DE1946931A1 - Verfahren zum Pruefen von Schaltungen und Vorrichtung zur Ausfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

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GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, VStA

Verfahren zum Prüfen von Schaltungen und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Schaltungen und eine Vorrichtung· zur Ausführung des Verfahrens. ■-

Bevor integrierte Schaltungen in großen Stückzahlen hergestellt werden, müssen sie auf fehlerfreies Betriebsverhalten überprüft werden. Außerdem -müssen die Spannungsbereiche und die Grenzwerte der Umweltbedingungen, bei deren Einhaltung die Schaltung noch betreibbar ist, festgestellt werden. Ferner muß für gleichbleibende Qualität gesorgt v/erden, wenn integrierte Schaltungen in.großen Stückzahlen hergestellt werden. Bei Schaltungen mit einzelnen Transistoren und Bauelementen können hochfrequente und gleichbleibende Spannungen mit Oszillographen und mechanischen Tastköpfen oder Sonden gemessen werden. Andererseits ist es schwierig, an integrierten Schaltungsplättchen wegen ihrer äußerst kleinen Abmessungen selbst mit mechanischen Mikrosonden zu messen, weil es schwierig ist, die Sonde oder den Taster zur Kontaktgabe an der richtigen Stelle der integrierten Schaltung anzusetzen. Außerdem sind integrierte Schaltungsplättchen häufig mit einem festen dielektrischen Material überzogen, das sich schwer durchstoßen läßt. Es besteht vielmehr die Gefahr, daß beim Durchstoßen der Schutzuber-

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züge'die Schaltung beschädigt wird-. Auch in elektrischer Hinsicht unterliegen mechanische .Mikrosonde*!. Einschränkungen, weil integrierte Schaltungen häufig im Nanosekunden^. bereich arbeiten müssen und Parallelwiderstände auftreten, die größer als .ein Megaohm sind, so daß die mechanischen Sonden selbst die Messung.stören können. Da typische parallelkapazitäten kleiner als Ό,1 Picofarad sind, ist es insbeso.n-■-dere schwierig, Anstiegs- und Abfallzeiten .von Impulsen im _: llanosekundenbereich mit Hilfe mechanischer Mikrosonden zu messen. ^: ■ ■ --. . ■ .

Man hat bereits-Abtastelektronenstrahlmikroskope zur Aufzeichnung von statischen Oberfläehenpotentialverteilungen eines integrierten Schaltuhgsplättchens verwendet. Dabei wird unter Anlegung einer gleichbleibenden Spannung .an den Eingang der integrierten Schaltung die zu untersuchende Fläche ..langsam zeilenweise abgetastet und das Ergebnis auf einem fotografischen Mim aufgezeichnet. Dieses Verfahren ist insofern unzureichend, als Änderungen des Oberflächenpotentials bei Zuführung von Steuer-r oder Befehlssignalen nicht ständig beobachtet werden können und insofern, als Elektronenstrahlabtastmikroskope nicht in der Lage sind, Wellenformen zu messen. - . -

Durch Verwendung von Elektronenstrahlen und Ausnützung der Sekundäremission können nach der Erfindung sich zeitlich ·. ändernde Spannungen der Schaltung untersucht werden, indem man ihre entsprechenden^:elektrischen Oberflächenfelder abtastet. Der-Elektronenstrahl wird in einen kleinen flächenhaften Punkt zerlegt-und trifft mit geringer Energie und ■ verhältnismäßig starkem Strahlstrom auf eine integrierte Schaltung, so daß durch den abtastenden Strahl ein einzelner

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Schaltungspunkt ausgewählt werden kann. Der starke Strahlstrom erzeugt klare Oszillogramme selbst von sehr hochfrequenten Schwingungen. Veränderungen des Oberflächenpotentials infolge des die integrierte Schaltung abtastenden Elektronenstrahls sind wegen des. geringen Auftreffpotentials minimal, da dieses Potential so gewählt ist, daß durch jedes Frimärelektron nur ein Sekundärelektron ausgelöst wird. Infolgedessen ergibt sich insgesamt kaum eine Änderung der elektrischen Ladung auf der integrierten Schaltung, so daß die Potentialverteilung auf der Oberfläche der integrierten Schaltung weitgehend unverändert bleibt. Änderungen des Schaltungspotentials werden durch Überwachung der Richtungsänderung der Sekundärelektronen angezeigt, d.h., da die Sekundärelektronen bekanntlich nur geringe Energie haben, wird ihre Bahn stark durch die elektrischen Felder-der integrierten Schaltung beeinflußt. 17ur diejenigen "Sekundärelektronen, die einer vorbestimmten Bahn folgen, werden in einen Detektor beschleunigt und nach einer Verstärkung in einem Äuswertungsgerät gemessen. Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die Erfindung in Anwendung auf das Prüfen von integrierten Schaltungen beschrieben ist, der Erfindungsgedanke auch auf andere Schaltungen anwendbar ist.

Das Verfahren zum Prüfen von Schaltungen besteht nach der Erfindung darin, daß der zu prüfenden Schaltung eine pulsierende Spannung zugeführt wird, daß ein Elektronenstrahl mit einer Energie, die ausreicht, eine vorbestimmte Menge von Sekundärenissionselektronen zu erzeugen, auf vorbestimmte Stellen der Schaltung gerichtet wird und dann Änderungen der Rate oder Häufigkeit, mit der Sekundärelektronen aus der Schaltung austreten, als Anzeichen für die Arbeitsweise der Schaltung festgestellt werden. Letzteres kann dadurch geschehen, daß der Kathodenstrahl einer Kathodenstrahlröhre

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in Abhängigkeit von einer Spannung abgelenkt wird, die aus den festgestellten Sekundärelektronen abgeleitet wird.

Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens enthält eine Elektronenquelle, eine die aus der Quelle austretenden Elektronen auf eine Oberfläche der Schaltung richtende Vorrichtung, einen an den Eingang...der Schaltung angeschlossenen Impulsgeber, einen Elektronendetektor, der so angeordnet ist, daß er zumindest einen Teil der aus der Oberfläche der Schaltung austretenden Sekundärelektronen auffängt, eine Anzeigevorrichtung zum -Überwachen der Arbeitsweise, der Schaltung und eine die Darstellung des Bildes auf der Anzeigevorrichtung mit der über der Oberfläche der Schaltung erfolgenden Ablenkung des Elektronenstrahls synchronisierende Vorrichtung. Ferner enthält die Vorrichtung zur Ausführung des ■ Verfahrens vorzugsweise eine di.e Intensität des Bildes der Anzeigevorrichtung, bei der es sich um eine Kathodenstrahl- · röhre handeln kann, in Abhängigkeit von der Rate (Häufigkeit) moduliert, mit der- die Sekundärelektronen vom Elektronendetektor aufgefangen werden.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden anhand v-on zeichnerischen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher beschrieben.

Pig. 1 ist-eine schematische Darstellung der Elektronenbahn . in der Vorrichtung nach der Erfindung und eines Teils eines daran angeschlossenen Auswertungsgerätes.

Pig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung nach der ·. Erfindung. ■

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Die Fig. 3A - 3G, 4A - 4P und 5Λ - 5D zeigen den zeitlichen 'Verlauf von Signalen, die in einzelnen Bauteilen der Vorrichtung nach der Erfindung auftreten.

In Pig. 1 ist eine evakuierte Kammer 10 gezeigt, in der ein aus einer Kathode 9 eines Elektronenstrahlerzeuger 12 aus-· tretender Elektronenstrahl 11 auf eine integrierte Schaltung 13 gerichtet ist. Die Kathode 9 kann einen Lanthanborid-Elektronenemitter enthalten. Die integrierte Schaltung kann auf einem Siliciumplättchen ausgebildet und entweder dem Blick freigelegt oder mit einem dünnen nichtleitenden Überzug, z.B. einer Siliciumoxid-Passivierungsschicht, überzogen sein. Der Strahl wird durch eine BegrenzungsÖffhung 14 an einem Ende eines rohrförmigen elektrostatischen Schirms 15 eingeengt und durch eine elektrostatische Linse 16 fokussiert, die zwei teleskopartige röhrenförmige Teile 30 und 31 umfaßt. Die Ablenkung des Elektronenstrahls erfolgt durch zv/ei Paare aufeinander senkrecht stehender elektrostatische!? Ablenkplatten 17, wobei die Platten jedes Paares parallel zueinander verlaufen. Daher ist die hinterste Platte eines Paares in Vorderansicht und das andere. Paar in Seitenansicht dargestellt. Stattdessen können auch die elektrostatische Linse 16 oder die elektrostatischen Ablenkplatten -17 oder beide durch elektromagnetische Mittel ersetzt sein. Die integrierte Schaltung 13 kann auf einem Support 27 angeordnet und an eine von außen über zwei Leitungen 28 zugeführte Spannung gelegt sein. Außerdem können über weitere nicht gezeigte Leitungen andere Spannungen angelegt sein.. . -.-.

Auf jeder Seite derjenigen Stelle der Oberfläche der inte- . grierten Schaltung 13, aufder der Elektronenstrahl 11 auf-. trifft, ist jeweils einer von zwei Elektronendetektoren 18 und 19 angeordnet, so daß er die aus der Oberfläche der inte-

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grierten Schaltung austretenden Sekundärelektronen auffängt. Als Detektoren können Halbleitervorrichtungen, wie . Kernstrahlungsdetektoren oder Teilchendetektoren, verwendet werden. Zwei isolierende flügeiförmige Platten 21 und 22 verhindern, daß Streuelektronen des Strahls 11 auf die Betektoren 18 und 19 treffen und unerwünschte Signale hervorrufen. Außerdem ist vor jedem Detektor ,1,8 und 19 jeweils eine Platte 25 und 26 mit einem rechteckförmigen Schlitz 23 und 24 angeordnet, der als Blende für_ die Sekundärelektronenstrahlen. dient und diese verengt. Eine Änderung der Bahn-. richtung der Sekundärelektronen beeinflußt daher die Ausgangssignale der Detektoren.

Die Kathode 9 des Strahlerzeugers 12 liegt auf einem Potential von etwa -850 Volt, während das. Strahlerzeugergehäuse auf einem Potential von etwa +6000 Volt in Bezug auf die Kathode 9 liegt. Das verhältnismäßig niedrige Potential der auf die integrierte Schaltung 13 treffenden Elektronen, das bei -850 Volt liegt, verhindert eine schädliche Überhitzung der integrierten Schaltung und, ergibt dennoch eine Sekundräremissionselektronenausbeute von 1 Sekundärelektron pro Primärelektron, das auf die integrierte Schaltung 13 trifft. Die Kriterien zur Auswahl der Primärelektronenenergie zur Erzeugung einer vorbestimmten Sekundärelektronenausbeute sind in dem. Aufsatz "Secundary Electron Emission" von U.E. Whetten in dem "Handbook of Chemistry and Physics", 47. Ausgabe (1966 - 1967), Seite E 145» herausgegeben von "The Chemical Rubber Company, Cleveland, Ohio", angegeben. . ' ,·

Das Teil 30 ,der Elektronenlinse 16 und der rohrförmige elektrostatische Schirm 15 liegen auf demselben Potential wie der Elektronenstrahlerzeuger 12, um einen feldfreien Raum für die Elektronen des Elektronenstrahls 11 durch Isolation der Elektronen gegenüber dem Feld des Gehäuses der Kammer 10

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zu schaffen. Das Gehäuse der Kammer 10 und der Support 27 liegen beide auf Erdpotential. Das Teil 31 der Linse 16 begrenzt einen Beschleunigungsbereich für die Elektronen des Strahls 11 und liegt angenähert auf Erdpotential. Die isolierenden Platten 21 und 22 liegen auf einem Potential von etwa +3 Volt. Auch die geschlitzten Platten 25 und 26 können auf demselben-Potential wie die Platten 21 und 22 liegen, um zu gewährleisten, daß die Detektoren 18 und 19 weitgehend alle Sekundärelektronen, die durch die Schlitze 23 und 24 fliegen, auffangen. Die Detektoren 18 und 19 liegen auf einem Potential von 5000 - 10000 Volt, damit die Detektoren einerseits die emittierten Sekundärelektronen auffangen und andererseits die Elektronen selbst ständig vervielfachen. Durch Verwendung dieser Potentiale kann ein Primärelektronenstrahl mit einer Strahlstromstärke von 0,5 Mikroampere zu einem Punkt mit einem Durchmesser von 5 Mikrometer fokussiert und auch mit hoher Geschwindigkeit oder Frequenz über eine integrierte Schaltung hinweg ausgelenkt werden. Da die meisten Sekundärelektronen eine Energie von weniger als 10 Elektronenvolt haben, werden diese Elektronen in dem Bereich von 5000 - 10000 Volt durch die Potentiale der. Detektoren 18 und 19 beschleunigt, so daß sie auf diese Detektoren auftreffen können. Diese Detektoren enthalten vorzugsweise großflächige pn-Übergangsdetektoren aus Silicium, z.B. in Sperr-Richtung betriebene zweifach diffundierte Flächendioden. Mit dieser Vorrichtung läßt sich eine Stromverstärkung von 1000 bei einer Bandbreite von mindestens 150 Megahertz erzielen.

Die Ausgangs3Xgnale der Detektoren 18 und 19 werden Eingängen einer Verstärkungs-, Auswähl-.und Verknüpfungsvorrichtung 36 zugeführt. Diese Vorrichtung enthält zwei Verstärker 38 und 39» die jeweils, an die Ausgänge der Detektoren 18 und 19 angeschlossen sind. Die Ausgangssignale der Verstärker 38

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und 39 werden einer Schaltvorrichtung 37 zugeführt, die mit Signalauswähl- und Verknüpfungsvorrichtung bezeichnet ist. Diese Schaltvorrichtung kann wählbar so betrieben werden, daß sie einer Summierschaltung Signale zuführt, bei denen es sich um die getrennten Ausgangssignale der Detektoren und 19, die Summe der Ausgangssignale der Detektoren 18 und 19 oder die Differenz der Ausgangssignale der Detektoren und 19 handeln kann.

Während des Betriebs treffen Primärelektronen auf die integrierte Schaltung 13 und lösen' aus der Schaltung 13 Sekundärelektronen aus, die auf Bahnen fliegen, wie sie durch die Pfeile angedeutet sind, und von den Detektoren 18 und 19 aufgefangen werden. Solange wie die von der integrierten Schaltung 13 erzeugten elektrischen Felder konstant bleiben, bleibt die Elektronenrate oder Anzahl von Elektronen pro Zeiteinheit, die auf die Detektoren 18 und 19 treffen, infolge der Tatsache, daß der Elektronenstrahl 11 auf eine vorbestimmte Stelle der integrierten Schaltung 13 trifft, konstant. Wenn sich jedoch der elektrische Zustand der integrierten Schaltung ändert, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn es sich bei der integrierten Schaltung um ein Flip-, flop ,handelt, das vom einen in den anderen Zustand umgeschaltet wird, wird das von der integrierten Schaltung erzeugte Feld geändert, so daß sich auch die Bahnen der Sekundärelektronen ändern. Dies hat zur Folge, daß sich die Anzahl der pro- Zeiteinheit auf die Detektoren 18 und 19. treffenden Elektronen ändert, und diese Änderung kann in eine Information hinsichtlich des Zustande der integrierten Schaltung in noch zu beschreibender Weise umgesetzt werden. ?

Fig. 2 zeigt die gesamte Einrichtung nach der Erfindung, einschließlich der an die in der Kammer 10 befindlichen Ablenkplatten angeschlossenen Steuervorrichtung, der an die in der Kammer TQ befindlichen Detektoren 18 und 19 angeschlossenen Ausgabevorrichtung und der Schaltungsanordnung, die ·.:■:.■-.·., ^; VO 9 8 12/10 4 2

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an die in der Kammer 10 befindliche integrierte Schaltung 13 angeschlossen ist.

Zur Vereinfachung der Beschreibung und Zeichnung sind Einzelheiten, die in Fig. 1 gezeigt sind, in Fig. 2 nicht wiederholt.

Die Einrichtung nach Fig." 2 enthält zwei Kathodenstrahlröhren 40 und 41, die Jeweils als statische' und dynamische Anzeigevorrichtung bezeichnet werden. Die gesamte Einrichtung ist durch die Impulse eines Taktimpulsgebers 42 synchronisiert. Das Bild auf der Kathodenstrahlröhre 40 entspricht der Darstellung auf einem Fernsehbildschirm und ist eine landkartenartige graphische Darstellung, der elektrischen Potentiale, die in der zu prüfenden, integrierten Schaltung auftreten, wenn sie an Spannung gelegt wird. Die Darstellung auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre. 41 für dynamische Wiedergabe oder Anzeige entspricht einem linienförmigen Kathodenstrahloszillogramm, aus dem man das Übergangsverhalten einer bestimmten Stelle der integrierten Schaltung in Abhängigkeit von der Zeit erkennen kann, beispielsweise dann, wenn sich das der integrierten Schaltung zugeführte Eingangssignal ändert. Mit Hilfe eines elektronischen Schalters 92 lassen · sich zwei Linien auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 41 aufzeichnen, so daß das Verhalten der integrierten Schaltung in ' Abhängigkeit von Prüfimpulsen (d.h. Eingangsimpulsen) und die Prüfimpulse selbst gleichzeitig beobachtet werden können. Der Punkt oder die Stelle wird dadurch geprüft, daß der Elektronenstrahl ständig darüber hinweggelenkt und die Sekundärelektronen nur in derjenigen Zeit geprüft werden, in der der Strahl auf diesen Punkt trifft. Die Kathodenstrahlrohre. 40 für statische Wiedergabe wird durch 'eine Steuerschaltung 43 für statische Wiedergabe und die dynamische Wiedergabe der Kathodenstrahlröhre 41 durch eine Schaltung 44 für dynamische Wiedergabe gesteuert*

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Die Richtungen X und Y in der Kammer 10 entsprechen den Richtungen der X- und Y-Achsen eines kartesischen Koordinatensystems und liegen in einer zur Ebene der integrierten Schaltung 13 parallelen Ebene. Die Verstärker 47 und' 48 sind mit einem geerdeten Mittelabgriff dargestellt.

Die Sägezahngeneratoren 45 und 46 werden durch das Ausgangssignal einer Differenzierschaltung 50 ausgelöst, die vom Taktimpulsgeber,42 über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 51 Taktimpulse erhält. Bei Verwendung positiver Takt- | impulse werden also beide Generatoren 45 und 46 durch die Vorderflanke eines ersten Taktimpulses ausgelöst. Die durch die Rückflanke jedes Taktimpulses' hervorgerufenen -und durch die Differentiation der Impulse entstehenden negativen Impulse werden durch die Diode 51 gesperrt.

Die Ausgangssignale des X-Sägezahngenerators 45 werden den X-Ablenkplatten 52 der Kathodenstrahlröhre 40 zugeführt, während die Ausgangssignale des Y-Sägezahngenerators 46 den Y-Ablenkplatten 53 der Kathodenstrahlröhre 40 und einer Differenzierschaltung 55 zugeführt werden, die nur bei dem sprungartigen Abfall (der Rückflanke) der Y-Sägezahnschwin— gung an deren Ende ein Ausgangssignal erzeugt. Die X-Richtung " auf den Schirmen der Kathodenstrahlröhren 40 und 4.1 ist hier als horizontale Richtung gewählt, während die Y-Richtung der vertikalen Richtung zugeordnet ist.

Die Ausgangssignale der Differenzierschaltung 50 werden ebenfalls über die Diode 51 einem Impulsgeber 56 und dem Setzeingang S eines Flipflop 57 zugeführt, das vom Ausgangssignal der Differenzierschaltung 55, das dem Rücksetzeingang R zugeführt wird, zurückgesetzt wird. Die Ausgangssignale des Impulsgebers 46 werden mit den Ausgangssignalen des Flipflop 57, wenn dieses gesetzt ist, und mit den Ausgangssignalen der Verstärkungs-, Auswähl-" und Verknüpfungsvorrichtung 36, wenn sich ein Schalter 61 in der dargestellten Stellung be-

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Bei der Vorrichtung nach Pig. 2 ist angenommen, daß die integrierte Schaltung 13 an alle erforderlichen Vorspannungen und Betriebsspannungen gelegt ist. Bei den dargestellten Leitungen, die an die integrierte Schaltung 13 angeschlossen sind, handelt es sich um Eingangssignalleitungen, d.h. über diese Leitungen werden der Schaltung Prüfimpulse aus der Schaltung 44 zugeführt, wenn eine dynamische Anzeige oder Darstellung bzw. Wiedergabe gewünscht wird. TJm die statische Anzeige zu betrachten, brauchen jedoch keine Prüfimpulse vorhanden zu sein. Es kann vielmehr zweckmäßig sein, der integrierten Schaltung 13 keine Prüfimpulse zuzuführen, wenn eine statische Anzeige gewünscht wird, da die Prüfimpulse eine kurzzeitige Verzerrung der Anzeige auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 hervorrufen können. Wenn die Prüfimpulse der Schaltung dagegen zugeführt werden, können sie auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 wiedergegeben werden, so daß man den genauen Ort der Prüfimpulse im wiedergegebenen Raster erkennen kann.

Die Ablenkung des Elektronenstrahls in der Kammer 10 wird durch zwei Sägezahngeneratoren 45 und 46 gesteuert. Die Ausgangssignale des X-Sägezahngenerators 45 werden einem Verstärker 47 zugeführt, der zwei Ausgangssignale mit gleicher Amplitude aber entgegengesetztem Vorzeichen, die sich in Übereinstimmung mit der Ampli-uude der X-Sägezahnschwingung ändern, einem ersten Paar von sich parallel gegenüberliegenden Ablenkplatten 17 zur Ablenkung des Elektronenstrahls in X-Richtung zuführt. In ähnlicher Weise werden die Ausgangssignale des Y-Sägezahngenerators 46 einem Verstärker 48 zugeführt, der zwei Ausgänge hat und ähnlich ausgebildet ist wie der Verstärker 47, und die gleichen aber entgegengesetzt gerichteten Ausgangssignale werden einem zweiten Paar sich parallel gegenüberliegender elektrostatischer Ablenkplatten 17, die senkrecht zum ersten Paar stehen, zur Ablenkung des Elektronenstrahls in Y-Riohtung zugeführt.

findet, in einem analogen Summierer 60 summiert. Das Ausgangssignal des Summierers 60 wird dem Gitter 54 der Kathodenstrahlröhre 40 zugeführt.

Die Schaltung 44 für dynamische Anzeige ist mit der Schaltung 43 für statische Anzeige verbunden. Wenn daher das Flipflop 57 gesetzt wird, gibt eine Differenzierschaltung 70 einen Impuls über einen in Durchlaßrichtung geschalteten Gleichrichter 71 ab, der diesen Ausgangsimpuls nur beim An-

steigen des Ausgangssignals des Flipflop 57 zu einem in der Impulsdauer steuerbaren Impulsgeber 72 durchläßt. Jeder dem Impulsgeber 72 zugeführte Impuls löst daher diesen Impulsgeber aus, so daß er einen Impuls mit vorbestimmter Dauer abgibt. Der Impulsgeber 72 ist zweckmäßigerweise mit dem Taktimpulsgeber 42 synchronisiert, um die Zeitsteuergenauigkeit zu verbessern. Am Ende des Ausgangssignals des Impulsgebers 72 gibt eine Differenzierschaltung 73 einen Impuls über eine in Sperr-Richtung gepolte Diode 74, die auch als Sperre für Ausgangsimpulse dient, -die" durch die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Impulsgebers 72 hervorgerufen werden, an den Rücksetzeingang R eines Flipflop 75 ab. Das

fe Flipflop 75 wird durch differenzierte Taktimpulse, die dem Setzeingang S über die Diode 51 der Schaltung 43 für statische Anzeige zugeführt werden, gesetzt.

Der beim Setzen des Flipflop 75 auftretende Ausgangsimpuls •dieses Flipflop wird einer Differenzierschaltung 76 zugeführt, die nur dann einen Impuls über einen in Durchlaßrichtung gepolten Gleichrichter 77 einem in der Dauer steuerbaren Impulsgeber 78 zuführt. Jeder dem Impulsgeber 78 zugeführte Impuls löst diesen Inpulsgeber aus, so daß er ein Ausgangssignal' mit steuerbarer Dauer abgibt und am Ende dieses Impulses steuerbarer Dauer eine Differenzierschaltung 80 ausgelöst wird, so daß diese über einen in Sperr-Richtung gepolten Gleichrichter 81 einem X-Sägezahngenerator

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82, einem Verzögerungsglied oder einer Verzögerungsleitung 90 und dem Setzeingang S eines Flipflop 84 einen Impuls zuführt. Der Gleichrichter 81 sperrt Ausgangsimpulse der Differenzierschaltung 80, die während der Anstiegszeit des Ausgangsimpulses des Impulsgebers 78 auftreten.

Die Ausgangssignale des Verzögerungsgliedes 90 we,rden einem Prüfimpulsgeber 91 zugeführt. Jeder aufgrund eines Ausgangsimpulses des Verzögerungsgliedes 90 erzeugte Prüfimpuls wird sowohl dem Eingang der zu prüfenden integrierten Schaltung 13, um diese Schaltung zu betätigen, als auch dem ersten Eingang eines elektronischen Schalters 92 zugeführt, der zwei Eingänge hat. Die Ausgangsimpulse des Impulsgebers 56 werden zusammen mit den AusgangsSignalen des Flipflop 57, wenn dieses gesetzt ist, und mit den Ausgangssignalen des Prüfimpulsgebers 91 summiert, wenn sich der Schalter 61 in der Prüfstellung befindet, d.h. in der anderen Stellung als der gezeigten. In Abhängigkeit von der Art der zu prüfenden integrierten Schaltung kann der vom Impulsgeber 91 abgegebene " Impuls unipolar oder bipolar sein. Der zweite Eingang des elektronischen Schalters 92 erhält Ausgangssignale von der Verstärkungs-, Auswähl- und Verknüpfungsvorrichtung 36.

Jedes Ausgangssignal der Differenzierschaltung'80 löst den X-Sägezahngenerator 82 aus, und am Ende jeder Sägezahnschwingung, die der Generator 82 abgibt, führt eine Differenzierschaltung 83 dem Rücksetzeingang R des Flipflop 84 einen Impuls zu. Diese X-Sägezahnschwingung wird auch den X-Ablenkplatten 85 der kathodenstrahlröhre 41 zugeführt. Die Ausgangssignale des kippenden Flipflop 84 werden dem Eingang eines 1i2-Frequeneteilers zugeführt, z.B. einem bistabilen Multivibrator 93, dessen Ausgangssignal den Schaltvorgang des elektronischen Schalters 92 steuert und damit die Frequenz des

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Wechsels der Freigabe seiner beiden Eingänge. Die Ausgangssignale des elektronischen Schalters 92 werden den Y-Ablenkplatten 86 der Kathodenstrahlröhre.41 zugeführt, während dem Gitter 87 der Kathodenstrahlröhre 41 das Ausgangssignal des Flipflop 84 jedesmal dann zugeführt wird, wenn dieses Flipflop gesetzt ist.

Der Betriebsablauf der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung beginnt mit dem Auftreten des ersten Taktimpulses, den der Taktimpulsgeber 42 abgibt, und wird im folgenden anhand der Fig. 3A - 3Gr> 4A - 4F und 5A - 5D beschrieben. Die Taktimpulse sind in Fig. 3A im.gleichen Zeitmaßstab dargestellt. Der ansteigende Teil bzw. die Vorderflanke Jedes Taktimpulses wird durch die Differenzierschaltung 50 differenziert, um Auslöseimpulse zu bilden, wie sie in Fig. 3B dargestellt sind. Jeder Auslöseimpuls der Differenzierschaltung 50 löst den X-Sägezahngenerator 45 ^aus» so daß dieser eine Folge von Sägezahnschwingungen erzeugt, wie sie in Fig. 30 dargestellt sind. Außerdem löst jeder Auslöseimpuls den Impulsgeber 56 aus, so daß dieser eine Folge von X-Austastimpulsen abgibt, wie sie in Fig. 3D dargestellt sind. Außerdem löst der erste Auslöseimpuls der Differenzierschaltung 50 auch den Y-Sägezahngenerator 46 aus, so daß dieser eine allmählich ansteigende verhältnismäßig lange Sägezahnschwingung abgibt, wie sie in Fig. 3E gezeigt is;t.

Jede X-Sägezahnschwingungj die vom X-Sägezahngenerator 45 erzeugt wird, führt den Elektronenstrahl in der Kammer 10 auf einer Bahn über die integrierte Schaltung .1'3_;und da sie gleichzeitig den X-Ablenkplatten 52 der Kathodenstrahlröhre 40 zugeführt wird., iührt si© gleichzeitig den Kathodenstrahl in der Kathodenstrahlröhre 40 Über eine vollständige etwa. horzontale Zeile über den Bildschirm der Röhre. Die Elektronen strahlen in der Kammer 10 und der Röhr· 40 werden beide

sehr schnell durch die steil· Rttckflank« dtr X-Sägesahn-

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schwingung in ihre ursprüngliche horizontale oder X-Ausgangslage zurückgeholt. Beim Auftreten der nächsten X-Sägezahnschwingung werden die Strahlen jeweils auf der nächsten Bahn über die integrierte Schaltung 13· und auf der nächsten Zeile über den Schirm der Röhre 40 in einer zur -vorhergehenden Zeile weitgehend senkrechten Richtung geführt, und zwar wegen der ansteigenden Y-Ablenkspannung, die der Y-Sägezahngenerator 46 abgibt und die an zwei sich parallel gegenüberliegende Ablenkplatten der elektrostatischen Ablenkvorrichtung 17 und an die Y-Ablenkplatten 53 der Kathodenstrahlröhre 40 angelegt wird. Auf diese Weise tastet der Elektronenstrahl rasterförmig die integrierte Schaltung 13 ab, während der Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre 40 gleichzeitig ein Raster auf dem Schirm der Röhre 40 erzeugt.

Am Ende jedes vollständigen Rasters wird die steile Rückflanke der Y-Sägezahnschwingung durch die Differenzierschaltung 55 differenziert, so daß sich ein spitzer Impuls ergibt, der das Ende eines Rasters anzeigt. Dabei wird das Flipflop 57, das beim Auslösen der in Pig. 3E dargestellten Sägezahnschwingung gesetzt wurde, so daß es ein gleichbleibendes Ausgangssignal abgab, zurückgesetzt, wie es in Pig. 3P gezeigt ist, so daß sein Ausgangssignal beendet ist. Die in Fig. 3G dargestellte Kurve stellt daher den Verlauf eines zusammengesetzten Austastsignals dar, bei dem es sich um die Summe der Ausgangssignale des Flipflop 57 und des Impulsgebers 56 handelt und die in der dargestellten Stellung des Schalters 61 dem Gitter 54 der Kathodenstrahlröhre 40 zusammen mit dem Ausgangssignal der Vorrichtung 36 zugeführt wird. Am Ende des Ausgangsimpulses des Impulsgebers 56 dieses Ende tritt in dem Augenblick auf, indem die Y-Sägezahnschwingung ihr Maximum erreicht - fällt das zusammengesetzte Austastsignal, das in Fig. 3G gezeigt ist, auf null ab, und bleibt solange null, bis die Differenzierschaltung 50 den nächsten durch die Vorderflanke des nächsten Taktimpulses ausgelösten Auslöseimpuls abgibt.

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Bei der dargestellten Stellung des Schalters 61 werden die Ausgangssignale der Vorrichtung 36 algebraisch zum zusammengesetzten Austastsignal addiert, das dem analogen Summierer 60 vom Impulsgeber 56 und Flipflop 57 zugeführt wird. Dadurch, daß man die maximale Amplitude des Austastsignals, das in Pig. 3G- gezeigt ist, so wählt, daß sie nur etwas kleiner als derjenige Schwellwert ist, der zur Erleuchtung des Schirms der Kathodenstrahlröhre 40 erforderlich ist,

™ wird dieser Schirm nur dann erleuchtet, wenn die Vorrichtung 36 beim Auftreten des Maximums des Austastsignals ein Signal abgibt. Das von der Vorrichtung 36 abgegebene Signal kann das Ausgangssignal des Detektors 18 allein, das Ausgangssignal des Detektors 19 allein, die Summe der Ausgangssignale der Detektoren 18 und 19 oder die Differenz der Ausgangssignale der Detektoren 18 und 19 sein, wie es anhand von Fig. 1 beschrieben wurde. Welche Wahl auch getroffen ist, in jedem Falle wird dem Gitter 54 der Kathodenstrahlröhre 40 ein Video-Signal zugeführt,'so daß in Verbindung, mit den den Ablenkplatten 52 und .53 jeweils zugeführten Horizontal- und Vertikal-Ablenksignalen auf dem Schirm der Kathoden-

fc Strahlrohre 40 eine kartographische Darstellung der Potentialverteilung auf'der vom Elektronenstrahl in der Kammer 10 abgetasteten Fläche der integrierten Schaltung 13 wiedergegeben wird.

Wenn die Potentialverteilung auf der integrierten Schaltung 13 geändert wird, z.B« dadurch, daß der integrierten Schaltung 13 ein Eingangs- oder Prüfimpuls zugeführt wird, wird die Zustandsänderung der integrierten Schaltung auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 sichtbar, vorausgesetzt, daß die Zustandsänderung länger als lediglich während einer . . kurzen Übergangszeit aufrechterhalten wird oder wiederholt hervorgerufen wird. Wenn es sich bei der integrierten Schaltung beispielsweise um ein Flipflop handelt, kann es durch

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den Prüfimpuls vom einen in den andern Zustand umgeschaltet, d.h. gekippt werden. Wenn die integrierte Schaltung danach den neuen Zustand beibehält, ist.dieser auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 sichtbar. Wenn der Zustandswechsel an irgendeinem Punkt der Schaltung jedoch verhältnismäßig schnell erfolgt, ist es schwierig, diesen Wechsel selbst auf der Kathodenstrahlröhre 40 zu beobachten, selbst wenn ein bipolarer Prüfimpuls verwendet, der das Flipflop hin- und herkippt. Zur Betrachtung von Einzelheiten dieses Wechsels dient die dynamische Anzeige oder Wiedergabe auf dem Schirm der. Kathodenstrahlröhre 4L

Es sei darauf hingewiesen, daß das Anlegen ,einer sprungartigen Eingangsspannung an die integrierte Schaltung kurzzeitig einen stärkeren Kontrast als normal auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 40 bewirkt. Dieser stärkere Kontrast nimmt innerhalb von etwa einer Sekunde auf den schwächeren normalen Wert ab. Dieses Phänomen wird durch eine Änderung der Ladung auf der* integrierten Schaltung hervorgerufen, die durch das Anlegen der sprungartigen Eingangsspannung entsteht. Jedesmal, wenn der Elektronenstrahl danach über die integrierte Schaltung geführt wird, wird ein Teil d^r Ladung durch den Strahl abgetragen, bis beispielsweise nach etwa hundert Abtastungen die Änderung der elektrischen La dung auf der integrierten Schaltung, die durch das Anlegen einer Sprungspannung hervorgerufen wird, auf einen kleineren gleichbleibenden Wert verringert ist. Der starke Kontrast des Schirmbildes der Kathodenstrahlröhre 40 kann daher einfach dadurch aufrechterhalten werden, daß der Schaltung während jedes vom Elektronenstrahl abgetasteten Rasters ein Prüfimpuls zugeführt wird. Jeder Prüfimpuls lädt die Schaltung wieder auf den ursprünglichen Wert auf, bevor soviel Zeit vergangen ist, daß sich die Fläche in unmittelbarer Umgebung der vom Elektronenstrahl abgetasteten Fläche der Schaltung während der Zuführung des Prüfimpulses merklich

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entladen konnte. Der nächste PrüfImpuls lädt die Schaltung wieder auf denjenigen Wert auf, bei dem sich ein starker Kontrast ergibt. Das Schirmbild der Kathodenstrahlröhre 40 weist daher jederzeit einen stärkeren Kontrast auf als dies zur Prüfung der Oberflächenpotentiale bei Zuführung eines gleichbleibenden Eingangssignals möglich ist.

Der Betrieb.der. Schaltung 44 für dynamische Anzeige oder Wiedergabe wird durch den Taktimpulsgeber 42 und das Flipflop 57 der Schaltung 43. für statische Anzeige oder Wiedergabe gesteuert. Die Taktimpulse sind in Fig. 4A dargestellt. Vor Beginn des Betriebs wird die Dauer jedes von jedem der Impulsgeber 72 und 78 abzugebenden Impulse jeweils entsprechend der gewünschten X-Zeile des Rasters und der lage der X-Zeile, die geprüft werden· soll, eingestellt. Wenn die Speisespannung der Einrichtung eingeschaltet ist, ruft die Vorderflanke des ersten Taktimpulses des Taktimpulsgebers 42 einen Auslöseimpuls am Ausgang der Differenzierschaltung 50 hervor, so daß gewährleistet ist, daß das Flipflop 75 zu Beginn des Betriebs gesetzt ist. Dies hat jedoch aufgrund der in Durchlaßrichtung gepolten Diode 77 keinen Einfluß auf den Impulsgeber 78. Gleichzeitig wird auch-das Flipflop 57 vom Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung gesetzt. Die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Flipflop 57 wird von der Differenzierschaltung 70 differenziert, so daß diese einen Auslöseimpuls dem Impulsgeber 72 über den in Durchlaßrichtung gepolten Gleichrichter 71 zuführt. Dieser Auslöseimpuls, der in Fig. 4B dargestellt istj markiert also den Beginn eines Impulses steuerbarer Dauer, der solange andauert, bis eine vorbestimmte X-Zeile des Rasters sowohl auf dem statischen Bild der Kathodenstrahlröhre 40 als auch auf der vom Elektronenstrahl abgetasteten Oberfläche der integrierten Schaltung 13 erreicht ist. Der Impuls steuerbarer Dauer, der durch diesen Auslöseimpuls ausgelöst wird, ist in Fig. 4B dargestellt. Die vom Y-Sägezahn»

generator 46 abgegebene und in Mg. 4C dargestellte Y-Sägezahnschwingung wird ebenfalls von diesem Auslöseimpuls ausgelöst. Der in Sperr-Richtung gepolte Gleichrichter 74 verhindert, daß die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Impulsgebers 72 den Zustand des Flipflop 75 beeinflußt.

Nachdem das zeilenweise Abtasten (Rastern) in Y-Richtung bis zu der X-Zeile fortgeschritten ist, die durch den Ausgangsimpuls vorbestimmter Dauer des Impulsgebers 72 vorgeschrieben bzw. ausgewählt ist, fällt der Ausgangsimpuls des Impulsgebers 72 auf null ab . Dieser Impuls ruft einen negativen Impuls am Ausgang der Differenzierschaltung 73 hervor, wie er in Fig. 4E dargestellt ist und der das Flipflop 75 über die Diode 74 zurücksetzt. Dies geschieht im Zeitpunkt t₁, wie es in Fig. 4F dargestellt ist. Wenn das Flipflop 75 zurückgesetzt ist, hört das der Differenzierschaltung 76 vom Flipflop 75 zugeführte Ausgangssignal auf. Wegen des Vorhandenseins der Diode 77 hat diese Beendigung des Ausgangssignals keinen Einfluß auf den Impulsgeber 78. Mit der Vorderflanke des nächsten Taktimpulses, die im Zeitpunkt tp auftritt, wird jedoch das Flipflop 75 durch einen Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung 50 gesetzt, wie es in Fig. 4F dargestellt ist. Ein Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung 76 wird daher dem Impulsgenerator 78 über die Diode 77 zugeführt und löst diesen aus. Dieser Auslöseimpuls tritt im Zeitpunkt t« auf, wie es im gemeinsamen stark gedehnten Zeitmaßstab in Fig. 5A dargestellt ist. Daher wird ein Ausgangsimpuls des Impulsgebers 78 ausgelöst, wie es in Fig. 5B dargestellt ist, doch wird dieser Impuls durch die Diode 81

gesperrt. Am Ende des Ausgangsimpulses steuerbarer Dauer des Impulsgebers 78, das im Zeitpunkt t, auftritt, wird jedoch ein negativer Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung 80 über die Diode 81 dem X-Sägezahngenerator 82, der Verzögerungsschaltung 90 und dem Setzeingang des Flipflop 84 zugeführt. Dieser negative Auslöseimpuls ist in Fig. 5C dargestellt.

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Der negative Ausgangsimpuls, der dem X-Sägezahngenerator 82 über die Diode 81 zugeführt wird, löst diesen Generator aus. Im Zeitpunkt t, beginnt daher die vom Sägezahngenerator 82 abgegebene Sägezahnschwingung, die in Fig. 5D dargestellt ist und den Horizontalablenkplatten 85 der Kathodenstrahlröhre 41 für dynamische Anzeige zugeführt wird. Außerdem wird nach einer kurzen Verzögerung, die durch die Verzögerungsschaltung bzw. das Verzögerungsglied 90 hervorgerufen wird, um den Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre 41 etwas- zur Mitte des Bildschirms der Röhre 41 laufen zu lassen und dadurch zu ermöglichen, daß man den Beginn des Prüfimpulses sehen kann, der Impulsgeber 91 ausgelöst, so daß dieser der integrierten Schaltung 13, die geprüft werden soll, und gleichzeitig dem ersten Eingang des elektronischen Schalters 92 einen Prüfimpuls zuführt. Der zweite Eingang des elektronischen Schalters 92 erhält das Ausgangssignal der Vorrichtung 36. Das Ausgangssignal des elektronischen Schalters 92 wird durch ein Schalt— Vorgangssteuersignal ausgewählt, so daß es abwechselnd entweder vom Impulsgeber 91 oder von der Vorrichtung 36 abgegeben wird. Das Ausgangssignal des elektronischen Schalters 92 wird den Vertikalablenkplatten 86 der Kathodenstrahlröhre 41 zugeführt, so daß diese den Kathodenstrahl in Abhängigkeit von der Amplitude der abwechselnd zugeführten Signale ablenken. Jedesmal, wenn die Ausgangsspannung des X-Sägezahngenerators 82 steil auf ihre Minimalamplitude abfällt, gibt die Differenzierschaltung 43 ein Signal ab, das das Ende der Horizontalablenkung des Kathodenstrahls der Kathodenstrahlröhre 41' anzeigt und dem Setzeingang des Flipflop 84 zugeführt wird. Das zu Beginn jeder X-Sägezahnschwingung, die vom Generator 82 abgegeben wird, gesetzte Flipflop 84 wird daher am Ende jeder dieser X-Sägezahnschwingungen zurückgesetzt. ,

Die vom Rücksetzausgang des Flipflöp 84 abgegebenen Signale werden dem Eingang eines bistabilen Multivibrators 93 zugeführt, der die Anzahl der vom Flipflop 84 abgegebenen Impulse durch

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zwei dividiert. Dementsprechend' wird das Schaltvorgangssteuersignal während abwechselnder Sägezahnschwingungen, die vom X-Sägezahngenerator 82 abgegeben werden, und mithin während abwechselnder Auslenkungen des Kathodenstrahls über den Schirm

der Kathodenstrahlröhre 41 dem elektronischen Schalter 92 zu- ;

geführt. Da das Vorhandensein eines Schaltvorgangssteuersignals ;

am Ausgang des bistabilen Multivibrators 93 den einen Eingang :

des elektronischen Schalters 92 und die Abwesenheit dieses ',

Schaltvorgangsteuersignals den anderen Eingang des elektroni- \-

schen Schalters 92 freigibt, d.h. auftastet, werden der vom ■ Prüfimpulsgeber 91 abgegebene Prüfimpuls und das Ausgangssignal

der Vorrichtung 36 abwechselnd den Y-Ablenkplatten 86 der Ka- ;

thodenstrahlröhre 41 zugeführt. Daher werden der Prüfimpuls ;

und das Ausgangssignal der Vorrichtung 36 mit jeder zweiten ;

Ablenkung des Kathodenstrahls der Kathodenstrahlröhre 41 ab- \

wechselnd auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 41 wiederge- ί

geben. Da das Schaltvorgangsteuersignal mit hoher Frequenz i

wechselt und dabei abwechselnd verschiedene Vorspannungen den :

beiden Eingängen des elektronischen Schalters 92 zuführt, kön- : nen der Prüfimpuls und das Ausgangssignal der Vorrichtung 36

praktisch gleichzeitig auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ;

41 einer über dem anderen in an sich bekannter Weise wieder- >(

gegeben werden. j

Es sei darauf hingewiesen, daß dem Gritter 87 der Kathodenstrahl- j röhre 41 nur dann eine Spannung zugeführt wird, die eine Dar- · !

stellung auf dem Schirm gestattet, wenn das Flipflop 84 ge- j

setzt ist. Wenn das Flipflop 84 zurückgesetzt ist, ist der ·

Schirm der Kathodenstrahlröhre 41 dunkel, weil dann keine - ;'

Spannung am Gritter. 87 liegt. Dementsprechend ist der Bild- :

schirm der Kathodenstrahlröhre 41 während jedes Horizontal- ;

rücklaufe des Kathodenstrahls dunkel. Es sei ferner darauf ί hingewiesen, daß das Bild der Kathodenstrahlröhre 41 synchron

t η Q α ι ? /1 η /. t

mit Jedem Vollbild der Kathodenstrahlröhre 40 wechselt. Bei einem Vollbild auf dem Schirm der Röhre 41 kann daher das Ausgangssignal der Vorrichtung 36 den Vertikalablenkplatten 86 der Röhre 41 und während des nächsten Vollbildes auf dem Schirm der Röhre 40 den Vertikalablenkplatten 86-der Röhre 41 zugeführt werden. Bei jedem auf dem Bildschirm der Röhre 40 erzeugten Vollbild wird daher auf dem Bildschirm der Röhre 41 eine in Abhängigkeit von einem von zwei Signalen in vertikaler Riehtung abgelenkte Horizontalspur erzeugt.

Durch Einstellen des Schalters 61 in.die PrüfStellung läßt sich anhand des auf dem Bildschirm der Röhre 40 wiedergegebenen Rasters der Zeitpunkt feststellen, in dem der Prüfimpuls auftritt. Die Ausgangssignale der Vorrichtung 56 werden der Kathodenstrahlröhre 40 aufgrund der Umschaltung des Schalters 61 zusammen mit dem Prüf impuls zugeführt, so daß der Prüf impuls der darauf wiedergegebenen kartographischen Potentials Verteilung der integrierten Schaltung überlagert wird. Dadurch läßt sich die gewählte Dauer der Ausgangsimpulse der Impulsgeber 72 und 78 überprüfen, da die Lage des Prüfimpulses auf dem Bildschirm der Röhre 40 von der Dauer dieser Impulse abhängt.

Da die vom X-Sägezahngenerator 45 der Schaltung 43 abgegebene X-Sägezahnschwingung länger dauert, als die vom X-Sägezahngenerator 82 abgegebene X-Sägezahnschwingung, o.bwohl selbst von sehr kurzer Dauer, treten die auf dem Bildschirm der Röhre 41 erzeugten Spuren mit einer vergrößerten horizontalen Ablenkung ito Verhältnis zur horizontalen Ablenkung der Röhre auf. Dies gestattet die Beobachtung des Signale an einer vorbestimmten Stelle in der integrierten Schaltung 13 während einer , Zeitspanne, die sogar kürzer als 100 Nanosekunden sein kann. Durch Betrachtung des Bildschirms der Röhre 41 kann daher die Wirkung der wiederholten Zufuhr von Prüfimpulsen dee Impulsgebers 91 zur integrierten Schaltung 13 an jeder beliebigen«

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Stelle der integrierten Schaltung und in einer sehr kurzen Zeitspanne betrachtet werden. Der Einfluß sich ändernder Parameter der Prüfimpulse läßt sich dadurch ebenfalls auf einfache Weise feststellen.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens und der-Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens können Spannungen auf kleinsten Oberflächenbereichen und dynamische Potentiale an integrierten Schaltungen in einem sehr groiäen Frequenzbereich abgetastet werden, ohne die Wirkungsweise der integrierten Schaltungen zu stören oder die integrierten Schaltungen in irgendeiner Weise zu beschädigen. Die integrierten Schaltungen werden dabei mit Hilfe eines Elektronenstrahls abgetastet, ohne daß sich die Temperatur der integrierten Schaltungen wesentlich erhöht. Außerdem kann die OberflächenpotentialverteiTung integrierter Schaltungen ständig im Echtzeitbetrieb kartographisch wiedergegeben oder aufgezeichnet "werden. Anstelle von integrierten Schaltungen können auch andere Arten von Schaltungen nach diesem Verfahren oder mit Hilfe der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens geprüft werden.

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   LjVerfahren zum Prüfen von Schaltungen, dadurch gek e η η ζ e i c h η e t, daß der zu prüfenden Schaltung eine pulsierende Spannung zugeführt wird, daß ein Elektronenstrahl mit einer Energie, die ausreicht, eine vorbestimmte Menge von Sekundäremissionselektronen zu erzeugen, auf vorbestimmte Stellen der Schaltung gerichtet wird und dann Änderungen der Rate oder Häufigkeit, mit der Sekundärelektronen aus der Schaltung austreten, als Anzeichen für die Arbeitsweise der Schaltung festgestellt werden.
2. 2. Verfahren nach Ansiruch 1, dad u r c h " g e k e η η -

   ζ e i c h η e t, daß der Elektronenstrahl beim Ausrichten auf die vorbestimmten Stellen der Schaltung wiederholt in Rasterform über die Schaltung hinweggeführt und gleichzeitig der Kathodenstrahl einer Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von Änderungen der Rate, mit der Sekundärelektronen festgestellt werden, abgelenkt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn ze i c h η e t, daß das Zuführen einer pulsierenden Spannung das Zuführen eines Eingangsimpulses in die Schaltung während der Erzeugung jedes Rasters umfaßt, wenn der Elektronenstrahl auf eine ausgewählte Stelle der vorbestimmten Stellen trifft.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennz e ic h η'e t, daß das Ablenken des Kathodenstrahls einer Kathodenstrahlröhre das Anlegen einer Horizöntalablenkspannung an die Kathodenstrahlröhre während jedes Rasters nur in dem-

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   jenigen Zeitpunkt umfaßt, in dem der Elektronenstrahl über

   eine ausgewählte Stelle der vorbestimmten Stellen geführt wird,

   daß die Horizontalablenkspannung eine Dauer aufweist, die kür- ; zer als diejenige Zeit ist,■die zur Erzeugung eines Rasters

   erforderlich ist, und daß das Zuführen einer pulsierenden

   Spannung das Zuführen eines Eingangimpulses umfaßt, dessen

   Dauer kürzer als die der Horizontalablenkspannung ist, die der > Schaltung während der Erzeugung jedes Rasters zugeführt wird,

   wenn der Elektronenstrahl über die ausgewählte Stelle der vor- ;'

   bestimmten Stellen geführt wird. ■ -
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- j zeichnet, daß während einander abwechselnder Horizontalablenkungen des Kathodenstrahls jeweils die Spannungen der
   festgestellten Sekundäremissionselektronen und des Eingangs- \ impulses abgetastet werden und der Kathodenstrahl in Abhängig- [ keit von den abgetasteten Spannungswerten abgelenkt wird. . !
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß das Feststellen der Rate, mit der die i Sekundäremissionselektronen aus der Schaltung austreten, das J"( .Peststellen von Sekundärelektronen·an zumindest einem Ort j und derjenigen Sekundärelektronen, die zumindest einer Bahn
   folgen, sowie das sichtbare Wiedergeben der festgestellten
   .Änderungen der Rate umfaßt, j
7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An- S Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es '^r zum Prüfen integrierter Schaltungen angewandt und daß diejeni- t gen Sekundärelektronen, die vorbestimmten Bahnen folgen, an ; zwei getrennten Orten festgestellt, d.h. aufgefangen, werden. j

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenken des Kathodenstrahls der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Differenz der Raten, mit der die Sekundärelektronen an den zwei getrennten Orten festgestellt werden, erfolgt. .
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Summe der Spannungen erfolgt, die an den zwei getrennten Orten aus den festgestellten Sekundärelektronen gewonnen werden.
10. 10. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Elektronenquelle, eine die aus der Quelle austretenden Elektronen auf eine Oberfläche der Schaltung richtende Vorrichtung, einen an den Eingang der Schaltung angeschlossenen Impulsgeber, einen Elektronendetektor, der so angeordnet ist, daß er zumindest einen Teil der aus der Oberfläche der Schaltung austretenden Sekundärelektronen auffängt, eine Anzeigevorrichtung zum tiberwachen der Arbeitsweise der Schaltung und eine die Darstellung des Bildes auf der Anzeigevorrichtung mit der über der Oberfläche der Schaltung erfolgenden Ablenkung des Elektronenstrahls synchronisierende Vorrichtung enthält.

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    . ORIGINAL INSPECTED

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