JPH04500126A - 単数もしくは複数の測定点で迅速に信号のスペクトル分析を行うための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 単数もしくは複数の測定点で迅速に信号のスペクトル分析を行なうための方法と 装置技術分野 本発明は、単数もしくは複数の測定点で迅速に信号のスペクトル分析を行なうと 共に個々のスペクトル線における局所的な分布を検出するための方法、並びにこ の方法を実施するための装置に関する。

従来の技術 大規模集積型の回路における機能チェックは、一般にコンピューター制御に基づ いたテストシステムで行なわれ、その際に現存するエラーは、テスト回路のアウ トプットでその都度供給されたビットパターンに応じて測定される電圧レベルを 分析することによって検出可能とされてはいるが、そのエラーを所望のごとく局 在化することは極めて困難である。従って特にその発生段階では、大規模集積型 回路の内部における補足的な測定を実施しなければならない。

この目的を達成するのに特に好適であることか実証されているのは、マイクロエ レクトロニクスの素子類を開発し製作する全ゆる分野で応用されている粒子線測 定法であり、そのうちでも殊に電子ビーム測定技術である。この種の測定技術を 応用するならば、例えば集積回路内における電気的なポテンシャル分布を図表化 しくこれは特に当業者間では「電圧コード化：Ｖｏｌｔａｇｅ　ＣｏｄｉＢＪ乃 至は「論理状態マツピング：Ｌｏｇｉｃ−３ｔａｔｅ　ＭａｐｐｉｎｇＪの名称 で知られた方法である）或いは、個々の結節点における時間的なポテンシャル分 布を規定する（波形測定法）ことが出来る。今のところ一般的に応用されている 電子ビーム測定技術による各種のテスト方法は、Ｅ、ヴオルフガングによる公知 文献「電子ビームテスト法：　Ｅｉｅｃ：ｒｏａ　ＢａａｍＴｅｓｔｉｎｇＪ　 （定期刊行物「マイクロエレクトロニックエンジニアリング：　Ｍｉｃｒｏｅｌ ｅｃ＋ｒｏｎｉｃ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪ、第４巻、　１９８６．７７〜１ ０６頁）並びにに、ウラ及びＫ。

フジ才力による公知文献（定期刊行物「エレクトロニクス及び電子物理学の進展 Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄ　Ｈｅｃｔｒｏｎ　Ｐ ｈｙｓｉｃｓＪ　、第７３巻、　１９８９．２３３〜３１７頁）に纏められてい る。

なお、成る導体路に所定の周波数を有する信号が存在するか否かを、又はその都 度の測定点における信号がどのような周波数スペクトルを呈するかを規定するこ とも、この場合の重要な設定課題とされている。更に別の課題として、どの導体 路に所定の信号が（ひいては所定の信号周波数が）導かれるかを検出することも 挙げられる。これらの課題を解決すべく開発されたのが周波数トレーシング法で あり、周波数マツピング法である。この種の方法に関する詳細はＨ，−Ｄ、　プ ルスト及びＦ、フォックスによる公知文献「周波数トレーシング及びマツピング の理論と実践：　ＦｒｅｑυｅｎｃｙＴｒａｃｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ 　ｉｎ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ＰｒａｘｉｓＪ　（前出定期刊行物「マイクロ エレクトロニック・エンジニアリング」、第２巻、、’１９ｇ４．　２９９〜３ ２３頁）に掲載されている。これらの方法は、非同期的な回路のテストを実施す るに当って特に有用である。何故ならば、サンプリング技術を基礎にした他の方 法では、同期化の欠如により所望のテストが行なわれ得ないからである。

然し乍ら従来の周波数領域測定法としての周波数トレーシング及びマツピングを 実施する場合、残念ながら以下で詳細に示すような理由に基づいて、所定のスペ クトル分析が極めて緩慢な速度でしか行なわれ得ない。更にドイツ連邦共和国特 許出願第３５１０４５４号、同第３５１０５２５号の各明細書に開示されている 速度変調の原理を基礎として提案された加速方法では、残念ながら複雑でその必 要経費がかなり高いものにならざるを得ない。しかもこの種の測定を実施する方 式は、高周波技術分野で一般に採用されている測定法からかなり季離しているの で、その電子ビーム測定技術に習熟していないユーザーにとって不都合な問題が 生じ兼ねない。

発明の要旨 そこで本発明の課題とするところは、従来の技術に改良を加えて、信号の迅速な スペクトル分析並びにスペクトル線の局所的な分布表示を簡単かつ経済的に実現 可能にする点にある。

本発明によれば、この課題は請求項１に記載された方法、並びに請求項７に記載 された装置によって解決される。なお本発明によるその他の構成及び利点は各従 属請求項、明細書の説明並びに各図面に明示されている。

本発明によって得られる利点は、特に測定が迅速に行なわれるところにあり、従 って、サンプルがテストによる損傷等を受ける機会も自ずと減少するので、サン プルの取り扱いに関しても有利な結果が得られる。

本発明によれば、公知技術による測定法の場合とは異なって、迅速な測定が達成 されるために１つの測定点における連続的な信号監視を行なうことが可能になる 。

更に、本発明による測定法の実施、並びに所属の装置の取り扱いは、従来の高周 波測定技術における測定法の場合と全く同じように行なうことが出来る。従来技 術との相違点は、単に、得られた測定結果の解釈のみにあり、それも極く僅かな 相違であるに過ぎない。従って、ユーザーが特にこの方法に習熟するための実習 期間を持つ必要はない。

請求項２〜６が請求項１による方法に基づいた有利な実施態様に関するものであ るのに対し、請求項８〜１４はこの方法を実施する一装置の各実施態様に関する 。

図面の簡単な説明 次に添付の図面に示された実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は周波数領域測定法に関する基本原理を示した図。

第２図は従来の周波数トレーシング法を実施するための装置を示した図。

第３図は従来の周波数マツピング法を実施するための装置を示した図。

第４図は本発明による方法を実施するための装置を示した図。

第５図は個々のスペクトル線における立体的な分布を測定するための第４図によ る装置を拡張した実施態様を示す図。

第６図は第４図及び第５図による装置で得られる測定結果の１例を示したグラフ である。

以上の各図において同一の信号ならびに回路部分は、同一の参照符号で示されて いる。

実施例の説明 次に示す各実施例はそれぞれ電子ビーム測定計器に関するものではあるが、本発 明の測定対象が電子のみ限定されることはなく、イオンもしくは他の粒子、殊に 一次粒子及び二次粒子にも応用可能であることは言うまでもない。更に本発明に おいては、−次電子及び二次粒子のみならず、例えばレーザー光線またはレント ゲン線（Ｘ線）などの放射線をも処理範躊に包含することが可能である。

電子ビーム処理技術を基礎とした測定法では、−次電子ビームがテストしようと する集積回路の測定部位に対して厳密に焦準される。測定部位に当てられた一次 電子はサンプル表面から二次電子を誘発し、発生した二次電子はサンプル表面に おける電気的なポテンシャルの影響を受ける。この影響は、測定箇所のポテンシ ャルによって左右される二次電子流に、もしくは、矢張り測定箇所の電気的なポ テンシャルによって規定される二次電子のエネルギー偏倚として顕現するので、 エネルギースペクトロメータを用いることによってこの影響を測定することが可 能とされる。この効果が所謂「ポテンシャルコントラスト」と称されるものであ る。

つまり原理的に言えば、先づ測定部位を一次電子で負荷し、これに対応する二次 電子を記録し、二次電子信号を従来の形式による通常のスペクトル分析器に送り 、次いでこの分析器によりスペクトル分析を行なえば、所期の測定値を得ること が出来る。然し実地においてこの種の測定が可能とされるのは、テストしようと する信号の周波数が比較的低い場合に限られる。その理由は、二次電子を記録す るために必要とされる検出器が、一般に２乃至３メガヘルツの比較的低い周波数 帯域しかカバー出来ないという事実に基づいている。

従って高い時間解像力を得るための時間領域測定法においても、サンプリング・ オシロスコープの場合と同様に、トリガ信号に達するまでの測定箇所における信 号の時間的経過を短い電子パルスによって走査する走査測定法が利用されねばな らない。

「周波数トレーシング」並びに「周波数マツピング」と称される周波数領域測定 法においては、この種の難点を克服するために別の手段か講じられ、しかもこの 場合、テストしようとする信号における一般に極めて高い周波数は、帯域幅の制 限されている検出器に伝送される前に、二次電子検出器により容易に伝送されう る中間周波数にまで降下ミキシングされねばならない。

前記ポテンシャルコントラストは、このミキシングプロセスに際する非線形の相 互作用として利用される。

第１図にはこの原理が示されており、この場合、ポテンシャルコントラストが利 用されることによって、二次電子流ＩＳＥが一方では一次電子流ＰＥｔと比例す るようになり、また他方では測定箇所における信号ｕ　（ｔ）の影響を受けて左 右される。斯くして以下の関係式が成立する。

ｉ　ＳＥ＋１１　＝　１ｐＥ（１）”　ｇ　（ｕ　（ｉ）　）　−（１）この式 中でｇはポテンシャルコントラスト特性曲線を、ひいては測定箇所における信号 ｕ　（ｔ）と二次電子流ｉｓｘに対するその影響との相互関係をあられしている 。

この特性曲線は、概算的には一次的な直線と看做すことが可能であり、従って止 揚の関係式（１）では純粋に乗法的な関係が示されていると解釈してもよい。と ころで、測定箇所における信号ｕ　（ｔ）のスペクトルが信号周波数ｆｓを有し ているならば、これをより低い中間周波数ｆＺＦにミキシングするため、−次電 子ビームＰＥを、ひいてはその−次電子流ＩＰＥ（＋１をも、測定しようとする 信号周波数ｆ、に対して僅かに即ち正確に中間周波数ｆＺＦ分だけシフトさせる ことが可能である。即ち、より正確に言うならば、その際には以下に示すミキシ ング条件が見たされねばならない。

ｌ　ｎ　ｆ＋＋　ｍｆｓ　ｌ　＝ｆｚＦ”・（２）なお以下においては、その都 度一般則に限定されることなく基本波ミキシングを基礎とした、つまりｎ＝ｍ＝ １の事例を基礎とした考察を行なうものとする。高調波のミキシングも同様にし て行なわれるが、但しその場合には、後の関係式においてｆ、をｎｆｓに、また ｆｓをｍ　ｆ　、にそれぞれ代替しなければならない。

第２図においては、この基本原理をどのようにして周波数トレーシング法で実現 するかが、方式構成図として示されている。周波数トレーシング法によれば、個 々のスペクトル線における局所的な分布を規定することが可能である。即ち換言 するならば、当該信号スペクトル内で所定周波数の信号を導く全ての測定点がト レースされる。この周波数トレーシング法は、第２図に概略的に示されている装 置を用いることによって実現可能である。後で詳しく説明する各装置の場合と同 じように、この装置の主たる構成要素を用いることによって、例えばアメリカ合 衆国特許第４２２０８５３号。

同第４２２３２２０号の各明細書から既に公知となっている電子ビーム測定装置 もしくはラスター走査電子顕微鏡を構成することが出来る。この種の電子ビーム 測定装置における電子光学的なパイル内には、微細に収束された一次電子流ＰＥ が生ぜしめられる。更にこの電子光学的なパイルは、図の明確性を期して第２図 及びその他の図面には示されていない複数の光学絞りと、ビームを形成し偏向さ せ焦準するための電気的もしくは磁気的なレンズ系とのほかに、−次電子流ＰＥ を生ぜしめるための電子源ＥＳをも有している。

この電子源ＥＳの役割は、周波数ｆｍによって変調された一次電子ビームを発生 させることにある。第２図に示された装置においては、電子源ＥＳが電子銃ＥＧ とビーム変調乃至消去システムＢＢＳとから構成されており、この場合の電子銃 ＥＧにおける主たる構成要素は、熱放射によって一次電子を生ぜしめるカソード 及びアノード並びにヴ工−ネルト電極である。カソードから供給される一次電子 流は、ビーム変調乃至消去システムＢＢＳにより強度変調されるので、周波数ｆ 、を有する一次電子流を生ぜしめることが可能になる。このような電子銃ＥＧ及 びビーム変調乃至消去システムＢＢＳを構成するために考えられる各種の実施態 様は、例えば、Ｅ、メンツエル及びＥ、クバレクによる公知文献ｒＳＥＭにおけ る電子ビーム裁断システム：　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍ　ｃｈｏｐｐｉｎｇ 　５ｙｓｔｅｚ　ｉｎ　ｔｂａ　ＳＥＭＪ（電子顕微鏡走査、ＳＥＭ　Ｉｎｃ、 、ＡＭＦ　Ｏ’Ｈａｒｅ、　１９７９／Ｉ。

３０５〜３１７頁）に記載されている。更にこれに適したビーム変調システムは 、例えばアメリカ合衆国特許第４１６９２２９号明細書に開示されている。

変調された一次電子流を生せしめるためには、信号発生器としてのビーム変調ゼ ネレータＢＢＧが電子源ＥＳの変調インプットＭＩに接続されている。このビー ム変調ゼネレータＢＢＧは、変調信号ＭＳでビーム変調乃至消去システムＢＢＳ を制御する。このことを実現するため、変調信号ＭＳはコンスタントな繰返し周 波数ｆＢで生ずる方形パルスから構成されている。

ビーム変調乃至消去システムＢＢＳを種々異なる形態の信号で制御する別の可能 性についても、前述箇所で引用したＥ、メンツエル及びＥ、クバレクによる公知 文献に示されており、この方法も原理的には応用可能とされている。変調信号Ｍ Ｓにおける各方形パルスはそれぞれ一次電子流ＰＥを短時間で走査し、これにょ って−次パルスが生ずる。この場合−次電子パルスの継続時間は、方形パルスの 幅によって規定される。但し時間領域測定法におけるのとは異なって、ビーム変 調ゼネレータＢＢＳは他の測定装置と同期化されない。

このようにして生ぜしめられた一次電子パルスは、次いで第２図には示されてな いレンズ系を介して、例えば集積回路のようなサンプルＩＣに態率される。発生 された一次電子ＰＥは、このサンプルＩＣにおいて二次電子ＳＥをレリーズし、 レリーズされた二次電子ＳＥが検出器ＤＴにより記録され、光パルスに変換され る。次いでこの光パルスが、通常は電子ビーム測定計器のサンプルに収容室外に 設けられて光パルスを再び電気信号に変換する光電子倍増管ＰＭに、光導体を介 して伝送される。次いでこの電気信号は、必要とされる場合には光電子倍増管Ｐ Ｍに後接続された前置増幅器ＰＡで更に増幅されてから、（この実施例では電気 的な）二次信号ＳＳとして後続の評価処理に委ねられる。

テストしようとするサンプルＩＣは、重要なプロセスを、例えばエラーを再現す べく周期的に操作される。

そのため始制御装置ＩＯＡからは、供給電圧と場合によっては励起のための入力 信号とがサンプルＩＣに与えられる。この場合、始制御装置ＩＣＡとしては特に ファンクション・テスターが用いられる。

ところで測定点に信号周波数ｆ５が生ずると、二次電子流には中間周波数ｆ２Ｆ の信号成分があられれる。

この信号成分は、先づ中間周波数ｆＺＦに定同調された帯域フィルタＢＰにより ろ波され、包絡曲線復調器ＡＭＤ内で復調され、次いで場合によってはコンパレ ータＣＭにおいて閾値ＴＨと比較されてから、電子ビーム測定装置のビデオスク リーンＣＲＴに設けられている２−インプットに供給され、これによってビデオ スクリーンＣＲＴにおける記録ビームの輝度変調が行なわれる。例えば電子ビー ム測定装置の偏向コイルを適宜制御することによっても実施することが可能とさ れているサンプルＩＣ上における一次電子流ＰＥのラスター操作（スクリーニン グ）が行なわれ、更に通例のごとく受像管ＣＲＴの記録ビームもこれと同期的に 移動せしめられると、ビデオスクリーンＣＲＴ上には輝度分布が示されるが、こ の輝度分布はラスター走査されたサンプル範囲においてミキシング条件（２）に 基づいた変調周波数ｆｓの特別な選択により選び出された信号周波数ｆ５の局所 的な分布に等しい。

ところで、成る測定点における信号のスペクトルを規定（測定）しようとするな らば、関連の周波数全域に亙って一貫した掃引走査を行なえばよく、これは所謂 周波数マツピング法を利用して実施することが出来る。この方法を実現するため の装置は第３図に示されており、その装置と第２図による装置との間に本質的な 相違はない。つまりこの第３図による実施例においては、電子ビーム変調ゼネレ ータＢＢＧが、電圧制御可能な発振器（所謂ＶＣＯ）として設計されており、出 力周波数ｆ、を規定する制御電圧は、ランプゼネレータＳＧを介して該電圧制御 発振器に供給される。受像管における記録ビームのｙ軸偏向がこの同じ制御電圧 によって同時に負荷されるのに対して、Ｘ軸偏向は一次電子流をも移動させる偏 向ゼネレータＲＧによって制御される。この測定法が採用される場合には、−次 電子流が１本のラインに沿った１つの方向でのみ偏向される。変調周波数ｆａは ランプ状の制御電圧により関連の周波数領域に亙って掃引せしめられる。それと 同時に一次電子流もシフトされるので、この測定方法によれば各測定点から形成 される全ラインに沿った全ての信号スペクトル分析を行なうことが出来る。この 場合、各スペクトルラインの高さはそれぞれビデオスクリーンＣＲＴ上の該当箇 所における輝度によって表示される。

周波数トレーシング法及び周波数マツピング法におけるビーム変調ゼネレータは 、一般に周波数合成器（シンセサイザー）として構成される。然し残念なことに は、例えば変調周波数の一貫した掃引を行なう場合に必要とされるような１つの 周波数から次の周波数への切換操作に際して、この種のシンセサイザーでは比較 的長い切換時間及び過渡時間を余儀なくされるので、変調周波数ｆｇの移動が比 較的緩慢にしか行なわれない。尤も周波数マツピング法において問題となるこの 点に関しては、１つの周波数ステップごとに単に個々の測定点の信号を分析する のみならず、１本のラインに沿って一連の測定箇所に亙る全信号をも分析すると いう窮余の策が、成る程度ではあるにせよ、却って良い結果を導きだすこともあ るが、この周波数マッピング法では、電子ビーム測定計器のビデオスクリーンか ら測定値を読み取る際の読み出し精度が比較的低い値に抑えられているという問 題もある。

しかるに本発明による方法では、これらの難点が生じないような措置がとられて いる。なお本発明による方法においても、他の周波数領域測定法の場合と同じ基 本原理、つまり比較的高い信号周波数ｆ、を検出器から容易に伝送することの出 来る低い中間周波数ｆＺＦに降下ミキシングする原理が採用されている。但し本 発明の方法における基本理念によれば、本来のスペクトル分析を実施するために は、高周波測定技術分野の当業者にとって周知の掃引式スペクトル分析器（例え ばテクトロニクス：　Ｔｅｋ＋ｒｏｎｉｘのモデル２７５６Ｆ。

なおこの種のスペクトル分析器における構造及び作用形式は当業者には良く知ら れたものであって、例えばヒユーレット・パラカード社：　Ｈｅｗｌｅｔｔ　Ｐ ａｃｋａｒｄの企業パンフレット「スペクトル分析器による測定」並びにロープ ・ラント・シュヴアルツ社：　Ｒｏｂ＋Ｉｅ　＆Ｓｃｈｗａｒｘの企業パンフレ ット「スペクトル分析器ＦＳＡによるスペクトル分析の基礎」に記載されている ）が利用され、更にこのスペクトル分析器に電子ビーム測定計器を備えた本発明 による特別な装置が組合わされる。本発明によるこの措置は、スペクトル分析器 がその内部で迅速に機能する掃引ゼネレータ（発振器）を利用できるという理由 から有利であるのみならずスペクトル分析器の検出回路が一般にその過渡状況を 最適化されていることにより、特に反応時間が短縮されるという利点をも有して いる。

大抵のスペクトル分析器はスーパーヘテロダイン方式による原理に基づいて機能 する。然し乍ら、電子ビーム測定技術における周波数領域測定法の場合とは異な って、その入力信号は、多層性（曖昧性、象限不明性）を回避すべく影像周波数 により高い内部中間周波数ｆ゛　にミキシングされ、低域フィルタにより帯域幅 を限定される。前述したテクトロニクス（ＴｅｋＨｏｎｉｘ）のモデル２７５６ Ｐの場合には、基本波帯域での作業及び１．８ギガヘルツまでの信号分析のみが 所望される限りにおいて、その最初の中間周波数は２０７２メガヘルツである。

この場合、スペクトル分析器の入力ミクサーを制御する局部発振器における周波 数ｆ、。は２０７２メガヘルツから３８７２メガヘルツの間で変動しなければな らない。この局部発振器周波数ｆＬｏ乃至スペクトル分析器における後のステー ジでの成る周波数は、一般にスペクトル分析器のアウトプットから供給可能であ って、特にこのことが当てはまるのは、当該スペクトル分析器が外部ミクサーに 接続されるように準備されている場合である。このような場合には、外部ミクサ ーに接続するためのアウトプットで局部発振器周波数を検出することが出来る。

本発明の方法によれば、局部発振器周波数ｆ、。は−次電子ビームを変調するた めの周波数変換後に利用される。この周波数変換が必要とされる理由は、スペク トル分析器で行なわれる上昇ミキシングに基づいて、局部発振器周波数が通常は 所望の領域内に存在していない点にあり、大抵の場合この局部発振器周波数は過 度に高い値を示している。そこでスペクトル分析器の基本波帯域内における動作 が所望される場合には、局部発振器周波数から内部中間周波数ｆ′を減じたもの に所望の中間周波数ｆＺＦを加えた変調周波数がめられねばならない。この変調 周波数ｆｎに関しては以下の等式が成立する。

ｆ、＝ｆ、。−ｆ’＋ｆｚｖ　・・・（３）中間周波数ｆＺＦの値は、原則とし て任意に設定可能であるが、検出器により難なく伝送され得る程度に低いもので なければならず、また妨害信号及びノイズの発生が出来るだけ僅かなものに抑制 された範囲内の数値とされる。一般に用いられる二次電子検出器においては、２ ５０キロヘルツから３メガヘルツまでの数値範囲が中間周波数ｆＺＦとして有意 義であるとされている。従って上記の等式（３）を適用するならば、ｆ、＝ｆＬ 、−ｆ’　・・・（４） なる信号周波数を有するテストさるべき信号のスペクトル成分、並びに、当然の こと乍らこれに所属する影像周波数二 ｆ’　ｓ　；　ｆ　Ｌｏ　ｆ’　＋２　・　ｆｚｒ　・・（５）もポテンシャル コントラストにより中間周波数レベルｔｚｒ内にミキシングされる。ここで再び テクトロニクス分析器２７５６Ｐを例に挙げてその中間周波数をｆ　ＺＦ＝　Ｉ 　ＭＨＺとするならば、スペクトル分析器が基本波帯域を掃引する際には、変調 周波数が１メガヘルツと１８０１メガヘルツとの間で変動することになる。

これと同様に全基本波帯域が掃引される場合には、テストしようとする測定箇所 における信号ｕ　（ｔ）のスペクトル成分が０メガヘルツと１８００メガヘルツ 乃至は２メガヘルツと１８０２メガヘルツとの間でポテンシャルコントラストに よりコンスタントなｆｚｒの中間周波数レベル内にミキシングされる。

以上のプロセスが本発明による装置においてどのようにして実現されるかを示し たのが第４図である。この実施例の場合、先づサンプルＩＣとサンプル始制御装 置ＩＯＡと一次電子源ＥＳと検出システムＤＴとに関しては、第２図及び第３図 で既に示された各装置とさしたる相違がない。従って、第２図及び第３図に示さ れた例でこれらの要素に対してとられている実施態様は、本発明による方法にお いても当然適用されうる。

但し変調周波数を得るための措置が前述した公知出力におけるのと異なっている のは言うまでもない。そのためには、周波数ｆ、。を有するスペクトル分析器Ｓ ＰＡの局部発振器における出力信号ＬＯが、周波数変換器（コンバータ）Ｍｌに おける有利にはミクサーとして構成された第１のインプットに供給される。この 周波数変換器における第２のインプットには、周波数ｆ　’　ｆ　ＺＦを有する 信号が供給される。第４図に示された本発明による装置では、この信号が当該周 波数に定同調された第１の信号発生器Ｇ１によって生せしめられ、信号発生器Ｇ １のアウトプットは、周波数変換器Ｍ１の第２のインプットに接続されている。

この場合の周波数ｆ　’　ｆ　ｚｒを有する信号は、スペクトル分析器ＳＰＡの 出力周波数、有利にはその基準周波数から、定同調された第１の信号発生器Ｇ１ をではなくＰＬＬ回路（位相固定制御ループ）を介して得ることも可能とされて いる。然しこの種のＰＬＬ回路における構造に関しては、当業者にとって周知の 技術範躊に属しているため、ここではその説明を省略する。

供給された２つの入力周波数における差としての周波数（差分周波数）をそのア ウトプットから提供する周波数変換器Ｍ１の出力信号は、必要とされる場合には 先づ後続の増幅器で増幅されてから、−次電子流を変調するために用いられる。

そのため周波数変換器Ｍ１のアウトプットは、場合により中間接続された増幅器 を介して、ビーム変調ゼネレータＢＢＧに結合されている。このビーム変調ゼネ レータＢＢＧは、周波数変換器Ｍ２におけるサインカーブ状の出力信号からビー ム変調システムＢＢＳを制御する方形波としての変調信号ＭＳを形成する。従っ てこのビーム変調ゼネレータＢＢＧは、「外部幅：　Ｅｘｔｅｒｎａｌ−Ｗｉｄ ｔｂＪモードで合理的に作動される。ビーム変調ゼネレータとしては、例えばヒ ユーレット・パラカード社による８０８０型の装置を用いることが出来る。なお この場合、ビーム変調システムＢＳＳを周波数変換器Ｍ１または増幅器における サインカーブ状の出力信号によってダイレクトに制御してもよいことは言うまで もない。

その場合にはビーム変調ゼネレータＢＢＧを省略するか、或いはこのゼネレータ を、作業点の最適な調整を期して直流電圧をスーパーヘテロダイン変換する他の パッシブな「バイアス−Ｔ」で代替することが可能である。

斯くして検出器ＤＴと前置増幅器ＰＡとの後方では、測定対象として問題にされ るスペクトル成分が中間周波数レベル、つまりｆＺＦに出現する。ところで、当 該スペクトル分析器ＳＰＡをその本来のスペクトル分析が実施可能である状態に するためには、出現した信号成分が所属の入力信号であることをスペクトル分析 器ＳＰＡに「思い込ませる」必要がある。そのためには、先づ該当するスペクト ル成分を中間周波数レベルからスペクトル分析器ＳＰＡの入力周波数レベルに移 送しなければならない。ここで言う入力周波数レベルとは、本来の可変な入力選 択レベル、もしくはスペクトル分析器ＳＰＡにおいて一般に規定される内部中間 周波数レベルの１つを意味する。この場合に必要とされる周波数移送も、矢張り 周波数変調器を用いて行なわれる。

ここで先づ説明しておかねばならないのは、スペクトル成分が入力選択レベルに 移送される事例についてである。局部発振器から周波数ｆＬｏが発生された場合 には、将にｆＬｏ　ｆ’　なる周波数の信号がスペクトル分析器ＳＰＡのインプ ットで分析される。これが入力選択レベルであって、そのレベルは局部発振器周 波数ｆＬｏの影響を受けるため一定ではなく可変である。つまり本発明において 問題とされるスペクトル成分の周波数は、必然的にｆＺＦからｆ、。−ｆ′　に 高められざるをえない。そのため第４図に示されている実施例では、第２の周波 数変換器Ｍ２における第１のインプットに二次信号ＳＳが供給され、ひいては問 題の信号成分もｆＺＦで供給されることになる。周波数変換器としては、この場 合もミクサーを用いることが可能である。周波数変換器として使用可能なミクサ ーのアウトプットには両人力信号のトータル周波数および差分周波数が出現する ので、所望の周波数変調を行なうためには、前掲の等式（３）から読み取れるよ うに、単に変調周波数ｆ８を第２の周波数変調器Ｍ２における第２のインプット に印加しさえすればよい。このことを可能ならしめるため、第２の周波数変調器 Ｍ２における第２のインプットは、場合により増幅器Ｖを介在させた状態で、第 １の周波数変調器Ｍ１におけるアウトプットに結合されている。このようにして おくならば、問題のスペクトル成分が第１の周波数変調器Ｍ１のアウトプットに おけるスペクトル分析器ＳＰＡの入力選択レベルで待機状態におかれることにな り、従って第２の周波数変調器Ｍ２におけるアウトプットは、スペクトル分析器 ＳＰＡの選択インプラ［１と単純に結合することが可能になる。この関係は、局 部発振器においてその都度生ずる実際の周波数ｆ、。による影響を受けることな しに維持されるので、スペクトル分析器ＳＰＡは、常に、テストしようとする信 号における将に実際値としてのスペクトル成分の振幅を記録することが出来る。

第５図には本発明による装置の変化実施態様が示されており、この場合関連のス ペクトル成分はｔｚｒの中間周波数レベルからスペクトル分析器ＳＰＡの内部中 間周波数レベルに移送される。この装置が第４図に示された本発明による装置と 僅かに相違している点は、第２の周波数変換器Ｍ２における配線形式にある。こ の場合ｆ”が入力周波数レベルとして用いられる規定の内部中間周波数レベルで あるとするならば、第２の周波数変換器Ｍ２における第２のインプットには、周 波数ｆ”　ｆｚｒもしくは周波数ｆ”＋ｆＺＦが供給されねばならない。従って 、この周波数を提供するために用いられる第２の信号発生器Ｇ２におけるアウト プットは、第２の周波数変換器Ｍ２における第２のインプットに接続されている 。なおこの措置とは二者択一的に、周波数ｆ”−ｆＺＦもしくは周波数ｆ”＋ｆ ＺＦをスペクトル分析器ＳＰＡからＰＬＬ回路を介して派生させることも可能で ある。この周波数変換器Ｍ２のアウトプットにスペクトル分析器ＳＰＡにおいて 選択された内部中間周波数レベルのインプット■２に接続されている。但し当該 変化態様による装置の場合には、第４図に示された汎用的な装置におけるのとは 異なって、この種のインプットを設けることが前提条件とされているが、残念な がら、一般に市場で入手することの出来る全ての装置がこのような仕様で構成さ れている訳ではない。

上述した２つの装置のいづれによっても同じように実現可能な本発明の方法では 、本来のスペクトル分析評価がスペクトル分析器ＳＰＡによって行なわれる。

このスペクトル分析ＳＰＡの操作も、従来の高周波測定技術で一般に用いられて いるスペクトル分析器の場合と全く同様な形式で行なわれる。但しその測定結果 は、公知技術による方法におけるように電子ビーム測定計器のスクリーンに表示 されるのではな（、スペクトル分析器ＳＰＡのビデオスクリーン上に表示される 。

本発明における電子ビーム測定計器は、その本来の機能を発揮させるためにのみ 、つまり一次電子ビームを所定の測定部位に位置窓めするために用いられている 。

このことによってスペクトル分析器ＳＰＡの操作は簡易化されており、熟練して いない者でも特別な訓練を必要とすることなく容易に取り扱うことが出来る。但 しこの方法により得られた測定結果の解釈に関しては、通常の画像におけるのと は若干異なっている。つまりこれを詳述するならば、ミキシング条件（２）が設 定されていることに基づいて、測定されたスペクトルの測定箇所における信号ｕ 　（ｔ）の各スペクトル成分に関してはそれぞれ二重のピーク値が出現し、この 場合、（スペクトル分析器の目盛で見て）上位のピーク値が測定されたスペクト ル成分の実際の周波数に相当するのに対し、下位のピーク値は上位の数値を正確 に２・ｆＺＦ分だけ下回る。このことは第６図のグラフから明らかであって、図 面上方のグラフ（ａ）には測定部位における信号のスペクトルが示されているの に対して、下方のグラフ（ｂ）には本発明による方法で測定されたスペクトルか 示されている。このグラフに示された２対のピーク値によって、測定信号におけ る両スペクトル線の特性が顕現されている。

本発明のスペクトル分析器ＳＰＡを単に操作するだけで、スペクトル分析器にお ける他の拡張された機能を発揮させることが可能である。この種の拡張された機 能、つまり作業形式としては、例えば自動的なピーク値認識操作、分析器がスペ クトル線の周波数偏倚（ドリフト）に対する自動的な追従を行なうトラッキング 操作、並びに分析器がスペクトルの時間的な変動を測定してこれを表示するモニ タリング操作などが挙げられる。

初めての周波数変換（第１の周波数変換器Ｍ１による）は、必ずしも周波数ｆ　 ｆｚｒについて行なわねばならないのではなく、スペクトル分析器ＳＰＡにおけ る入力周波数レベルへの第２の周波数変換が行なわれるような措置（なおこのこ とは例えば第５図に示された実施例では自動的に行なわれる）が講じられてさえ いれば、他の全ての周波数について実施することも可能である。そのような場合 には、極めて高い周波数または極めて低い周波数についての周波数変換を実施す ることが可能になる。また極端な場合には周波数値をゼロにすることすら、つま り周波数変換を全く行なわないことすら可能とされている。その際には、当然の こと乍ら第１の信号発生器Ｇ１が不要になり、第１の周波数変換器Ｍ１は単純な 接続片として構成することか出来る。

本発明の方法における別の実施態様によれば、スペクトル成分の立体的な分布を 測定することも容易に達成される。これを実施するためには、局所的な分布を測 定しようとする所定の信号周波数に対して本発明によるスペクトル分析器ＳＰＡ の中間周波数がセットされ、このスペクトル分析器ＳＰＡにおける「セロスパン 」走査形式が選定される。斯くして当該スペクトル線の時間的な変動がスペクト ル分析器ＳＰＡによって測定され、次いで、通常はビデオ信号と称されるところ のスペクトル分析器ＳＰＡの最後のステージで復調された出力信号（つまりスペ クトル分析器受像管のｙ軸変調を行なう信号）が、場合によっては補足的な信号 処理（例えばレベル整合処理または望ましくない妨害を抑制するための閾値との 比較処理）を受けた後で、電子ビーム測定計器のディスプレーＣＲＴにおける２ −インプット（輝度変調）に供給される。第４図及び第５図には、この走査方式 が破線で示されている。

−次電子ビームＰＥが（従来の周波数トレーシング法におけるのと全く同じよう に）サンプルＩＣ上でラスター走査（スクリーニング）され、これと同期的に記 録ビームも電子ビーム測定計器のビデオスクリーンＣＲＴ上でラスター走査され ると、問題とされるスペクトル線の局部的な分布がこのビデオスクリーン上に輝 度分布として出現する。

更に本発明の方法における別の実施態様によれば、従来の周波数マツピング法に よるのと同じ測定結果を得ることが出来る。この実施態様においても、スペクト ル分析器ＳＰＡのビデオ出力信号は電子ビーム測定計器のディスプレーＣＲＴに おける２−インプットに接続される。勿論、この場合はスペクトル分析器ＳＰＡ が「ゼロスパン」走査形式で操作されるのではなく、通常の掃引走査形式で操作 される。周波数マツピング法におけるのと同じように、この実施例でも一次電子 ビームＰＥは単に１本のラインに沿ってのみラスター走査される。ビデオスクリ ーンＣＲＴの記録ビームはこれと同期的に１つの方向、例えばｙ軸方向でラスタ ー走査される。これに対し垂直な方向、つまりＸ軸方向でのラスター走査は、ス ペクトル分析器ＳＰＡの掃引プロセスと同期的に行なわれなければならない。そ のためには、（シばしば「掃引走査：ＳｗｅｅｐｓｃａＪと呼称される）スペク トル分析器ＳＰＡの掃引信号、つまり将にその時点で分析された周波数を示すラ ンプ状の信号が記録ビームを偏向させるために用いられるか、或いは逆に、ビデ オスクリーンＣＲＴにおけるＸ軸偏向電圧を外部の掃引信号としてスペクトル分 析器ＳＰＡに供給することも可能である。

以上の説明においては常にスペクトル分析器について述べてきたが、この点に関 連して、スペクトル分析器とはスペクトル分析を行ない且つそのために測定対象 とされる問題の周波数領域を一貫して掃引する装置であるという定義が留意され ねばならない。この定義によるならば、所謂「ネットワーク・アナライザー＝Ｎ ｅｔｗｏｒｋ−ＡｎａｌｙｘｅｒＪ　、ツまり回路網計算機もスペクトル分析器 の範躊に含まれる。この種の装置は、従来のスペクトル分析器におけるように単 に振幅スペクトルのみを測定するのではなく、補足的に位相スペクトルをも測定 することが可能とされている。従って本発明による方法を実現するためにも、ス ペクトル・アナライザーを利用することが出来る。そこで本発明の方法における 別の実施態様によれば、この種のスペクトル・アナライザーの拡張された機能が 利用されており、測定箇所における信号ｕ　（ｔ）の位相スペクトルをも付加的 に測定できるようになっている。なおそのためには、サンプル始制御装置をネッ トワーク・アナライザーと同期化しなければならないが、このような同期化は、 例えば共通の基準周波数を利用することにより実現可能である。更にこの場合の 周波数変換に際しては、関連の各信号における位相関係を維持することも必要と される。この位相関係に関する条件を満たすためには、各周波数変換器Ｍ１及び Ｍ２としてそれぞれミクサーを用い、それにより第１の信号発生器Ｇ１の出力信 号を、また場合によっては第２の信号発生器Ｇ２の出力信号をもネットワーク・ アナライザーと同期化するようにしておけばよい。この種の同期化は、各信号発 生器Ｇｌ、Ｇ２をＰＬＬ回路として構成し、その出力信号かスペクトル分析器Ｓ ＰＡの基準周波数から派生されるようにしておけば容易に達成される。

以上の構成様式ならびに操作方式が採用されるならば、測定箇所における信号ｕ 　（ｔ）の振幅スペクトルと位相スペクトルとを同時に測定することが可能とさ れる。

しかのみならず、振幅と位相とに関するこの２つの情報を利用するならば、時間 領域でのフーリエ逆変換に基づいた計算によって、測定箇所における信号ｕ　（ ｔ）の時間的な経過をも規定することが可能になる。

電子源ＥＳに関しても、第２図乃至第５図に示されたのとは異なる実施態様か可 能であることは言うまでもない。即ち本発明における電子源としては、熱放射に より一次電子ＰＥを発生する加熱式のカソードを用いる代りに、例えば電界放射 カソードを、もしくはレーザーパルスにより電子の放出を励起される光電陰極を 利用することが可能であり、或いは半導体カソードを用いてもよい。半導体カソ ードが用いられる場合には、陰極電流を適宜変化させることによって、その放出 強度を極めて容易に調整することが出来る。その場合にはカソードの背後に独立 したビーム変調システムを設ける必要がなくなり、陰極電流は変調信号ＭＳによ ってダイレクトに制御される。

更に本発明においては、第２図乃至第５図に関連して説明した二次電子検出器に よってではなく、他の検出器を用いて二次信号を派生することも当然可能とされ 、例えばシンチレーション・カウンタ、ファラデー箱、半導体検出器などを利用 することが出来る。なおこの検出器自体の手前に、例えばチャネルプレートのよ うな二次電子を倍増するための装置を接続してもよいことは言うまでもない。つ まり原則として、二次電子を受けた際に測定信号を発生するものであれば任意の 検出器を用いることが可能である。

二次信号ＳＳを得るためには、特に当該装置内にエネルギースペクトロメータＳ Ｐを組み込むことが可能とされており、第２図乃至第５図ではこのことが対向電 界網によって示されている。この場合、特に好適な装置としては、例えばアメリ カ合衆国特許第４２９２４１９号明細書に開示されているような対向電界スペク トロメータが挙げられる。どのようにすればこの種のスペクトロメータを用いて 所望の信号を得ることが出来るかは、通常の専門知識を有する当業者であれば自 明のことであり、例えば対向電界網に定電圧を印加する措置は、そのうちでも特 に簡単な１例である。

更に本発明は、−次電子ＰＥを厳密に黒率して測定部位にのみ放射することに限 定されるものではなく、サンプルの比較的大きな面に亙って一次電子を放射し、 二次電子ＳＳを局部解像的に得ることによって初めて測定部位の規定を行なうこ とも、本発明の枠を逸脱することな〈実施可能である。この種の用例の１つとし て、例えばポテンシャルコントラストを利用した光電子による表面ポテンシャル の測定があり、そのためにはサンプルの全表面に亙って光が照射され（従ってこ の場合は一次ビームＰＥが著しく拡大される）、次いで該当の光電子ＳＥが多チ ヤネル検出器によりその発生箇所に応じてそれぞれ別個に記憶され、二次信号に 変換される。

中間周波数ｆＺＦへのミキシングは、非線形の関係及び−次電子ビームの変調に 基づいて行なわれるが、この場合、−次電子ではなく二次電子もしくは二次信号 （８８）の強度（輝度）変調を行なうことによってミキシングを達成することも 可能である。そのためには、例えば対向電界スペクトロメータのエネルギー閾を 変調周波数ｆｍで変調すればよい。またこのスペクトロメータの特性曲線を考慮 するならば、二次電子信号のサインカーブ状変調を達成することすら可能となり 、しかも、例えば既述の方法ではその都度の事情に応じて生じ兼ねないような混 変調ないし相互変調に基づいた障害を回避することも出来る。更に装荷キャパシ タンスを比較的高い値に切換え、二次電子のエネルギー分散を行なうならば、当 然その限界周波数は低（抑えられ、このスペクトロメータによる視野の制限が行 なわれる。同様にして、光電子増倍管をゲート回路と共に機能させるか、或いは ビデオ信号通路内で変調する操作も可能であるが、その場合には、得られる帯域 幅が比較的狭いものになる。

以上では本発明を電子ビーム測定計器におけるポテンシャルコントラスト効果に 関連して述べたが、本発明の応用範囲がこれにのみ限定されることはなく、本発 明の処理対象としては、−次電子及び二次電子のみならず、他の任意の粒子、例 えばイオンもしくは任意の放射線、例えば光線も考慮されうろことは言うまでも ない。例えばレーザービームが一次ビームＰＥとして用いられる場合には、レー ザービームの励起によって光電子がサンプル表面に出現し、次いでこの光電子は 、ポテンシャルコントラストに基づいてサンプル表面における電場の影響を受け 、これにより前述したごとく二次電子としての検出が可能になる。このようなポ テンシャルコントラスト効果の代りに、他の相互作用を利用することも可能であ って、−次電子ビームＰＥから派生した二次電子ＳＥを、例えば磁場を利用して 制御することも出来る。この所謂「磁気コントラスト」を利用するならば、例え ばマグネチックバブルメモリー（磁気バブル記憶装置）における磁気分域の運動 を調べることが出来る。また二次信号ＳＳは、必ずしも検出器により記録される 二次粒子流から導き出さなくてもよく、例えばサンプルＩＣの一次ビ・−ムＰＥ から誘導された電流を測定することによって、二次信号をサンプルからダイレク トに派生させることも可能とされる。この種の操作技術における１例として当業 者によく知られている方法には、例えばＥＢＩＣ（電子ビーム誘導電流：　Ｅｌ ｃｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ）プロセスがある。

以上に述べた各変化態様は、言うまでもなくそれぞれ単独で実施することはもと より、互いに組合わせることも可能であってか、例えば−次ビームＰＥとしては 矢張りレーサービームを、またサンプルＩＣとしては集積回路を用いた場合には 、サンプルＩＣのｐｎ接合においてレーザービームにより電子一孔一対を、ひい ては自由な荷電担体（チャージ・キャリア）を生ぜしめることか出来る。このよ うな措置かとられているならば、サンプルＩＣにおける充電率の変動が顕著なも のになるが、充電率変動の多寡はその都度のｐｎ接合の切換状態如何によっても 左右される。従ってサンプルＩＣに対する供給電流の測定を行なえば、ｐｎ接合 の切換状態変動を容易に検出することか可能である。

この場合、サンプルＩＣもしくはその保持電流からの偏倚は、間接的に二次信号 ＳＳとして利用可能であって、特別な検出器は不要である。更にレーザービーム を一次ビームとして用いることによってサンプルＩＣの表面電位を測定すること も可能とされる。この場合に乗算的な関係を成立させるための相互作用は電気光 学的な効果であって、この効果を発揮させるためには、サンプル表面上に電子光 学結晶が装着される。二次信号を得るためには一次ビームＰＥが電子光学結晶方 向に配向され、これから反射した光が偏光子を介して導かれ、例えば光電子増倍 管として構成された検出器に供給される。この電気光学結晶がサンプルＩＣの表 面電位に応じて偏光平面を回動させた場合には、サンプルＩＣの表面電位に応動 する信号値を有し従って二次信号として用いることの出来る信号が、光電子増倍 管のアウトプットから供給される。

ｄ　、、Ｏ ε 国際調査報告 １１１１“０１１ａｉｖ　Ｋテ／ＤＥ９０１００１９］特表千４−５００１２６ 　（１２） 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．サンプル（ＩＣ）における少なくとも１つの測定点でフィードバックされる 信号（ｕ（ｔ））のスペクトル分析を迅速に行い、且つ／又は個々のスペクトル 成分における局所的な分布を測定するための方法であって、この場合、 −サンプル（ＩＣ）に一次ビーム（ＰＥ）を供給し、−一次ビーム（ＰＥ）とサ ンプル（ＩＣ）との間に相互作用を生ぜしめ、 −サンプルから二次信号（ＳＳ）を派生させ、一次ビームとサンプルとの間の相 互作用によりこの二次信号（ＳＳ）に影響を及ぼし、 −この場合、一次ビーム（ＰＥ）または二次放射もしくは二次粒子（ＳＥ）の電 流、乃至は二次信号（ＳＳ）を取得または処理するための装置を変調周波数（ｆ Ｂ）で変調し、 −この場合、上記の変調処理及び相互作用によって、二次信号（ＳＳ）内のフィ ードバックされる信号（ｕ（ｔ））における所定の周波数成分（ｆＢ）を中間周 波数（ｆＺＦ）にミキシングし、 −この場合、第１回の周波数変換によってスペクトル分析器の局部発振器信号か ら変調周波数（ｆＢ）を取得し、 −更にこの場合、中間周波数（ｆＺＦ）における二次信号の信号成分を第２回の 周波数変換によりスペクトル分析器の入力周波数レベルに変換する、以上のプロ セスに基づいて実施される方法。
2. ２．請求項１記載の方法において、スペクトル分析器（ＳＰＡ）の入力周波数レ ベルをその入力選択レベルすることを特徴とする方法。
3. ３．請求項１記載の方法において、スペクトル分析器（ＳＰＡ）の入力周波数レ ベルをスペクトル分析器（ＳＰＡ）における内部の中間周波数レベル（ｆ′′） とすることを特徴とする方法。
4. ４．請求項１乃至３のいづれか１項に記載の方法において、スペクトル分析器を 掃引方式により走査することを特徴とする方法。
5. ５．請求項１乃至４のいづれか１項に記載の方法において、 −スペクトル分析器を「ゼロスパン」モードで走査し、 −スペクトル分析器（ＳＰＡ）の出力信号を表示装置（ＣＲＴ）に供給し、 −その都度の測定点に関する局部情報を有する少なくとも１つの信号を表示装置 （ＣＲＴ）に補足的に供給し、 −一次ビームを順次異なった測定点に位置定めする、以上のプロセスを特徴とす る方法。
6. ６．請求項１乃至５のいづれか１項に記載の方法において、一次ビーム（ＰＥ） のよって二次電子（ＳＥ）の発生させることと、次いでポテンシャルコントラス トによって二次電子に影響を及ぼすこととを、一次ビームとサンプルとの間の相 互作用とすることを特徴とする方法。
7. ７．サンプル（ＩＣ）における少なくとも１つの測定点でフィードバックされる 信号（ｕ（ｔ））のスペクトル分析を迅速に行い、且つ／又は個々のスペクトル 成分における局所的な分布を測定するための装置において、 −この装置が、一次ビームを発生させるための一次ビーム源（ＥＳ）を有してお り、 −この装置が、始制御装置（ＩＣＡ）により供給電圧且つ／又は始制御電圧を供 給されるサンプル（ＩＣ）に対する一次ビーム（ＰＥ）の案内及び焦準を行なう ための装置を有しており、 −この装置が、サンプル（ＩＣ）から二次信号（ＳＳ）を派生させる装置（ＤＴ ，ＰＡ）を有しており、この場合、該二次信号（ＳＳ）には一次ビーム（ＰＥ） とサンプル（ＩＣ）との間の相互作用による影響が及ぼされるようになっており 、 −この装置が、一次ビーム（ＰＥ）または二次放射もしくは二次粒子（ＳＥ）の 電流、乃至は二次信号（ＳＳ）を取得しあるいは処理する装置を変調周波数（ｆ Ｂ）で変調するための装置（ＢＢＳ）を有しており、 −この装置が、スペクトル分析器（ＳＰＡ）を有しており、 −この装置が、スペクトル分析器の局部発振器アウトプットに接続された第１の インプットと変調装置に接続されたアウトプットとを備えた第１の周波数変換器 （Ｍ１）を有しており、 −この装置が、二次信号（ＳＳ）を派生させる装置（ＤＴ，ＰＡ）に接続された 第１のインプットとスペクトル分析器における１つのインプットに接続されたア ウトプットとを備えた第２の周波数変換器（Ｍ２）を有している、 以上の構成を特徴とする装置。
8. ８．請求項７記載の装置において、一次ビーム源（ＥＳ）が、一次粒子（ＰＥ） における変調されてない電流を生ぜしめる電子銃（ＥＧ）と、これに後接続され た変調装置として用いられるビーム変調システム（ＢＢＳ）とから構成されてい ることを特徴とする装置。
9. ９．請求項７又は８記載の装置において、一次ビーム（ＰＥ）または二次放射、 もしくは二次粒子（ＳＥ）の電流、乃至は二次信号（ＳＳ）を取得しあるいは処 理する装置の変調を行なう変調信号を、変調インプット（ＭＩ）を介して変調装 置に供給するためのビーム変調ゼネレータ（ＢＢＧ）が設けられており、この場 合、ビーム変調ゼネレータのインプットが第１の周波数変換器に接続されている ことを特徴とする装置。
10. １０．請求項７乃至９のいづれか１項に記載の装置において、第１の周波数変換 器（Ｍ１）の出力周波数が、局部発振器アウトプットにおける信号の周波数（ｆ ＬＯ）とスペクトル分析器（ＳＰＡ）における第１の内部中間周波数（ｆ′）と の間の差の絶対値から、単に一定の周波数値分（ｆＺＦ）だけ偏倚せしめられて おり、この場合、一定の周波数値（ｆＺＦ）が二次信号（ＳＳ）を派生させる装 置（ＤＴ，ＰＡ）の上限周波数より小さな値に設定されていることを特徴とする 装置。
11. １１．請求項７乃至１０のいづれか１項に記載の装置において、第２の周波数変 換器（Ｍ２）におけるアウトプットがスペクトル分析器（ＳＰＡ）の選択インプ ットに接続されており、この第２の周波数変換器（Ｍ２）が変調周波数（ｆＢ） の値に相当する周波数変換を行なうように構成されていることを特徴とする装置 。
12. １２．請求項７乃至１０のいづれか１項に記載の装置において、第２の周波数変 換器（Ｍ２）におけるアウトプットがスペクトル分析器（ＳＰＡ）の中間周波数 ステージに対するインプットに接続されており、この第２の周波数変換器（Ｍ２ ）が内部中間周波数ステージの中間周波数（ｆ′′）と一定の周波数値（ｆＺＦ ）との差もしくはそのトータルの絶対値に相当する周波数変換を行なうように構 成されていることを特徴とする装置。
13. １３．請求項７乃至１２のいづれか１項に記載の装置において、スペクトル分析 器のアウトプットが表示装置（ＣＲＴ）のインプットに接続されており、この場 合、表示装置（ＣＲＴ）にはその都度の測定点部位に関する情報を有する少なく とも１つの信号が供給されるように構成されていることを特徴とする装置。
14. １４．請求項７乃至１３のいづれか１項に記載の装置において、表示装置がビデ オスクリーンとして構成されており、スペクトル分析器（ＳＰＡ）の掃引走査が 表示装置における記録ビームの偏向走査と同期化されていることを特徴とする装 置。