしのみが行われる。即
ち、集積回路上ではパルス化電子線の走査のｙ方向の座
標は測定線で固定されているため、走査型電子顕微鏡の
画面に測定線での集積回路の論理状態が描出される。
第３図では、測定線がＬＡ（始点）とＬＥ（終点）で示
されている。第４図ではこの測定線で論理状態図が本発
明によりどのように描出されるかの例を示している。測
定線の位置は自由に設定できる。
されている。第４図ではこの測定線で論理状態図が本発
明によりどのように描出されるかの例を示している。測
定線の位置は自由に設定できる。
測定線の位置を確認するため、測定線まで試料（集積回
路）の公知の描出を行い、この測定線で本発明による論
理状態図の描出を開始することができる。この場合、測
定線が第３図に示すような状態では、走査型電子顕微鏡
の画面に描出される画像は第５図のようになる。この場
合、測定線までの描出をパルス化電子線プローブではな
く、連続電子線プローブにより行うことも可能であり、
この場合には、第５図における測定線ＬＡ−ＬＥより上
の部分の明暗のバー表示は現れず、導電帯の形状のみ描
出される。
路）の公知の描出を行い、この測定線で本発明による論
理状態図の描出を開始することができる。この場合、測
定線が第３図に示すような状態では、走査型電子顕微鏡
の画面に描出される画像は第５図のようになる。この場
合、測定線までの描出をパルス化電子線プローブではな
く、連続電子線プローブにより行うことも可能であり、
この場合には、第５図における測定線ＬＡ−ＬＥより上
の部分の明暗のバー表示は現れず、導電帯の形状のみ描
出される。
表示保護膜の付いていない８０８５形マイクロプロセッ
サを本発明の方法により測定した結果、入力されたプロ
グラム・ループが正確に描出された。
サを本発明の方法により測定した結果、入力されたプロ
グラム・ループが正確に描出された。
大きなデータ幅を有する計算機システムの試験に対する
論理アナライザの意義は疑う余地がない。本発明によれ
ば、導電帯片が短い場合にも集積回路内部の論理状態図
をパルス化電子線プローブにより得ることができる。他
の手段では検出し得なかったマイクロプロセッサおよび
マイクロコンピュータ内の弱点および欠陥が成功裡に検
出された。
論理アナライザの意義は疑う余地がない。本発明によれ
ば、導電帯片が短い場合にも集積回路内部の論理状態図
をパルス化電子線プローブにより得ることができる。他
の手段では検出し得なかったマイクロプロセッサおよび
マイクロコンピュータ内の弱点および欠陥が成功裡に検
出された。
第１図は、本発明によるパルス化電子線プローブの運動
の仕方を示す図、第２図は本発明により得られる論理状
態図の例、第３図および第４図は導電帯片が短い場合の
それぞれ公知の方法と本願発明による方法で得られる２
次元画像を示す図、第５図は測定線まで公知の方法によ
り試料の描出を行い測定線において本発明による論理状
態図の描出を行った場合に得られる図である。 Ａ……測定線の始端、Ｅ……測定線の終端、ＰＥ……パ
ルス化電子線プローブ、ＳＥ……二次電子線、ｘ、ｙ…
…集積回路上の座標、Ｘ、Ｙ……走査型電子顕微鏡の画
面上の座標、ＳＵ……半導体集積回路基板、ＬＥ……半
導体集積回路配線。
の仕方を示す図、第２図は本発明により得られる論理状
態図の例、第３図および第４図は導電帯片が短い場合の
それぞれ公知の方法と本願発明による方法で得られる２
次元画像を示す図、第５図は測定線まで公知の方法によ
り試料の描出を行い測定線において本発明による論理状
態図の描出を行った場合に得られる図である。 Ａ……測定線の始端、Ｅ……測定線の終端、ＰＥ……パ
ルス化電子線プローブ、ＳＥ……二次電子線、ｘ、ｙ…
…集積回路上の座標、Ｘ、Ｙ……走査型電子顕微鏡の画
面上の座標、ＳＵ……半導体集積回路基板、ＬＥ……半
導体集積回路配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペ−タ−・フアツエカス ドイツ連邦共和国ミユンヘン80シユトウン ツシユトラ−セ21 (72)発明者 ハンスペ−タ−・フオイエルバウム ドイツ連邦共和国ミユンヘン83ツコルスキ −シユトラ−セ22 (72)発明者 ウルリツヒ・クナウエル ドイツ連邦共和国ミユンヘン70プフオイフ ア−シユトラ−セ30 (72)発明者 ヨハン・オツト− ドイツ連邦共和国バ−トテルツ・ペ−タ− ハンマ−シユミツトシユトラ−セ４
Claims (3)
- 【請求項１】集積回路内部の隣接する回路ノードの論理
状態変化を電子ビームテスター（ＥＢテスター）のパル
ス化電子線プローブを用いて論理状態図に描出する方法
において、パルス化された電子線プローブが集積回路上
で常に同一の線上をｘ方向に走査し、これに対応して電
子ビームテスターの表示画面上ではＸ、Ｙ方向に走査を
行い、表示画面上の走査ラインのＹ方向の移動に伴い同
時に電子線プローブの位相（照射タイミング）が連続的
にずらされることを特徴とする集積回路内部の論理状態
変化の描出方法。 - 【請求項２】位相は範囲が論理状態図に描出すべき時間
範囲に応じて選定されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】電子線プローブはその走査が論理状態の測
定を行う線まで試料の画像を描出し、この線においてパ
ルス化された電子線プローブのｙ偏向が固定されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3110138.0 | 1981-03-16 | ||
| DE19813110138 DE3110138A1 (de) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Verfahren zur darstellung logischer zustandsaenderungen mehrerer benachbarter schaltungsknoten in integrierten schaltungen in einem logikbild mittels einer gepulsten elektronensonde |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57173762A JPS57173762A (en) | 1982-10-26 |
| JPH0614101B2 true JPH0614101B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=6127438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041613A Expired - Lifetime JPH0614101B2 (ja) | 1981-03-16 | 1982-03-16 | 集積回路内部の論理状態変化の描出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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