JPH079443B2 - 電子ビ−ムパルス幅測定方法 - Google Patents
電子ビ−ムパルス幅測定方法Info
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- JPH079443B2 JPH079443B2 JP60244410A JP24441085A JPH079443B2 JP H079443 B2 JPH079443 B2 JP H079443B2 JP 60244410 A JP60244410 A JP 60244410A JP 24441085 A JP24441085 A JP 24441085A JP H079443 B2 JPH079443 B2 JP H079443B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は集積回路内部の配線に電子ビームを当てそこか
ら発生される２次電子の強さから配線電圧を検出する電
子ビーム装置において，電圧変化を正確に測定するため
の時間分解能を決めるべき電子ビームパルスのパルス幅
の測定方法を提供するものである。
ら発生される２次電子の強さから配線電圧を検出する電
子ビーム装置において，電圧変化を正確に測定するため
の時間分解能を決めるべき電子ビームパルスのパルス幅
の測定方法を提供するものである。
集積回路技術の進歩に伴い，ガリウム砒素等で構成され
る論理ゲートの遅延時間は非常に短く，論理的な変化を
電子ビーム装置で正確に測定するためには，電子ビーム
のパルス幅，電子ビームの投射タイミング，そして電子
ビームのジッタが重要問題となる。本発明は，電子ビー
ムパルス幅測定方法に係り，電子ビームパルスが確かに
短いことを正確に測定するために，電子ビームパルス
を，まず，マイクロチャネルプレートに多数回入射させ
て電気的な電流に変換する。そして得られた出力電流を
積分し，サンプルホールドして得られる直流電圧信号の
値を，すでに既知なるパルス幅の電子ビームパルスに対
する測定値と比較することによって電子ビームのパルス
幅を算定するものである。この場合に前記マイクロチャ
ネルプレートの出力電流を取り出す系の帯域を非常に小
さくすることによって電子ビームパルス幅と前記直流電
圧信号の値とが線形の関係になることを利用して前記直
流電圧信号の値から逆に電子ビームパルス幅を算定する
ようにしている。従来，電子ビームパルスを高速に偏向
して空間的な広がりに変換することによってパルス幅を
算定する方法があるが，この方法では，パルス幅が100p
s以下になると，電子ビームパルスの投射タイミングに
対して偏向板の偏向電圧のジッタの影響で正確なパルス
幅が測定出来ない。本発明によれば，電子ビームのパル
スのジッタの影響を受けずにパルス幅を正確に算定する
ことが出来るという効果がある。
る論理ゲートの遅延時間は非常に短く，論理的な変化を
電子ビーム装置で正確に測定するためには，電子ビーム
のパルス幅，電子ビームの投射タイミング，そして電子
ビームのジッタが重要問題となる。本発明は，電子ビー
ムパルス幅測定方法に係り，電子ビームパルスが確かに
短いことを正確に測定するために，電子ビームパルス
を，まず，マイクロチャネルプレートに多数回入射させ
て電気的な電流に変換する。そして得られた出力電流を
積分し，サンプルホールドして得られる直流電圧信号の
値を，すでに既知なるパルス幅の電子ビームパルスに対
する測定値と比較することによって電子ビームのパルス
幅を算定するものである。この場合に前記マイクロチャ
ネルプレートの出力電流を取り出す系の帯域を非常に小
さくすることによって電子ビームパルス幅と前記直流電
圧信号の値とが線形の関係になることを利用して前記直
流電圧信号の値から逆に電子ビームパルス幅を算定する
ようにしている。従来，電子ビームパルスを高速に偏向
して空間的な広がりに変換することによってパルス幅を
算定する方法があるが，この方法では，パルス幅が100p
s以下になると，電子ビームパルスの投射タイミングに
対して偏向板の偏向電圧のジッタの影響で正確なパルス
幅が測定出来ない。本発明によれば，電子ビームのパル
スのジッタの影響を受けずにパルス幅を正確に算定する
ことが出来るという効果がある。
本発明は集積回路内部の配線に電子ビームを当て，そこ
から発生される２次電子の強さから配線電圧を検出する
電子ビーム装置に係り，特に電圧変化を正確に測定する
ために時間分解能を決めるべき電子ビームパルスのパル
ス幅の測定方法に関する。
から発生される２次電子の強さから配線電圧を検出する
電子ビーム装置に係り，特に電圧変化を正確に測定する
ために時間分解能を決めるべき電子ビームパルスのパル
ス幅の測定方法に関する。
大規模集積回路の発展に伴い，大規模集積回路の内部の
論理的な動作が正常であるかを高速に調べる高度な故障
検出診断技術を確立することの重要性が高まってきた。
論理的な動作が正常であるかを高速に調べる高度な故障
検出診断技術を確立することの重要性が高まってきた。
集積回路内部の論理的な状態，或いは入力変化に対する
ゲート出力の変化を知るためには，各ゲートの出力に接
続された，配線の電圧状態，或いは電圧変化を知る必要
がある。そこで，無接触で配線電圧を検出できる電子ビ
ーム装置が実用化されてきた。この電子ビーム装置は，
試料としての集積回路をステージ上に搭載し，ステージ
の上部から前記集積回路の各配線に電子ビームを当てる
と配線から２次電子が放出されるので，この２次電子の
エネルギ分布を測定することによって配線電圧を検出す
るものである この装置は，入力電圧に伴う各配線の電圧の変化すなわ
ち，時間的変化を観察できるばかりでなく，ビームが当
てられるフィールド内のすべての配線の電圧状態，すな
わち，空間的な電圧分布を観察することができるもので
ある。
ゲート出力の変化を知るためには，各ゲートの出力に接
続された，配線の電圧状態，或いは電圧変化を知る必要
がある。そこで，無接触で配線電圧を検出できる電子ビ
ーム装置が実用化されてきた。この電子ビーム装置は，
試料としての集積回路をステージ上に搭載し，ステージ
の上部から前記集積回路の各配線に電子ビームを当てる
と配線から２次電子が放出されるので，この２次電子の
エネルギ分布を測定することによって配線電圧を検出す
るものである この装置は，入力電圧に伴う各配線の電圧の変化すなわ
ち，時間的変化を観察できるばかりでなく，ビームが当
てられるフィールド内のすべての配線の電圧状態，すな
わち，空間的な電圧分布を観察することができるもので
ある。
ところが最近，被測定物であるICがガリウム砒素等によ
り構成されるようになると,IC内部の各ゲートの論理変
化のスピードは非常に高速になり，立ち上がり時間，或
いは立ち下がり時間が例えば0.1ns程度のものが製造さ
れるようになってきた。このような高速な電圧変化を電
子ビーム装置で測定する場合には，配線電圧の電圧変化
における立ち上がり時間，あるいは立ち下がり時間に比
べて十分に高い測定時間分解能が必要である。この時間
分解能を規定する条件には３つあり，第１は電子ビーム
のパルス幅が短いこと，第２に電子ビームを投射するタ
イミングの制御ステップ，即ちある同期信号に対してど
れだけ細かく電子ビームを当てるタイミングを可変でき
るかというステップ，そして，第３に被測定物を動かし
ているクロックタイミングと電子ビームを動かしている
クロックタイミングのずれ，即ちジッタが小さいことで
ある。
り構成されるようになると,IC内部の各ゲートの論理変
化のスピードは非常に高速になり，立ち上がり時間，或
いは立ち下がり時間が例えば0.1ns程度のものが製造さ
れるようになってきた。このような高速な電圧変化を電
子ビーム装置で測定する場合には，配線電圧の電圧変化
における立ち上がり時間，あるいは立ち下がり時間に比
べて十分に高い測定時間分解能が必要である。この時間
分解能を規定する条件には３つあり，第１は電子ビーム
のパルス幅が短いこと，第２に電子ビームを投射するタ
イミングの制御ステップ，即ちある同期信号に対してど
れだけ細かく電子ビームを当てるタイミングを可変でき
るかというステップ，そして，第３に被測定物を動かし
ているクロックタイミングと電子ビームを動かしている
クロックタイミングのずれ，即ちジッタが小さいことで
ある。
要求される時間分解能を得るためには，現実的に電子ビ
ームパルスそのもののパルス幅を正確に測定する方法を
見出す必要がある。従来，電子ビームパルスを高速に偏
向することにより，空間的な広がりに変換してパルス幅
を測定する方法があった。この方法は第２図（ａ）に示
すようにパルスゲートから放出された電子ビームパルス
（EBパルス）20が静電偏向器に入力し,EBパルスと偏向
器21に印加するパルス電圧を同期させて立上り（下り）
部分でEBパルスを偏向するようにしておくと，電子ビー
ムの先頭と終りの部分に受ける力が異なる。即ちEBパル
スを偏向する電圧を例えば第２図（ｂ）に示すように負
の電圧から正の電圧に変化するように与えると，各EBパ
ルスの先頭と終りとでは，力の受け方が異なり，横方向
に広がり,EBパルス23のような形になる。これを被測定
物に当てることによって空間的な電子ビームの広がりが
第２図（ａ）の24のようになりこの広がりを測定するこ
とによって電子ビームのパルス幅を測定できることにな
る。この従来の方法は，電子ビームパルスを高速に偏向
して，空間的な広がりに変換することによってパルス幅
を算出する方法であった。しかし，この方法では,EBパ
ルスと偏向電圧の間に第２図（ｂ）に一点鎖線と破線で
示す様なジッタがあると，これに対応して第２図（ａ）
に破線と一点鎖線で示す様に空間的に引き伸ばされたEB
パルス24の被測定物上の照射位置が広がってしまうため
正確なパルス幅が測定できないという欠点を有してい
た。すなわち，ジッタが100psであっても，パルス幅が1
n程度であればあまり問題ないが，パルス幅が1nより短
くなってくると，誤差を生じ，小さな幅のパルス幅は正
確に測定することは出来なかった。
ームパルスそのもののパルス幅を正確に測定する方法を
見出す必要がある。従来，電子ビームパルスを高速に偏
向することにより，空間的な広がりに変換してパルス幅
を測定する方法があった。この方法は第２図（ａ）に示
すようにパルスゲートから放出された電子ビームパルス
（EBパルス）20が静電偏向器に入力し,EBパルスと偏向
器21に印加するパルス電圧を同期させて立上り（下り）
部分でEBパルスを偏向するようにしておくと，電子ビー
ムの先頭と終りの部分に受ける力が異なる。即ちEBパル
スを偏向する電圧を例えば第２図（ｂ）に示すように負
の電圧から正の電圧に変化するように与えると，各EBパ
ルスの先頭と終りとでは，力の受け方が異なり，横方向
に広がり,EBパルス23のような形になる。これを被測定
物に当てることによって空間的な電子ビームの広がりが
第２図（ａ）の24のようになりこの広がりを測定するこ
とによって電子ビームのパルス幅を測定できることにな
る。この従来の方法は，電子ビームパルスを高速に偏向
して，空間的な広がりに変換することによってパルス幅
を算出する方法であった。しかし，この方法では,EBパ
ルスと偏向電圧の間に第２図（ｂ）に一点鎖線と破線で
示す様なジッタがあると，これに対応して第２図（ａ）
に破線と一点鎖線で示す様に空間的に引き伸ばされたEB
パルス24の被測定物上の照射位置が広がってしまうため
正確なパルス幅が測定できないという欠点を有してい
た。すなわち，ジッタが100psであっても，パルス幅が1
n程度であればあまり問題ないが，パルス幅が1nより短
くなってくると，誤差を生じ，小さな幅のパルス幅は正
確に測定することは出来なかった。
本発明は，このような従来法の欠点であるジッタの影響
を除去するために，電子ビームパルスを電気的な電流に
変換し，この電流値を積分して得られる直流電気信号の
電圧値からパルス幅を算定する電子ビームパルス幅測定
方法を提供するものである。
を除去するために，電子ビームパルスを電気的な電流に
変換し，この電流値を積分して得られる直流電気信号の
電圧値からパルス幅を算定する電子ビームパルス幅測定
方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明は電子ビームパルスを多数回入射し，電気信号に
変換する変換手段と，前記変換手段から得られる前記電
気信号を積分する積分器と，前記積分回路の出力に接続
されるサンプルホールド回路とからなり，前記電子ビー
ムパルスを前記変換手段によって電気信号に変換した
後，増幅して得られる多数個の電子パルス信号を前記積
分器で積分して得られる直流電圧信号の飽和値から前記
電子ビームパルス幅を算定することを特徴とし，さら
に，前記積分器の直流電圧信号の飽和値をパルス幅既知
の電子ビームパルスに対する積分出力の飽和値と比較す
ることによってEBパルス幅を算定することを特徴とし，
更に，前記変換手段から前記積分器直前までの系の時定
数はEBパルス幅に比べて大きいことを特徴とする。
変換する変換手段と，前記変換手段から得られる前記電
気信号を積分する積分器と，前記積分回路の出力に接続
されるサンプルホールド回路とからなり，前記電子ビー
ムパルスを前記変換手段によって電気信号に変換した
後，増幅して得られる多数個の電子パルス信号を前記積
分器で積分して得られる直流電圧信号の飽和値から前記
電子ビームパルス幅を算定することを特徴とし，さら
に，前記積分器の直流電圧信号の飽和値をパルス幅既知
の電子ビームパルスに対する積分出力の飽和値と比較す
ることによってEBパルス幅を算定することを特徴とし，
更に，前記変換手段から前記積分器直前までの系の時定
数はEBパルス幅に比べて大きいことを特徴とする。
本発明は電子ビームパルスをマイクロチャネルプレート
に多数回入射させて電気的な電流に変換し，それを積分
し，サンプルホールドして得られる直流電圧信号の飽和
値をパルス幅が既知である電子ビームパルスに対する飽
和測定値と比較することによって電子ビームパルス幅を
算定するものである。
に多数回入射させて電気的な電流に変換し，それを積分
し，サンプルホールドして得られる直流電圧信号の飽和
値をパルス幅が既知である電子ビームパルスに対する飽
和測定値と比較することによって電子ビームパルス幅を
算定するものである。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明によるEBパルス幅測定方法に基づくシス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
電子ビーム鏡筒内で電子銃からEBパルスゲートを介して
照射されるEBパルス10は試料室内にあるマイクロチャネ
ルプレートMCP11に投射される。MCP11は電子ビームを電
気信号に変える利得の高いものである。MCP11はシンチ
レータを光らして行うシンチレータフォトマルでもよ
い。MCP11は数KVの電圧が図に示すような直流電源で印
加され高圧状態になっているので，出力電流はアイソレ
ーションアンプ12を介して取り出される。この電流を増
幅回路13で増幅し，その出力をゲート回路14に入力す
る。ゲート回路14はEBパルス10がMCP11に入力するほぼ
同じタイミングで前記増幅回路13の出力電圧を積分器15
に入力させる働きを行うもので,EBパルス10が投射され
るクロックタイミングと同期しているゲート信号16がゲ
ート回路14の他の一方の入力端子に入力されている。こ
こでゲート回路14は論理的なアンド回路ではなく，増幅
回路13の出力電圧を出力に伝達するかどうかのアナログ
スイッチであってそのスイッチの開閉制御をゲート信号
16が行っている。
照射されるEBパルス10は試料室内にあるマイクロチャネ
ルプレートMCP11に投射される。MCP11は電子ビームを電
気信号に変える利得の高いものである。MCP11はシンチ
レータを光らして行うシンチレータフォトマルでもよ
い。MCP11は数KVの電圧が図に示すような直流電源で印
加され高圧状態になっているので，出力電流はアイソレ
ーションアンプ12を介して取り出される。この電流を増
幅回路13で増幅し，その出力をゲート回路14に入力す
る。ゲート回路14はEBパルス10がMCP11に入力するほぼ
同じタイミングで前記増幅回路13の出力電圧を積分器15
に入力させる働きを行うもので,EBパルス10が投射され
るクロックタイミングと同期しているゲート信号16がゲ
ート回路14の他の一方の入力端子に入力されている。こ
こでゲート回路14は論理的なアンド回路ではなく，増幅
回路13の出力電圧を出力に伝達するかどうかのアナログ
スイッチであってそのスイッチの開閉制御をゲート信号
16が行っている。
MCP11に投射されるEBパルス10の１個がMCP11を介いて電
気信号に変換された場合，増幅回路13の出力電圧のパル
ス幅は非常に短いので，このパルス電圧からEBパルス10
のパルス幅を算出することは不可能である。そこで本発
明は,EBパルス10が連続して複数個MCP11に投射されて，
その各々のEBパルスに対応する増幅回路13の出力パルス
電圧がそれぞれゲート回路14を介して積分器15に入力す
るようにしている。積分器15で積分された結果は，サン
プルホールド回路16に入力され，積分器15の出力電圧の
ピーク値をサンプリングすると同時に各サンプル値を保
持すればサンプル値は出力端子17に出力される。増幅回
路13の出力電圧は第１図（ｂ）の上側に示すような波形
であり，その出力電圧を積分器15に伝達するかどうかを
決定するゲート信号16の波形は第１図（ｂ）に示す矩形
波である。この矩形波の立上がりのタイミングはEBパル
ス10がEBパルスゲートから投射されるタイミングに同期
している。このような本発明によるEBパルス幅測定シス
テムにおいて，増幅回路13の出力電圧は第１図（ｂ）の
上側に示すようになまった波形であるが,EBパルス10が
仮に第３図に示すような高さがIpで幅がtpuである矩形
波であると仮定した場合に，それに対する増幅回路13の
出力電圧は第３図のＶ波形のようになる。増幅回路13の
出力電圧は第３図のＶ波形に示すような指数関数的な波
形で，時間ｔがtpwまでは時定数τで上昇し，時間tpwの
時点から指数関数的に減少する波形となる。ここで，時
定数τではMCP11,アイソレーションアンプ12および増幅
回路13の系の時定数である。波形Ｖのｔ＝tpwにおける
最大値Vaはパルス幅tpwが大きければ大きくなる。即ち
増幅回路13の出力最大値Vaはビームパルス電流の大きさ
をIp,ビームパルスのパルス幅をtpwとすれば， Va＝AIp（１−ｅ−tpw/τ） ……（１） となる。ここで,Aは係数で，この波形Vaはもし,tpw/τ
が１に比べて非常に小さい場合，すなわち， tpw/τ≪１ ……（２） のときには Va＝AIp×tpw/τ ……（３） と近似される。即ちVaはビームパルスtpwに比例するこ
とになる。従って，積分回路15の出力電圧の最大値をサ
ンプルホールド回路16を介して検出することによってEB
パルスの10のパルス幅は測定されることになるが，実際
のシステムにおいては非常にS/N比が小さいのでEBパル
ス１個を積分しても正確なパルス幅tpwは測定出来な
い。そこで，本発明はEBパルス10を複数個MCP11に投射
し，複数のEBパルス10に対応して増幅回路13から出力さ
れる出力電圧をゲート回路14を介して積分器15に入力
し，積分器15の出力飽和電圧をサンプルホールド回路16
で検出するようにして高いS/N比を得るようにしてい
る。このような複数のEBパルス10を投射した場合,EBパ
ルス照射回数とサンプルホールド回路16の出力端子17の
出力電圧の関係は第４図に示すようになる。EBパルス照
射回数が０の時には出力電圧は０であるが，照射回数を
増大させていくと，出力電圧は図に示すような増幅器13
の出力電圧のビーク値Ｖに比例した値に飽和するように
なる。従って，この飽和電圧を検出することによって電
子ビームパルス幅tpwを知ることができる。第４図の波
形ａは既にパルス幅既知の電子ビームパルスをMCP11に
照射した場合のサンプルホールド回路出力電圧のEBパル
ス照射回数に対する変化を表現しているもので，飽和時
点の出力電圧V0は V0∝AIp×Tpw0÷τ ……（４） で与えられる。ここで,tpw0は，前記既知なる電子ビー
ムパルスの既知なるパルス幅である。
気信号に変換された場合，増幅回路13の出力電圧のパル
ス幅は非常に短いので，このパルス電圧からEBパルス10
のパルス幅を算出することは不可能である。そこで本発
明は,EBパルス10が連続して複数個MCP11に投射されて，
その各々のEBパルスに対応する増幅回路13の出力パルス
電圧がそれぞれゲート回路14を介して積分器15に入力す
るようにしている。積分器15で積分された結果は，サン
プルホールド回路16に入力され，積分器15の出力電圧の
ピーク値をサンプリングすると同時に各サンプル値を保
持すればサンプル値は出力端子17に出力される。増幅回
路13の出力電圧は第１図（ｂ）の上側に示すような波形
であり，その出力電圧を積分器15に伝達するかどうかを
決定するゲート信号16の波形は第１図（ｂ）に示す矩形
波である。この矩形波の立上がりのタイミングはEBパル
ス10がEBパルスゲートから投射されるタイミングに同期
している。このような本発明によるEBパルス幅測定シス
テムにおいて，増幅回路13の出力電圧は第１図（ｂ）の
上側に示すようになまった波形であるが,EBパルス10が
仮に第３図に示すような高さがIpで幅がtpuである矩形
波であると仮定した場合に，それに対する増幅回路13の
出力電圧は第３図のＶ波形のようになる。増幅回路13の
出力電圧は第３図のＶ波形に示すような指数関数的な波
形で，時間ｔがtpwまでは時定数τで上昇し，時間tpwの
時点から指数関数的に減少する波形となる。ここで，時
定数τではMCP11,アイソレーションアンプ12および増幅
回路13の系の時定数である。波形Ｖのｔ＝tpwにおける
最大値Vaはパルス幅tpwが大きければ大きくなる。即ち
増幅回路13の出力最大値Vaはビームパルス電流の大きさ
をIp,ビームパルスのパルス幅をtpwとすれば， Va＝AIp（１−ｅ−tpw/τ） ……（１） となる。ここで,Aは係数で，この波形Vaはもし,tpw/τ
が１に比べて非常に小さい場合，すなわち， tpw/τ≪１ ……（２） のときには Va＝AIp×tpw/τ ……（３） と近似される。即ちVaはビームパルスtpwに比例するこ
とになる。従って，積分回路15の出力電圧の最大値をサ
ンプルホールド回路16を介して検出することによってEB
パルスの10のパルス幅は測定されることになるが，実際
のシステムにおいては非常にS/N比が小さいのでEBパル
ス１個を積分しても正確なパルス幅tpwは測定出来な
い。そこで，本発明はEBパルス10を複数個MCP11に投射
し，複数のEBパルス10に対応して増幅回路13から出力さ
れる出力電圧をゲート回路14を介して積分器15に入力
し，積分器15の出力飽和電圧をサンプルホールド回路16
で検出するようにして高いS/N比を得るようにしてい
る。このような複数のEBパルス10を投射した場合,EBパ
ルス照射回数とサンプルホールド回路16の出力端子17の
出力電圧の関係は第４図に示すようになる。EBパルス照
射回数が０の時には出力電圧は０であるが，照射回数を
増大させていくと，出力電圧は図に示すような増幅器13
の出力電圧のビーク値Ｖに比例した値に飽和するように
なる。従って，この飽和電圧を検出することによって電
子ビームパルス幅tpwを知ることができる。第４図の波
形ａは既にパルス幅既知の電子ビームパルスをMCP11に
照射した場合のサンプルホールド回路出力電圧のEBパル
ス照射回数に対する変化を表現しているもので，飽和時
点の出力電圧V0は V0∝AIp×Tpw0÷τ ……（４） で与えられる。ここで,tpw0は，前記既知なる電子ビー
ムパルスの既知なるパルス幅である。
一方，波形ｂは未知なる電子ビームパルスのEBパルス照
射回数に対する出力電圧Vxの関係を示す波形である。未
知なるEBパルスのパルス幅をtpwとすれば，飽和電圧Vx
は同様に Vx∝AIp×tpw/τ ……（５） となる。従って，出力端子17より前記飽和電圧Vxを測定
することによって，未知なるパルスのEBパルス幅tpwは tpw＝Vx/V0×tpw0 ……（６） と与えられ，パルス幅既知の電子ビームパルスに対する
測定値V0から算定することが可能となる。
射回数に対する出力電圧Vxの関係を示す波形である。未
知なるEBパルスのパルス幅をtpwとすれば，飽和電圧Vx
は同様に Vx∝AIp×tpw/τ ……（５） となる。従って，出力端子17より前記飽和電圧Vxを測定
することによって，未知なるパルスのEBパルス幅tpwは tpw＝Vx/V0×tpw0 ……（６） と与えられ，パルス幅既知の電子ビームパルスに対する
測定値V0から算定することが可能となる。
本発明は，このように，電子ビームパルス10をマイクロ
チャネルプレートMCP11で受けて得られる電流を増幅器1
3で増幅すれば，電子ビームパルス幅tpwに対して出力電
圧の最大値Vaは第３図に示すようにtpw/τが１に比べて
非常に小さい場合には，パルス幅tpwに比例することを
利用し，さらに，増幅器出力を積分器15で積分すればEB
パルス照射回数を十分に大きくして積分器出力電圧を飽
和させた場合の飽和値は増幅器出力電圧の最大値Vaに比
例することを利用して，その飽和値の大きさから未知な
るEBパルスのパルス幅tpwを算定している。第１図のシ
ステムにおいて，測定しようとするEBパルス10をMCP11
に投射させる場合，投射EBパルス中の電子個数は，例え
ば，ピークビーム電流を1nA,パルス幅を10psとすると，
平均的には１個のEBパルスにつき,0.06個しかないが,MC
P11を利用することによって、104から106倍に増幅され
ることになる。アイソレーションアンプ12と増幅回路13
によって出力電流を増幅した後，積分器15で積分し，サ
ンプルアンドホールド回路17で積分出力電圧の最大値を
直流電圧として取り出している。さらに，積分値がEBパ
ルス発生の周期の長短による影響を受けることを避ける
ために,EBパルス発生に同期したゲート信号を保って，
増幅回路13の出力が現れたときのみその電圧を積分器15
に入力するようにしている。このような電気回路系MCP1
1,アイソレーションアンプ12,増幅回路13,及びゲート回
路14の系の時定数をτとした場合に，本発明はtpw/τを
１より非常に小さくし，十分なS/Nが得られるように多
数回EBパルスを照射することによって，パルス幅tpwに
比例する出力電圧を出力端子17から得るようにしてい
る。従って，その出力電圧を既知なるEBパルスの測定値
と比較することによって未知なるパルスのパルス幅tpw
を算定できることになる。
チャネルプレートMCP11で受けて得られる電流を増幅器1
3で増幅すれば，電子ビームパルス幅tpwに対して出力電
圧の最大値Vaは第３図に示すようにtpw/τが１に比べて
非常に小さい場合には，パルス幅tpwに比例することを
利用し，さらに，増幅器出力を積分器15で積分すればEB
パルス照射回数を十分に大きくして積分器出力電圧を飽
和させた場合の飽和値は増幅器出力電圧の最大値Vaに比
例することを利用して，その飽和値の大きさから未知な
るEBパルスのパルス幅tpwを算定している。第１図のシ
ステムにおいて，測定しようとするEBパルス10をMCP11
に投射させる場合，投射EBパルス中の電子個数は，例え
ば，ピークビーム電流を1nA,パルス幅を10psとすると，
平均的には１個のEBパルスにつき,0.06個しかないが,MC
P11を利用することによって、104から106倍に増幅され
ることになる。アイソレーションアンプ12と増幅回路13
によって出力電流を増幅した後，積分器15で積分し，サ
ンプルアンドホールド回路17で積分出力電圧の最大値を
直流電圧として取り出している。さらに，積分値がEBパ
ルス発生の周期の長短による影響を受けることを避ける
ために,EBパルス発生に同期したゲート信号を保って，
増幅回路13の出力が現れたときのみその電圧を積分器15
に入力するようにしている。このような電気回路系MCP1
1,アイソレーションアンプ12,増幅回路13,及びゲート回
路14の系の時定数をτとした場合に，本発明はtpw/τを
１より非常に小さくし，十分なS/Nが得られるように多
数回EBパルスを照射することによって，パルス幅tpwに
比例する出力電圧を出力端子17から得るようにしてい
る。従って，その出力電圧を既知なるEBパルスの測定値
と比較することによって未知なるパルスのパルス幅tpw
を算定できることになる。
本発明はこのように，電子ビームをマイクロチャネルプ
レートで増幅して得られる電流を多数個の電子ビームパ
ルスに対して積分することによって，ジッタの影響を受
けずに100ps以下の非常に短いEBパルスのパルス幅を正
確に測定することができるという効果がある。
レートで増幅して得られる電流を多数個の電子ビームパ
ルスに対して積分することによって，ジッタの影響を受
けずに100ps以下の非常に短いEBパルスのパルス幅を正
確に測定することができるという効果がある。
第１図は本発明の電子ビームパルス幅測定方法に基づく
システム構成図， 第２図は従来の電子ビームパルス幅測定方法の原理図， 第３図は本発明の電子ビームパルス幅測定方法に基づく
増幅回路13の出力電圧波形図， 第４図は本発明の電子ビームパルス増幅測定方法に基づ
くサンプルホールド回路16の出力電圧のEBパルス照射回
数の関係を示す図である。 10,20……EBパルス， 11……マイクロチャネルプレート（MCP） 12……アイソレーションアンプ， 13……増幅回路， 14……ゲート回路， 15……積分器， 16……サンプルホールド回路， 17……出力端子， 21……静電偏向板．
システム構成図， 第２図は従来の電子ビームパルス幅測定方法の原理図， 第３図は本発明の電子ビームパルス幅測定方法に基づく
増幅回路13の出力電圧波形図， 第４図は本発明の電子ビームパルス増幅測定方法に基づ
くサンプルホールド回路16の出力電圧のEBパルス照射回
数の関係を示す図である。 10,20……EBパルス， 11……マイクロチャネルプレート（MCP） 12……アイソレーションアンプ， 13……増幅回路， 14……ゲート回路， 15……積分器， 16……サンプルホールド回路， 17……出力端子， 21……静電偏向板．
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大窪 和生 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 石塚 俊弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】電子ビームパルスを多数回入射し，電気信
号に変換する変換手段と， 前記変換手段から得られる前記電気信号を積分する積分
器と， 前記積分回路の出力に接続されるサンプルホールド回路
とからなり， 前記電子ビームパルスを前記変換手段によって電気信号
に変換した後，増幅して得られる多数個の電子パルス信
号を前記積分器で積分して得られる直流電圧信号の飽和
値から前記電子ビームパルス幅を算定することを特徴と
する電子ビームパルス幅測定方法。 - 【請求項２】前記積分器の直流電圧信号の飽和値をパル
ス幅既知の電子ビームパルスに対する積分出力の飽和値
と比較することによってEBパルス幅を算定することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビームパルス
幅測定方法。 - 【請求項３】前記変換手段から前記積分器直前までの系
の時定数はEBパルス幅に比べて大きいことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電子ビームパルス幅測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244410A JPH079443B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 電子ビ−ムパルス幅測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244410A JPH079443B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 電子ビ−ムパルス幅測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103594A JPS62103594A (ja) | 1987-05-14 |
| JPH079443B2 true JPH079443B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17118248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244410A Expired - Lifetime JPH079443B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 電子ビ−ムパルス幅測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079443B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119870675B (zh) * | 2025-01-14 | 2025-10-28 | 北京航空航天大学 | 高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路、方法和系统 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60244410A patent/JPH079443B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62103594A (ja) | 1987-05-14 |
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