JPS6254183A - 動作中に集積回路の機能を監視する方法と装置 - 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】 ＩＩよ二且ユ皇１ 本発明は電子ビームを使って集積回路を試験することに
関する。

従来の技術及び問題、。

集積回路を試験する時の難点は、内部の導体が非常に小
さく、絶縁コーティングの下にあって接近出来ないと共
に流れる電流が極めて小さいことがある為に、計器及び
オツシロスコープの様な普通の手段によって監視し得る
唯一の出力が、回路の出力導体に出る出力であることで
ある。動作中の集積回路の節に電子ビームを差し向けた
時、集積回路から放出される２次電子のエネルギが、照
射される回路の節の電位に関係することが判った。

この照射は、回路に苅し、その動作を妨げる程の負荷と
ならない。この性質を利用して、回路の種種の場所に於
ける電位の表示を取出し、その性能を評価している。電
子エネルギ、従って回路の電位を正確に測定する時の要
因は、検出される電子の最低エネルギ・レベルを決定す
る２次電子検出鼎のフィルタ格子の電圧の設定であり、
この為、この電圧は、フィルタ格子を通過する多数の電
子からの帰還ループによって設定されている。実際には
、フィルタ格子の電圧を設定する精度は、最大開放ルー
プ利得によって制限される。従来使われていた制御ルー
プを用いた時に起る別の問題は、２次電子信号のボック
スカー平均作用並びにその後の基準レベルとの比較によ
って、帯域幅が制限されていることである。この様なル
ープによる制御が、検査される節にある信号の周波数に
強い依存性を持つことは明らかであり、実際には、信号
周波数の変化に対処する為に、装置の調節をリセットす
ることが必要である。この為、可変周波数信号を発生ず
る集積回路の試験は、こういう種類の装置を用いて行な
うことが出来ないことになる。

試論される集積回路の節の電圧の周波数が、１ＭＨ２以
下になることもある様なループの帯域幅の制限の為に、
実時間で測定するには高過ぎる場合、電子ビーム又は２
次電子によって発生された出力を短いパルスとしてゲー
トし、その各々から電圧波形の１点を取出すことが出来
る。集積回路の電圧変化のサイクルに対して、ゲート動
作の時間を変えることによって、これを繰返し、サンプ
リング・オツシロスコープの動作の仕方と似た形で、回
路内の電圧波形を構成する一連の点を発生ずることが出
来る。これはストロボ・モードとして知られている。

問題点を解決する為の手１　び 本発明の目的は、集積回路に対する電子ビーム試験装置
の性能を改善することである。

本発明の１面では、試験される集積回路の選ばれた部分
を照射する為に電子ビームを用い、当該フィルタ格子の
電圧によって設定された予定の値より高いエネルギを持
つ電子をこの値より低いエネルギを持つ電子から分１！
ｉするバイアス形フィルタ格子を持つ電子検出器を用い
て、前記照射から生じた２次電子を収集し、前記フィル
タ格子を通過する電子の数を表わ寸電気信号を定常基準
信号と比較して、その差をフィルタ・バイアスの値に加
篩して前記フィルタ格子の電圧を設定する様に帰還し、
前記フィルタ格子の電圧に関係し且つ前記集積回路の選
ばれた部分の電圧を表わす出力信号を発生することによ
り、動作中に集積回路の機能を監視する方法に於て、前
記電気信号を基準信号と連続的に比較して差信号を発生
し、利１％　１の帯域幅までの略全部の利用し得るＷＩ
域に及んで略６ｄＢ／オクターブのＯ−ルオフを持つ電
圧利得対周波数特性を有する帰還通路を介して、前記差
信号をフィルタ格子に帰還するようにした方法が提供さ
れる。

本発明の第２の面では、試験される集積回路の選ばれた
部分を照射する為にパルス状電子ビームを持ち、当該フ
ィルタ格子の電圧によって設定された予定の値より高い
エネルギを持つ電子をこの値より低いエネルギを持つ電
子から分離する為にバイアス形フィルタ格子を持つ電子
検出器を用いて、前記照射によって生じた２次電子を収
集し、前記パルスの間に前記フィルタ格子を通過した電
子の数を表わす電気信号を定常基準信号と比較して、そ
の差を貯蔵する為にフィルタ・バイアスの値に加算し、
その和を前記フィルタ格子の電圧を設定する様に帰還し
、前記フィルタ格子の電圧に関係し且つ前記パルスの間
の集積回路の選ばれた部分の電圧を表わす出力信号を発
生することにより、動作中に集積回路の機能を監視する
方法に於て、前記パルスの間に前記電気信号を基準信号
と比較して差信号を発生し、該差信号を帰還通路にある
手段によって貯蔵し、該帰還通路は貯蔵された差信号を
フィルタ格子に印加し、前記帰還通路は、パルスのデユ
ーティ・サイクルで利得１の帯域幅までの略全体の利用
し得る帯域に及んで略６ｄＢ／オクターブのロールオフ
を持つ電圧利得対周波数特性を持っている方法が提供さ
れる。「パルス中」のビーム・パルスから取出した信号
に対して作用する時、信号が回路の中を通るのに要する
時間に対するゆとりをみなければならない。

本発明の第３の面では、試験される集積回路の選ばれた
部分を電子ビームによって照射し、この照射によって生
ずる２次電子をバイアス形フィルタ格子を持つ電子検出
器によって収集し、該フィルタ格子は、該フィルタ格子
に対する電圧によって定められた予定の値により高いエ
ネルギを持つ２次電子が通過出来る様にすると共にこの
値より低いエネルギを持つ２次電子を停止することによ
り、動作中に集積回路の機能を監視する装置に於て、前
記電子検出器に結合されていて、前記フィルタ格子を通
過した電子の数を表わす電気信号を発生する手段と、前
記電気信号を定常基準信号と比較して、その間の差に比
例する出力信号を発生する比較手段と、該比較手段の出
力信号に応答して前記出力信号をフィルタ・バイアスの
値に加算して前記フィルタ格子に印加される電圧を発生
する加算手段とを有し、前記比較手段の出力信号は、集
積回路の選ばれた部分の電圧を表わす装置の出力を発生
する為にも使われ、前記比較手段が前記電気信号を基準
信号と連続的に比較し、その出力信号が、利得１の帯１
ｔＪ、幅までの略全部の利用し得る帯域に及んで略６ｄ
Ｂ／オクターブのロールオフを持つ電圧利得対周波数特
性を有する帰還通路によって前記フィルタ格子に印加さ
れるようにした装置が提供される。

本発明の第４の面では、試験される集積回路の選ばれた
部分がパルス状電子ビームによって照射され、この照射
によって生ずる２次電子がバイアス形フィルタ格子を持
つ電子検出器によって収集され、該フィルタ格子は該フ
ィルタ格子の電圧によって設定された予定の値より高い
エネルギを持つ２次電子が通過出来る様にすると共に、
この値より低いエネルギを持つ２次電子を停止させるこ
とにより、動作中に集積回路の機能を監視する装置に於
て、前記電子検出器に結合されていて、パルスの間にフ
ィルタ格子を通過した電子の数を表わす電気信号を発生
する手段と、前記電気信号を定常基準信号と比較する比
較手段と、該比較手段の出力信号に応答して差信号を貯
蔵する手段と、貯蔵された差信号に応答して、誤差信号
をフィルタ・バイアスの値に旭尊して、フィルタ格子に
印加される電圧を発生する加算手段とを有し、貯蔵され
た差信号は、集積回路の選ばれた部分の電圧を表わす装
置の出力を発生する為にも使われ、前記比較手段が前記
パルスの間だけ、前記電気信号を基準信号と比較する様
に構成されていて、前記貯蔵する手段が貯蔵された差信
号をフィルタ格子に印加する帰還通路内にあり、該帰還
通路はパルスのデユーティ・サイクルで利得１の帯域幅
までの略全部の利用し得る帯域に及んで略６ｄＢ／オク
ターブのロールオフを持つ電圧利得対周波数特性を有す
る装置が提供される。

電気信号と基準信号の閤の差は、例えばトランスコンダ
クタンス増幅器からの電流として発生することが出来る
。この電流が、フィルタ格子の電圧を設定する為にフィ
ルタ・バイアスに加算される電圧まで、静電容量を充電
する為に印加される。

集積回路の選ばれた部分の電圧を表わす出力信号は、こ
の静電容量の電圧から取出すことが出来る。

交代的に、電気信号は最初に記載した基準信号とは異な
る第２の基準信号と比較して差信号を発生し、この差信
号を最初に記載したフィルタ・バイアスの値とは異なる
第２のフィルタ・バイアスの値に加韓して、フィルタ格
子に交代的に印加することが出来る。集積回路の選ばれ
た部分の電圧の２つの測定値を比較して、２次電子放出
と選ばれた部分の電圧の間の関係のドリフトに対し、測
定値を補正することが出来る。このドリフトは、例えば
、１次ビーム電流、ＩＣ表面の２次電子放出係数又は２
次電子検出装置の変化によって起ることがある。ストロ
ボ・モードでは、２つの基準信号及びフィルタ・バイア
スの値を用いて、別々の信号チャンネルを用いることが
出来、相次ぐパルス又はパルス群に対して、その出力を
交互にフィルタ格子に対して多重化する。実時間モード
では、基準信号及びフィルタ・バイアスの値を交互に１
個の信号チャンネルに対して切換え、対応する出力を例
えばディジタル式に貯蔵し、その後比較して補正するこ
とが出来る。この代りに、後考の方法では、別々の信号
チャンネルを用いることが出来る。２つより多くの基準
信号及びフィルタ・バイアスの値を用いてもよい。

本発明が十分に理解され、容易に実施出来る様にする為
に、次に特定の例及びその例の変形を図面について説明
する。

実施例 第１図に示す装置では、試験される集積回路が１の所に
配置され、その選ばれた一部分が、回路の動作中に、電
子ビームによって照射される。電子銃、偏向装置、並び
にそれらと集積回路１を収容する真空にひいた外被は、
この種の装置にとって普通の構成であってよいので、図
面に示してない。破線２で示した２次電子が集積回路１
によって放出され、フィルタ格子４を持つエネルギ解析
器３の中を上向きに通過する。エネルギ解析器３は、係
属中のヨーロッパ特許出願番号第８４３０７０６８．１
に記載される様な構造を持ってぃてよい。フィルタ格子
４に対する電圧による減速電界により、フィルタ格子の
電圧に対応するエネルギよりも大きなエネルギを持つ２
次電子だけが通過出来る様にする。フィルタ格子４を通
過した２次電子がシンチレータ５に入射して、光子６と
して示す光出力を発生する。エネルギ解析器３及びシン
チレータ５も真空にひいた外被の中に配置されている。

光増倍管７がシンチレータ５からの光子を受取り、導体
８に電気信号を発生する。この電気信号は、ヘッド前費
増幅器９によって増幅された後、トランスコンダクタン
ス増幅器１０の信号入力に印加される。増幅器１０の第
２の入力には、導体１１を介して基準電圧が印加される
。増幅器１０は、そのゲート信号人力１２に印加された
サンプリング・パルスによってゲートされる様に構成さ
れている。増幅器１０の出力電流が、分路接続の積分キ
ャパシタ１３と、直流負帰還を持つバッファ電圧増幅器
１４の入力とに直接的に印加される。増幅器１４の出力
電圧が波形バッファ増幅器１５に接続される。この増幅
器は、端子１６に線形増幅出力を発生する様に、一定の
利得を持つ反転増幅器として作用する様に接続された抵
抗を持っている。増幅器１４はフィルタ格子駆動増幅ｖ
！Ａ１７にも接続されており、増幅器１７は、増幅器１
４の出力を端子１８に印加されるフィルタ・バイアス電
圧と組合せる加埠増幅器として構成されている。増幅器
１７の出力が導体１９を介してフィルタ格子４に接続さ
れる。

第１図に示す装置の動作について説明すると、フィルタ
格子４に対する電圧を調節することにより、２次電子が
シンチレータ５に入射する速度が略一定に保たれ、フィ
ルタ格子に印加された電圧と対応する電圧が、それから
は成る定数（端子１８に印加されるフィルタ・バイアス
に関係する）及び成る倍率だけ異なるが、端子１６に発
生される。２次電子の割合を一定に保つ為に、フィルタ
格子に加えることを必要とする電圧変化は、試験される
集積回路の選ばれた部分に於ける電圧変化に略等しく、
従って、端子１６の出力電圧は、集積回路の電圧にごく
密接に追従する様に構成することが出来る。これが装置
の実時圏動作モードである。

第２図は、１次電子ビームによる照射の結果として、集
積回路から放出されたエネルギに対し、２次電子の放出
の割合に正規化して示すグラフである。エネルギ目盛上
のグラフ全体の位置は集積回路の内、照射された部分に
対する電圧に関係する。グラフの形は実質的に影響を受
けない。第３図は第２図から導き出されたものであり、
予定のレベルより高いエネルギを持ち、従ってフィルタ
格子を通過する２次電子の単位時間あたりの数を、フィ
ルタ格子電圧の異なる値に対して示している。

このグラフはその形に因んでＳ字曲線と呼ばれ、フィル
タ格子を通過する２次電子の数が略一定に保たれる様に
、フィルタ格子電圧を制御するループの効果を決定する
。

ストロボ・モードでは、周期回路の内、関心のある部分
に差し向けられた集束電子ビームがパルス状（典型的に
は各々のパルスは０．１乃至１００ｎｓであるンであり
、この為その部分で電圧の一連のサンプルが得られる。

トランスコンダクタンス増幅器１ｏのゲート人力１２に
印加されるサンプル・パルスは、電子ビームのパルス駆
動と同じ速度で発生されるが、後で述べたパルスに較べ
て、電子ビーム・パルスに応答して増幅器１０の信号入
力に電圧パルスが発生されるのに要する期間だけ遅延し
ており、この為、信号入力が大部分Ｍ音である時に増ｌ
１ｔＡ器１０がオフに切換えられ、有意の信号入力が予
想される時にオンに切換えられる。発生される出力は数
多くのサンプルで構成され、集積回路のこの部分に於け
る信号の波形が、この波形に対して電子ビーム・パルス
のタイミングを変えることにより、サンプリング・オフ
シロスコープ等で構成される。ストロボ・モードでは、
ループの帯域幅は、パルス駆動の為に、ビーム動作のデ
ユーティ・サイクルを減少するのと同じ割合で増加する
。パルスが帯域幅の逆数より短いことが重要である。積
分静電容量の値はデユーティ・サイクルと同じ割合で減
少することが出来る。

第１図に示す装置は、トランスコンダクタンス増幅器１
０を用い、これが電圧入力信号に比例する電流出力信号
を発生し、それが積分キャパシタ１３に印加される。こ
の回路形式により、フィルタ格子電圧に対する開放制御
ループの利得周波数特性は、ループの信号の周波数範囲
全体にわたってオクターブあたり６ｄＢのロールオフを
持つが、これは安定で整定の速い閑ループにとって理想
的である。電圧増幅器を使った従来の場合、ロールオフ
は、増幅器の固有の利得制限の結果として、中間周波数
から上向きにだけ及んでいる。このことが第４図に示さ
れている。

第４図に示した装置の利得１の帯域幅は、従来提案され
た装置よりもずっと大きく、積分キャパシタに印加され
る前に、２次電子信号と基準信号の間の差を形成する為
に、ＩＯＭＨｚ又はそれ以上にすることが出来る。装置
の他の部品の利得は、閉ループの利１ｇ１の帯域幅より
高い所まで、周波数に無関係である。積分キャパシタ１
３は、２次電子から取出された信号のショットノイズの
濾波作用を最適にする為に、必要に応じて閉ループの帯
域幅を減少することが出来る様に、その値を切換え可能
にすることが出来る。

第５図は集積回路形式で構成するのに適したトランスコ
ンダクタンス増幅器１００１例の回路図を示す。この増
幅器が一１５ボルトに保たれた負の電圧レール５ｏ及び
＋１５ボルトに保たれた正の電圧レール５１に接続され
、信号人力５３に印加された信号と基準人力５４に印加
された基準の′間の電圧の差に比例する出力電流を端子
５２に発生する。プッシュプル形ゲート信号に対して２
つのゲート入力端子５５．５６を設け、増幅器をオフ及
びオンに切換える。共通の抵抗負荷電流通路７０を持つ
２つの制ｔ１０電流１７’ｏを、トランジスタ５７．５
８及びトランジスタ５９．６０によって構成し、これら
のトランジスタがトランジスタの対６３．６４及び６５
．．６６に対し、導体６１゜６２を介して正確な関係を
持つ反対向きの１０ｍＡ及び２０ｍＡの電流を供給する
。別のトランジスタの対６７．６８がトランジスタ６６
のコレクタに接続される。出力端子５２がトランジスタ
６３．６８のコレクタに接続され、導体６１．６２の間
にはトランジスタ６３．６８．６６を直列に通る電流通
路が存在する。トランジスタ６４゜６５．６７の］レク
タがアースに接続される。トランジスタ５７．５８．５
９は何れも３９０オームのエミッタ抵抗を持っているが
、トランジスタ６０はエミッタ回路に並列の２つの３９
０オームの抵抗を持っていて、トランジスタ６０のコレ
クタ電流がトランジスタ５８のコレクタ電流の２倍にな
る様になっている。トランジスタ６５．６６のベースが
、同一の抵抗−静電各端回路を介して、信号入力及び基
準入力５３．５４に夫々接続される。このベースは、ト
ランジスタ５９によって制御されるトランジスタ７１．
７２からバイアス電流も受取る。ゲート入力端子５５が
、反転バッファ増幅器として構成されたトランジスタ７
３，７４を介して、夫々トランジスタ６４．６８のベー
スに接続される。ゲート入力端子５６が、反転バッファ
増幅器として構成されたトランシタスフ５゜７６を介し
て、夫々トランジスタ６３．６７のベースに接続される
。

差しあたってトランジスタ６３．６４．６７゜６８及び
７３乃至７６の作用を無視すると、増幅器の動作は導体
６１からの電流（１０ｍＡ）とトランジスタ６６のコレ
クタからの電流の間の差に等しい電流を出力端子５２に
供給する。（端子５３の）信号入力電圧が（端子５４）
の基準入力電圧と等しければ、導体を介してトランジス
タに供給されるエミッタ電流（２０ｍＡ）は、トランジ
スタ６５．６６のコレクタに三等分される。つまり、″
トランジスタ６６のコレクタからの電流が１０　ｍ　Ａ
であって、従って導体６１からの電流（１ＱｍＡ）に等
しく、端子５２には出力電流が流れない。基準入力電圧
を一定に保つと仮定すると、端子５３の信号入力電圧が
変化すると、トランジスタ６６のコレクタに流れる電流
の割合が変化して、出力端子５２に電流の不平衡が生じ
、この結果、出力電流が流れる。

トランジスタ６３．６４．６７．６８は、端子５５．５
６に印加されたゲート信号によって制御される２極切換
えスイッチとして作用する。端子５５が端子５６に対し
て十分に正である時、トランジスタ７４．７５が導電し
、トランジスタ７３゜７６は非導電である。つまり、ト
ランジスタ６６のコレクタ及び導体６１が端子５２に接
続され、この為、信号電圧及び基準電圧に応じた出力電
流が発生され、トランジスタ６４．６７は非導電である
。他方、端子５５が端子５６に対して十分に負である場
合、トランジスタ６３．６８が非導電であり、この為端
子５２には出力電流が供給されず、外部回路から印加さ
れた任意の電圧をとり得る。１Ｊｆｆｉしているトラン
ジスタ６４．６７を通る電流はアースに戻る。

第５図の回路の動作をまとめて云えば、トランジスタ６
５．６６がトランジスタ６０からの制御された電流を方
向ぎめして、入力電圧に応じたその成る割合が出力端子
に供給され、そこでこの割合とトランジスタ５８からの
電流の間の差が増幅器の出力電流となる様に作用する。

トランジスタ６３．６４，６７．６８は、端子５５．５
６に印加されたプッシュプル・ゲート信号の制御のＦに
、電流を出力端子５２に方向ぎめして、出力電流が発生
される様にするか、又は大地に方向ぎめする様にし、出
力端子５２が浮動状態になることが出来る様にする。

第１図に示す装置では、それを通過する２次電子の数に
応答して、フィルタ格子の電圧を設定する制御ループが
あるが、端子１６の出力によって表わされる様な、試験
される集積回路１０波形の実際の測定値は、閉ループの
測定値ではない。集積回路１の２次電子放出係数の変動
は、シンチレータ５に入射する２次電子の数に影響し得
る幾つかの要因の内の１つにすぎず、これが端子１６の
波形出力の変化となって擬似的に現われる。装置の利得
、即ち、出力波形と集積回路の波形の間の関係に影響を
与える別の要因は、それらの部品がフィルタ格子電圧制
御ループに入っていても、シンデレーター光増信管−ヘ
ッド増幅器の組合せの利得である。装置の利得の変化が
、Ｓ字曲線（第３図）の高さに影青し、従って動作点に
於けるその勾配に影響し、これが出力波形の内のどの変
化が擬似的であって、どれが集積回路の電圧変化を反映
しているかを検出する方法になる。

第６図は第１図の装置の変形を示しており、追加の部分
は、擬似的な変化を検出することが出来る様にし、希望
によっては、出力波形から除くことが出来る様にする。

第６図では、第１図と対応する部品には同じ参照数字を
用いており、追加の部品２０乃至２９は部品１０乃至１
９と夫々同様である。ヘッド増幅器９の出力が更に第２
のトランスコンダクタンス増幅器２０に印加され、この
増幅器もゲートすることが出来、信号は部品１０乃至１
９によって形成された通路と共に、部品２０乃至２９に
よって形成された通路に沿って通過する。アナログ・マ
ルチプレクサ３ｏが導体１９゜２９の電圧を導体３１に
、そしてこの導体を介してフィルタ格子４に選択的に接
続する。

２つのトランスコンダクタンス増幅器１ｏ、２０の基準
入力１１．２１には相異なる基準電圧が印加されており
、フィルタ格子電圧制御ループが、マルチプレクサ３０
によって導体３１に導体１９又は導体２９のどららが接
続されるかに応じて、Ｓ字曲ｔｆＡ（第３図）上の相異
なる２点で動作する様になっている。Ｓ字曲線上の相異
なる２つの動作点に対する、集積回路の標本化電圧の変
化の影響は、装置の利得の変化のＩｉｅ費とは異なる。

２つの影響が第７（ハ）図及び第７０図に示した理想化
したＳ字曲線について示されている。第７（ハ）図では
、集積回路の標本化電圧の変化の影響が、同じ距離にわ
たって、Ｓ字曲線全体が右に平行移動することどして示
されており、これは端子１６．２６の出力電圧が同じ大
きさだけ変化することを示す。

第７０図では、装置の利得の変化の影響が、Ｓ字曲線が
急峻になることとなって現われており、端子１８．２６
の出力電圧が異なる形で影響を受けることを示している
。

第６図の回路の動作について説明すると、異なる基準電
圧レベル及び異なるフィルタ・バイアス・レベルを使う
ごとによって、２つの動作点が設定される。典型的には
、２番目の動作点は１番目よりもフィルタ・バイアスが
一層高く、基準電圧が一層低い。これらの動作点を交互
に用いて、集積回路の波形の測定をする。ストロボ・モ
ードでは、マルチプレクサ３ｏを電子ビーム・パルスの
間で切換える。端子１６．２６から２つの完全な波形出
力が得られ、これを第７に）図及び第７０図について上
に述べた所に基づいて比較することが出来る。この代り
に、２つの波形出力を組合せて、装置の利得の変動の影
響を除き、集積回路の標本化した部分の電圧波形の純粋
な形を残すことが出来る。使方、２つの波形の間の差を
使って、例えば光増倍管７の利得を制御することにより
、装置の利得を制御することが出来る。この何れの方法
によっても、装置は、１次ビーム電流、２次電子放出係
数、シンチレータ効率、光増倍管の利得及びヘッド増幅
器の利得の変化が波形測定値に影響しない様に構成する
ことが出来る。

以上の説明に関連して、更に下記の項を開示する。

（１）試験される集積回路の選ばれた部分を照射する為
に電子ビームを用い、当該フィルタ格子の電圧によって
設定された予定の値より高いエネルギを持つ電子をこの
値より低いエネルギを持つ電子から分離するバイアス形
フィルタ格子を持つ電子検出器を用いて、前記照射から
生じた２次電子を収集し、前記フィルタ格子を通過する
電子の数を表わす電気信号を定常基準信号と比較して、
その差をフィルタ・バイアスの値に加算して前記フィル
タ格子の電圧を設定する様に帰還し、前記フィルタ格子
の電圧に関係し且つ前記集積回路の選ばれた部分の電圧
を表わす出力信号を発生することにより、動作中に集積
回路の機能を監視する方法に於て、前記電気信号を基準
信号と連続的に比較して差信号を発生し、利得１の帯域
幅までの略全部の利用し得る帯域に及んで略６ｄＢ／オ
クターブのロールオフを持つ電圧利得対周波数特性を有
する帰還通路を介して、前記差信号をフィルタ格子に帰
還するようにした方法。

（２）第（１）項に記載した方法に於て、前記電気信号
とり単信号の間の差に比例する電流を発生し、該電流を
静電容量を充電する様に印加し、該静電容量に設定され
た電圧をフィルタ命バイアスに加算して、フィルタ格子
に対する電圧を設定し、前記静電容量に設定された電圧
から出力信号を取出１工程を含む方法。

（３）試験される集積回路の選ばれた部分を照射する為
にパルス状電子ビームを持ら、当該フィルタ格子の電圧
によって設定された予定の値より高いエネルギを持つ電
子をこの値゛より低いエネルギを持つ電子から分離する
為にバイアス形フィルタ格子を持つ電子検出器を用いて
、前記照射によって生じた２次電子を収集し、前記パル
スの間に前記フィルタ格子を通過した電子の数を表わす
電気信号を定常基準信号と比較して、その差を貯蔵する
と共にフィルタ・バイアスの値に加算し、その和を前記
フィルタ格子の電圧を設定する様に帰還し、前記フィル
タ格子の電圧に関係し且つ前記パルスの間の集積回路の
選ばれた部分の電圧を表わす出力信号を発生することに
より、動作中に集積回路の機能を監視する方法に於て、
前記パルスの間に前記電気信号を基準信号と比較して差
信号を発生し、該差信号を帰還通路にある手段によって
貯蔵し、該帰還通路は貯蔵された差信号をフィルタ格子
に印加し、前記帰還通路は、パルスのデユーティ・サイ
クルで利得１の帯域幅までの略全体の利用し得る帯域に
及ｌυで略６ｄＢ／オクターブのロールオフを持つ電圧
利得対周波数特性を持っている方法。

（４）第（３）項に記載した方法に於て、前記電気信号
及び基準信号の間の差が電流として発生され、該電流が
電荷を貯蔵する静電容量を充電する様に印加され、前記
静電容量の電圧がフィルタ・バイアスの値に加算されて
フィルタ格子の電圧を設定し、出力信号が前記静電容量
の電圧から取出される方法。

（５）第（３）項又は第（４）項に記載した方法に於て
、パルスの繰返し周波数が、試験される集積回路の選ば
れた部分に於りる反復的な波形の周波数に対して、パル
スが相次いで発生する時に、該パルスが前記波形を漸進
的に歩進する様に選ばれており、前記出力信号が波形の
１回の発生を表わす様に処理される方法。

（６）第（１）項乃至第（５）項に記載した方法に於て
、前記電気信号が最初に記載した基準信号とは異なる第
２の基準信号と交代的に比較されて差信号を発生し、該
差信号が最初に記載したフィルタ・バイアスの値とは異
なる第２のフィルタ・バイアスの値に加算されて、前記
フィルタ格子に交代的に帰還されることにより、集積回
路の選ばれた部分の電圧の交代的な２回の測定値が発生
され、これらの測定値の間の差を使って、検出された２
次電子放出と集積回路の選ばれた部分の電圧の間の関係
のドリフトに対して、測定値を補正する方法。

（７）試験される集積回路の選ばれた部分を電子ビーム
によって照射し、この照射によって生ずる２次電子をバ
イアス形フィルタ格子を持つ電子検出器によって収集し
、該フィルタ格子は、該フィルタ格子に対する電圧によ
って定められた予定の値より高いエネルギを持つ２次電
子が通過出来る様にすると共にこの値より低いエネルギ
を持つ２次電子を停止することにより、動作中に集積回
路の機能を監視する装置に於て、前記電子検出器に結合
されていて、前記フィルタ格子を通過した電子の数を表
わす電気信号を発生する手段と、前記電気信号を定常基
準信号と比較して、その間の差に比例する出力信号を発
生する比較手段と、該比較手段の出力信号に応答して前
記出力信号をフィルタ・バイアスの値に加算して前記フ
ィルタ格子に印加される電圧を発生する加算手段とを有
し、前記比較手段の出力信号は、集積回路の選ばれた部
分の電圧を表わす装置の出力を発生する為にも使われ、
前記比較手段が前記電気信号を基準信号と連続的に比較
し、その出力信号が、利得１の帯域幅までの略全部の利
用し得る帯域に及んで略６ｄＢ／オクターブのロールオ
フを持つ電圧利得対周波数特性を有する帰還通路によっ
て前記フィルタ格子に印加されるｖｔ置。

（８）第（７）項に記載した装置に於て、前記比較手段
が、前記電気信号及び基準信号の間の差に比例する出力
信号を発生するトランスコンダクタンス増幅器を含み、
更に、該トランスコンダクタンス増幅器の出力電流によ
って充電される様に接続された静電容量を持っていて、
該静電容量に設定された電圧が前記加締手段に印加され
て、前記フィルタ・バイアスの値と加算されて前記フィ
ルタ格子に印加される電圧を発生する装置。

（９）試験される集積回路の選ばれた部分がパルス状電
子ビームによって照射され、この照射によって生ずる２
次電子がバイアス形フィルタ格子を持つ電子検出器によ
って収集され、該フィルタ格子は該フィルタ格子の電圧
によって設定された予　一定の値より高いエネルギを持
つ２次電子が通過出来る様にすると共に、この値より低
いエネルギを持つ２次電子を停止させることにより、動
作中に集積回路の機能を監視する装置に於て、前記電子
検出器に結合されていて、パルスの間にフィルタ格子を
通過した電子の数を表わす電気信号を発生する手段と、
前記電気信号を定常基準信号と比較する比較手段と、該
比較手段の出力信号に応答して差信号を貯Ｆａする手段
と、貯蔵された差信号に応答して、誤差信号をフィルタ
・バイアスの値に側口して、フィルタ格子に印加される
電圧を発生する加算手段とを有し、貯蔵された差信号は
、集積回路の選ばれた部分の電圧を゛表わす装置の出力
そ発生する為にも使われ、前記比較手段が前記パルスの
間だけ、前記電気信号を基準信号と比較する様に構成さ
れていて、前記貯蔵する手段が貯蔵された差信号をフィ
ルタ格子に印加する帰還通路内にあり、該帰還通路はパ
ルスのデユーティ・サイクルで利得１の帯域幅までの略
全部の利用し得る帯域に及んで略６ｂＢ／オクターブの
ロールオフを持つ電圧利得対周波数特性を有する装置。

（１０）第（９）項に記載した装置に於て、前記パルス
の繰返し周波数が集積回路の選ばれた部分の反復的な波
形の周波数に対し、前記パルスが相次いで発生する時に
該パルスが前記波形に漸進的に歩進する様に選ばれてお
り、出力信号が前記波形の１回の発生を表わす様に処理
される装置。

（１１）第（９）項又は第（１０）項に記載した装置に
於て、前記比較手段が制御信号を受取る様に接続された
ゲート形トランスコンダクタンス増幅器を含んでおり、
該制御信号は前記トランスコンダクタンス増幅器が、各
々のパルスの間だけ、前記電気信号と基準信号の間の差
に比例する出力電流を発生することが出来る様にし、前
記貯蔵する手段が前記トランスコンダクタンス増幅器か
らの電流によって、前記貯蔵された差信号を形成する電
圧まで充電される様に接続された静電容量を含んでいる
装置。

（１２）第（８）項又は第（１１）項に記載した装置に
於て、前記トランスコンダクタンス増幅器が入力電圧に
応答して該増幅器の出力電流を制御する高速電流方向き
め回路を含ｌνでいる装置。

（１３）第（７）項乃至第（１２）項に記載した装置に
於て、前記比較手段が前記電気信号を、最初に記載した
基準信号とは異なる第２の基準信号と交代的に比較して
第２の差信号を発生する様に構成されており、前記加算
手段が前記第２の差信号を最初に記載したフィルタ・バ
イアスの値とは異なる第２のフィルタ・バイアスの値に
加算して、前記フィルタ格子に交代的に印加される電圧
を発生する様に構成されており、この為、装置は集積回
路の選ばれた部分の電圧の交代的な２つの測定値を発生
し、更に、２つの交代的な測定値の間の差に応答して、
検出された２次電子放出と集積回路の選ばれた部分の電
圧の間の関係のドリフトに対して測定値を補正する手段
を有する装置。

（１４）第（１３）項に記載した装置に於て、前記比較
手段が前記電気信号を交代的に第１及び第２の基準信号
と比較する様に切換えられ、前記加算手段が前記比較手
段と同期的に切換えられて、前記第１及び第２のフィル
タ・バイアスの値を交互に加算して、前記フィルタ格子
に印加される電圧を発生する装置。

（１５）第（１３）項に記載した装置に於て、電気信号
を第１及び第２の基準信号と夫々比較する為の２つの別
々の比較手段を設け、その結果得られた差信号が２つの
別々の加算手段に夫々印加されて、夫々用１及び第２の
フィルタ・バイアスの値を用いたフィルタ格子の電圧を
発生し、２つの加算手段からの電圧が交互にフィルタ格
子に印加される装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１例の略図、第２図は電子の照射によ
ってターゲラ１〜から放出された２次電子のエネルギ・
スペクトルを示すグラフ、第３図は電子の照射を受ける
ターゲットから放出された、所定の値より大きなエネル
ギを持つ２次電子の数を示す正規化したグラフであり、
このグラフをＳ字曲線と呼ぶ。第４図は従来の同等の特
性と比較して、本発明の実施例の開放ループ電圧利得を
周波数に対して示すグラフ、第５図は本発明の実施例に
使うのに適したトランスコンダクタンス増幅器の回路図
、第６図は第１図に示した実施例の変形の回路図、第７
咎図及び第７０図は第６図に示した変形が、検出された
２次電子放出とターゲットの電圧の間の関係のドリフト
の１２８に対して補償を行なうことが出来る様にする様
子を示すグラフである。 主な符号の説明 １：集積回路 ３：エネルギ解析器 ４：フィルタ格子 ７：光増倍管 １ｏニドランスコンダクタンス増幅器 １７：加算増幅器 １９：導体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試験される集積回路の選ばれた部分を照射する為
   に電子ビームを用い、当該フィルタ格子の電圧によつて
   設定された予定の値より高いエネルギを持つ電子をこの
   値より低いエネルギを持つ電子から分離するバイアス形
   フィルタ格子を持つ電子検出器を用いて、前記照射から
   生じた２次電子を収集し、前記フィルタ格子を通過する
   電子の数を表わす電気信号を定常基準信号と比較して、
   その差をフィルタ・バイアスの値に加算して前記フィル
   タ格子の電圧を設定する様に帰還し、前記フィルタ格子
   の電圧に関係し且つ前記集積回路の選ばれた部分の電圧
   を表わす出力信号を発生することにより、動作中に集積
   回路の機能を監視する方法に於て、前記電気信号を基準
   信号と連続的に比較して差信号を発生し、利得（１）の
   帯域幅までの略全部の利用し得る帯域に及んで略６ｄＢ
   ／オクターブのロールオフを持つ電圧利得対周波数特性
   を有する帰還通路を介して、前記差信号をフィルタ格子
   に帰還するようにした方法。
2. （２）試験される集積回路の選ばれた部分を電子ビーム
   によつて照射し、この照射によつて生ずる２次電子をバ
   イアス形フィルタ格子を持つ電子検出器によつて収集し
   、該フィルタ格子は、該フィルタ格子に対する電圧によ
   つて定められた予定の値より高いエネルギを持つ２次電
   子が通過出来る様にすると共にこの値より低いエネルギ
   を持つ２次電子を停止することにより、動作中に集積回
   路の機能を監視する装置に於て、前記電子検出器に結合
   されていて、前記フィルタ格子を通過した電子の数を表
   わす電気信号を発生する手段と、前記電気信号を定常基
   準信号と比較して、その間の差に比例する出力信号を発
   生する比較手段と、該比較手段の出力信号に応答して前
   記出力信号をフィルタ・バイアスの値に加算して前記フ
   ィルタ格子に印加される電圧を発生する加算手段とを有
   し、前記比較手段の出力信号は、集積回路の選ばれた部
   分の電圧を表わす装置の出力を発生する為にも使われ、
   前記比較手段が前記電気信号を基準信号と連続的に比較
   し、その出力信号が、利得（１）の帯域幅までの略全部
   の利用し得る帯域に及んで略６ｄＢ／オクターブのロー
   ルオフを持つ電圧利得対周波数特性を有する帰還通路に
   よつて前記フィルタ格子に印加されるようにした装置。