JPH1154575A - 荷電粒子線試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子ビームパルスは定常的に照射しておき、サ
ンプリング測定のトリガ信号を受けて測定すべき期間の
サンプリング測定を実現可能とする荷電粒子線試験装置
を提供する。 【解決手段】荷電粒子ビームパルスを一定間隔Ｔで連続
する連続サンプリングパルス信号を発生する手段と、上
記トリガ信号と連続サンプリングパルス信号を受けて、
両者の時間差を求める手段と、前記で求めた時間差デー
タを受けて、荷電粒子ビームパルスの照射タイミングに
対応した格納アドレス情報を生成する手段と、格納アド
レス情報を受け、ＤＵＴ照射部位からの２次電子を２次
電子検出手段で得た対応するデータを受けて、波形記録
部の所定のアドレス位置へ格納して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、荷電粒子線試験
装置による被試験チップ等の被試験回路電圧のサンプリ
ング測定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術例について図５の荷電粒子線試
験装置のサンプリング測定に係る要部構成図と、図６の
バーストサンプリング測定手法とメモリ格納説明図と、
図７の検出波形とベースラインのエラー説明図とを示し
て以下に説明する。

【０００３】サンプリング測定技術に係る要部構成は、
図５に示すようにＤＵＴ駆動部４０と、バーストサンプ
リング波形発生部５０と、鏡筒部６０と、信号処理部７
０と、波形記録部８０と、制御部９０とで成る。鏡筒部
６０には、関係する要素として電子銃６２と、ビームブ
ランカ６４と、Ｘ・Ｙ偏向手段６５と、グリッド６６
と、２次電子検出手段６８とがある。尚、本構成による
サンプリング測定手法は、測定時間を１／Ｎに短縮する
為に、後述手法により１度のトリガ信号５１で所定パル
ス個数Ｎ回のバースト的な複数回の連続サンプリング測
定手法としている。

【０００４】ＤＵＴ駆動部４０は、被試験デバイス（Ｄ
ＵＴ）の各端子へ所望タイミングの駆動信号４８を印加
し、電子ビーム６１パルスの照射部位上の測定すべき回
路や配線パターンを試験可能状態に駆動しておくもので
あり、例えば半導体試験装置の適用例がある。またバー
ストサンプリング波形発生部５０へサンプリングタイミ
ングのトリガ用として発生するトリガ信号５１は、ＤＵ
Ｔ駆動部４０がＤＵＴへ供給する駆動信号４８の所望の
タイミングに正確に同期させたトリガ信号を繰返し発生
する。尚、このトリガ信号５１を発生するトリガ信号発
生手段は、このＤＵＴ駆動部４０から発生する例とした
が、これ以外の装置から供給される場合もある。

【０００５】バーストサンプリング波形発生部５０は、
可変遅延手段５２と、バーストパルス発生手段５４とを
有している。このバーストサンプリング波形発生部の発
生動作を説明する。前記の正確に同期したトリガ信号５
１の起動を受けて、図６（ａ）に示すように、可変遅延
手段５２により所定遅延量Ｔd後にバーストパルス発生
手段５４から所定パルス個数Ｎかつ一定間隔Ｔのバース
ト状の連続サンプリングパルス信号５８を鏡筒部６０の
ビームブランカ６４へ供給し、同時にこの発生に同期し
たサンプリングパルス情報５９ａと格納アドレス情報５
９ｂを信号処理部７０へ供給する。この格納アドレス情
報５９ｂは、通常トリガ信号５１を起点としたアドレス
情報であり、例えば図６（ｂ）に示すようにトリガ信号
５１時点を０値とし、一定間隔Ｔ毎に所定の加算値を加
算したアドレス情報５９ｂを生成して出力する。尚、こ
のアドレス情報５９ｂの生成手段は後述する信号処理部
７０側に設ける場合もある。ここで上述所定遅延量の与
え方は、図６（ａ）のサンプリングパルス発生図に示す
ように、トリガ信号５１の起動毎に前回の所定遅延量Ｔ
dに対して微少単位の遅延量ΔＴを加算した遅延時間を
与えるように制御部９０から所定のパラメータが設定制
御される。これによりＤＵＴの時間軸上の全体波形がサ
ンプリングされる。尚、制御部９０からの条件設定によ
り、上述の所定パルス個数Ｎ、一定間隔Ｔ及び可変遅延
手段５２の遅延量Ｔd、ΔＴは任意条件に変更可能であ
る。

【０００６】鏡筒部６０は、前記バースト状のサンプリ
ングパルス信号５８をビームブランカ６４に与えて、電
子ビーム６１パルスを同じくバースト的にＤＵＴに照射
し、図７（ａ）の検出波形に示すように照射部位のＤＵ
Ｔ電位に対応した２次電子を２次電子検出手段６８で次
々と捕捉し、このピーク状電気信号のピーク全体を積分
した積分データを、デジタル信号に変換したデータ６９
を信号処理部７０へ供給する。尚、図７（ａ）の検出波
形は、電子ビームのＸ・Ｙ偏向手段６５による偏向が固
定状態で、照射部位のＤＵＴ電位が定常電圧の場合と仮
定する。尚、ＤＵＴは直下のＸＹ移動ステージ上に置か
れていて所望の照射部位に移動可能であり本件課題との
直接的な関連はなく、更に電子ビーム６１のパルスに連
動して２次電子の発生量を制御する制御信号が信号処理
部７０からグリッド６６へ供給されているが、これに関
しても本件課題との直接的な関連はなく、更にＸ・Ｙ偏
向手段６５に関しても直接的な関連はない。

【０００７】信号処理部７０は、前記２次電子検出手段
６８からの積分データ６９を受け、上述のサンプリング
パルス情報５９ａと格納アドレス情報５９ｂを受けて、
積分データ６９を所定に演算変換した書込みデータ７９
を格納すべき所定アドレス信号７８と共に波形記録部８
０へ供給する。波形記録部８０では、このアドレスとデ
ータを受けて、図６（ｂ）の格納メモリのアドレスの説
明図に示すように、対応するアドレス位置へ格納する。
上述メモリ格納動作を電子ビーム６１パルス毎に行う。
これをトリガ信号５１発生の都度バースト的にＮ回単位
に繰返し行われる。やがて波形記録部８０のメモリの全
てに測定データが格納されると、ＤＵＴの時間軸上の全
体波形がサンプリングされたことになり測定を完了す
る。尚、制御部９０は上述全体の動作を制御し、また波
形記録部８０の内容を読み出して所望の表示形態・出力
形態に変換処理して利用に供される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述従来構
成によるバースト的な連続サンプリング測定手法には下
記に示す難点がある。即ち、鏡筒部６０の電子銃６２か
ら発生する電子ビーム６１の発生は、バースト的に行わ
れる為、電子ビーム６１の発生期間と、休止期間とが存
在する。この休止期間に伴い次のトリガ信号５１の起動
による最初の電子ビーム６１の数パルス列において、図
７（ａ）に示すように、他の条件が同一であっても検出
波形のレベル差を生じる。この結果、図７（ｂ）に示す
ように照射部位の電位測定の本来のベースラインに対し
てベースラインエラーを生じる現象が生じ、あたかもＤ
ＵＴの測定部位の回路電圧が微少変動しているかのよう
に誤測定される。このことは精度の良い測定が要求され
る荷電粒子線試験装置においては特に好ましくなく実用
上の難点がある。そこで、本発明が解決しようとする課
題は、電子ビーム６１パルスは定常的に照射しておき、
サンプリング測定のトリガ信号５１を受けて測定すべき
期間のサンプリング測定を実現可能とする荷電粒子線試
験装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１図と第２図は、本発
明に係る解決手段を示している。第１に、上記課題を解
決するために、本発明の構成では、被試験デバイスの測
定部位を所定状態に駆動するＤＵＴ駆動部４０の手段に
同期し、所定タイミングでサンプリング測定の起動用ト
リガ信号５１の発生を受けて、ＤＵＴにサンプリング用
のパルス状の荷電粒子ビームパルス（例えば電子ビーム
やイオンビームのように荷電した粒子線）を連続的に照
射し、これから得られる２次電子の検出によってＤＵＴ
照射部位の電位をサンプリング測定する荷電粒子線試験
装置において、荷電粒子ビームパルスを一定間隔ＴでＤ
ＵＴへ照射する連続サンプリングパルス信号５８ｂを発
生する連続サンプリングパルス発生部３２の手段を具備
し、上記トリガ信号５１と連続サンプリングパルス信号
５８ｂを受けて、両者の時間差を求める時間差検出部３
４の手段を具備し、前記で求めた時間差データ３５を受
けて、荷電粒子ビームパルスの照射タイミングに対応し
た格納アドレス情報５９ｂを生成するメモリアドレス演
算部３６の手段を具備し、格納アドレス情報５９ｂを受
け、ＤＵＴ照射部位からの２次電子を２次電子検出手段
６８で得て、その対応する積分データ６９を受けて、波
形記録部８０の所定のアドレス位置へ格納する手段を具
備する構成手段である。上述により、サンプリング測定
の起動用トリガ信号５１に対応した格納アドレス情報５
９ｂを生成可能とし、電子ビーム６１パルスを定常的な
照射とした結果、ベースラインエラーを解消した精度の
良いサンプリング測定が実現できる。

【００１０】第３図と第４図は、本発明に係る解決手段
を示している。第２に、上記課題を解決するために、本
発明の構成では、被試験デバイスの測定部位を所定状態
に駆動するＤＵＴ駆動部４０の手段に同期し、所定タイ
ミングでサンプリング測定の起動用のトリガ信号５１の
発生を受けて、ＤＵＴにサンプリング用のパルス状の荷
電粒子ビームパルスを連続的に照射し、これから得られ
る２次電子の検出によってＤＵＴ照射部位の電位をサン
プリング測定する荷電粒子線試験装置において、トリガ
信号５１の発生に同期したクロック信号を発生する手段
５３を具備し、トリガ信号５１とクロック信号５３を受
けて、クロック信号５３に同期した連続パルス信号２３
を生成し、トリガ信号５１の発生の都度、連続パルス信
号２３を受けて所定の遅延量ΔＴあるいはランダムな遅
延量を順次加算付与した連続サンプリング遅延パルス信
号５８ｃを発生する同期サンプリングパルス発生部２２
と可変遅延手段５２との手段を具備し、トリガ信号５１
を受け、前記連続サンプリング遅延パルス信号発生手段
からの連続パルス信号２３を受けて、トリガ信号５１と
連続パルス信号２３との時間差データ２５を求める時間
差検出部２４の手段を具備し、前記で求めた時間差デー
タ２５を受け、連続サンプリング遅延パルス信号発生手
段からの順次加算付与する遅延量データ２３ｂを受け
て、荷電粒子ビームパルスの照射タイミングに対応した
格納アドレス情報５９ｂを生成するメモリアドレス演算
部３６ｂの手段を具備し、格納アドレス情報５９ｂを受
け、ＤＵＴ照射部位からの２次電子を２次電子検出手段
６８で得た対応する積分データ６９を受けて、波形記録
部８０の所定のアドレス位置へ格納する手段を具備する
構成手段がある。

【００１１】また、連続サンプリングパルス信号を発生
する手段は、通常は、一定の時間間隔のパルス信号を発
生し、トリガ信号の発生する近傍においては、乱数に基
づくパルス信号を発生し、当該一定の時間間隔のパルス
信号と当該乱数に基づくパルス信号とを合成して出力す
るパルス信号を発生するように、荷電粒子線試験装置を
構成してもよい。また、連続サンプリングパルス信号を
発生する手段は、所定の数値を格納するレジスタと、乱
数の発生を行う乱数発生器と、当該レジスタ出力信号か
当該乱数発生器信号かを選択出力するマルチプレクサ
と、当該マルチプレクサ出力値に基づいて、クロック源
の発生したパルスを計数して出力するカウンタと、を具
備して荷電粒子線試験装置を構成してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】（実施例１）本発明実施例について図１の
荷電粒子線試験装置のサンプリング測定に係る要部構成
図と、図２の時間差検出のタイミング説明図及び回路構
成例を示して以下に説明する。尚、従来構成に対応する
要素は同一符号を付す。

【００１４】本発明の要部構成は、図１に示すように、
ＤＵＴ駆動部４０と、連続サンプリング発生演算部３０
と、鏡筒部６０と、信号処理部７０と、波形記録部８０
と、制御部９０を具備する構成で成る。この構成で、連
続サンプリング発生演算部３０以外は従来構成と同様で
ある。尚、本発明では電子ビーム６１を発生する側の回
路とＤＵＴ駆動部４０側が発生するトリガ信号５１とは
非同期関係で動作しているものと仮定する。

【００１５】連続サンプリング発生演算部３０は、常に
一定間隔Ｔの連続する連続サンプリングパルス信号５８
ｂをビームブランカ６４に供給して、電子ビーム６１パ
ルスをＤＵＴの測定部位に常に連続してパルス照射して
おく。そしてトリガ信号５１を受けて、このトリガ時点
と連続サンプリングパルス信号５８ｂとの時間差を求
め、その時間差に対応するメモリの格納アドレス情報５
９ｂを演算生成し、これを信号処理部７０へ供給する手
段としている。尚、この格納アドレス情報５９ｂは、通
常トリガ信号５１の起点を０値としたアドレス情報とす
る為に、初回は上記時間差データを出力し、以後一定間
隔Ｔ毎に一定間隔Ｔに対応した所定の加算値を前記時間
差データに順次加算したアドレス情報５９ｂを算出して
出力する。

【００１６】この連続サンプリング発生演算部３０のよ
り具体的な内部構成は、連続サンプリングパルス発生部
３２と、時間差検出部３４と、メモリアドレス演算部３
６とで成る。連続サンプリングパルス発生部３２は、常
に一定間隔Ｔの連続する連続サンプリングパルス信号５
８ｂをビームブランカ６４に供給するものである。これ
により電子ビーム６１パルスは、要求されるサンプリン
グ測定のタイミングとは無関係に常に一定間隔でＤＵＴ
の測定部位にパルス照射される。この結果図７（ｂ）に
示すベースラインエラーを生じる現象は解消される利点
が得られる。

【００１７】時間差検出部３４は、ＤＵＴ駆動部４０か
らのトリガ信号５１と一定間隔Ｔで発生している連続サ
ンプリングパルス信号５８ｂとの時間差を求める手段で
ある。この検出手段は、図２（ｂ）に示すＲＳフリップ
・フロップ１４２と、フリップ・フロップ１４４と、ク
ロック時間計数手段１４８と、クロック源１５０と、端
数時間測定手段１５２とによる構成例がある。ここでフ
リップ・フロップ１４４とクロック時間計数手段１４８
とはクロック１５１時間単位の時間差データ３５ａを得
る為のものであり、端数時間測定手段１５２はクロック
１５１時間未満の時間差データ３５ｂを得る為のもので
ある。この動作を図２（ｂ）を示して説明する。クロッ
ク源１５０は例えば１ＧＨｚの１ナノ秒基準時間のクロ
ック１５１を各部に供給する。ＲＳフリップ・フロップ
１４２は、トリガ信号５１によりセットされ、その後に
一定間隔Ｔの連続サンプリングパルス信号５８ｂにより
クリアされたアナログ量の時間差信号１４３を出力す
る。フリップ・フロップ１４４はクロック１５１に同期
したクロック同期時間差信号１４５を出力する。クロッ
ク時間計数手段１４８はこのクロック同期時間差信号１
４５が有効な期間の１ナノ秒単位のクロック時間を計数
し、この時間差データ３５ａを出力する。一方、端数時
間測定手段１５２はクロック同期時間差信号１４５と時
間差信号１４３との図２（ａ）に示す前側の端数時間差
１５３ａのパルス幅を正電圧で積分し、後側の端数時間
差１５３ｂのパルス幅を負電圧で積分し、結果の正ある
いは負電圧の積分量を数十ピコ秒単位のデジタルデータ
に量子化変換した時間差データ３５ｂを出力する。これ
らの両時間差データ３５をメモリアドレス演算部３６へ
供給する。

【００１８】メモリアドレス演算部３６は、前記両時間
差データ３５を受けて、波形記録部８０のメモリアドレ
ス用に算出生成した格納アドレス情報５９ｂをサンプリ
ングパルス情報５９ａと共に信号処理部７０へ供給す
る。尚、この演算は最初のトリガ信号５１を受けた場合
のみで良く、以後の格納アドレス情報５９ｂは一定間隔
Ｔに相当する加算値を加えて出力すれば良い。尚、この
メモリアドレス演算部３６において算出生成した格納ア
ドレス情報５９ｂが波形記録部８０側の格納予定領域を
超える無用なメモリアドレス値の場合には、所望により
格納アドレス情報５９ｂ及びサンプリングパルス情報５
９ａを出力しない判断処理を設けても良い。

【００１９】一方、信号処理部７０は従来とほぼ同様の
信号処理を行う。即ち、上述のサンプリングパルス情報
５９ａと格納アドレス情報５９ｂを受けて、積分データ
６９を所定に演算変換した書込みデータ７９を格納すべ
き所定アドレス信号７８と共に波形記録部８０へ供給す
る。但し、このとき格納アドレス情報５９ｂが格納予定
領域を超える無用なメモリアドレス値の場合はサンプリ
ング測定期間外として格納処理を行わない判断処理を設
ける。

【００２０】図８に、連続サンプリングパルス発生部の
実施例３２ｂを示す。カウンタ３２１は、クロック源３
２２の発生したパルスをＲＥＧ３２３で設定された数値
（時間Ｔに相当）だけカウントして出力信号を５８ｂか
ら発生する。そして、この出力タイミング発生毎にＲＥ
Ｇ３２３で設定された初期値をロードし、同様にカウン
トして次回の出力信号を発生する。

【００２１】図１０は、この連続サンプリングパルス発
生部３２ｂの動作を示すタイミングチャートである。連
続サンプリングパルス信号５８ｂは、時間間隔Ｔで連続
して発生している。そして、この連続サンプリングパル
ス信号５８ｂは、トリガ信号５１とは非同期関係で動作
している。 従って、トリガ信号５１と連続サンプリン
グパルス信号５８ｂとの間の位相は、一般に毎回異な
り、時間差検出部３４では、図示のように、Ｔｍ１１、
Ｔｍ１２、Ｔｍ１３のような測定値を示すことになる

【００２２】ところで、ＤＵＴ駆動部４０側が発生する
トリガ信号５１と連続サンプリングパルス信号５８ｂと
は非同期関係の動作と仮定しているので、ランダムな格
納アドレス情報５９ｂの発生となる。この為同一アドレ
スをサンプリング測定される場合が生じ、その分の時間
増になるが、やがては目的とする全サンプリングデータ
がメモリに格納される。信号処理部７０はこれを検出し
ていて、この検出によりサンプリング測定の終了を制御
部９０へ通知する。

【００２３】尚、所望により上述信号処理部７０に、同
一アドレスをサンプリング測定される回数を計数する手
段を設け、トリガ信号５１と連続サンプリングパルス信
号５８ｂとのランダム性に偏りを生じているかを判断す
る手段を設け、非ランダム性と判断された場合は、制御
部９０を介して連続サンプリングパルス発生部３２の一
定間隔Ｔの設定条件をベースラインエラーが生じない程
度に微増減させるランダム化制御手段を追加して設けて
も良い。無論この微増減を加算した格納アドレス情報５
９ｂを演算して出力することは言うまでもない。この場
合は、トリガ信号５１と連続サンプリングパルス信号５
８ｂとの非ランダム性の偏りを軽減あるいは解消する効
果が得られる。尚、サンプリング測定当初から、前述ラ
ンダム化制御手段を無条件に付与する手段、あるいは同
一アドレスのサンプリング測定を検出する手段を設け
て、この検出の都度前述ランダム化制御手段を実行する
形態としても良い。

【００２４】上述実施例１の発明構成によれば、一定間
隔Ｔの連続する電子ビーム６１パルスの常時供給手段を
具備し、トリガ信号５１と連続サンプリングパルス信号
５８ｂとの時間差を求めて格納アドレス情報５９ｂを生
成する手段を具備することで、従来のように電子ビーム
６１パルスの休止期間を無くすることが可能となり、従
来のような休止期間に伴うベースラインエラーを生じる
不具合現象は解消可能となる利点が得られる。

【００２５】（実施例２）本発明実施例について図３の
荷電粒子線試験装置のサンプリング測定に係る他の要部
構成図と、図４の時間差検出の回路構成例を示して以下
に説明する。

【００２６】本発明の要部構成は、図３に示すように、
実施例１構成の連続サンプリング発生演算部３０を同期
サンプリング発生演算部３０ｂに置換えた構成で成る。
この同期サンプリング発生演算部３０ｂの内部構成は、
同期サンプリングパルス発生部２２と可変遅延手段５２
と時間差検出部２４とメモリアドレス演算部３６ｂと、
ＤＵＴ駆動部４０からのタイミング同期クロック信号５
３とで成る。

【００２７】ＤＵＴ駆動部４０からのタイミング同期ク
ロック信号５３は、同期サンプリング発生演算部３０ｂ
へ供給される。これはトリガ信号５１に同期したクロッ
クであり、ＤＵＴ駆動部４０内部で使用されている例え
ば数十ＭＨｚのタイミングクロックであり、このクロッ
ク周波数値は予め制御部９０に通信手段で通知され既知
とする。尚、ＤＵＴ駆動部４０側から発生されるトリガ
信号５１の発生は、前記タイミング同期クロック信号５
３に同期関係にあるものの、発生時期や周期はＤＵＴの
試験条件により様々に異なっているので一定間隔Ｔとは
非同期関係である。

【００２８】同期サンプリングパルス発生部２２は、Ｄ
ＵＴ駆動部４０からのタイミング同期クロック信号５３
を受けて、これに同期し、所定の一定間隔Ｔの連続した
連続パルス信号２３を時間差検出部２４と可変遅延手段
５２へ供給する。これにより上述実施例１のようにトリ
ガ信号５１に対して全くランダムではなくなり、タイミ
ング同期クロック信号５３のクロックに同期して発生出
力され結果、図２（ｂ）に示す端数時間測定手段１５２
が不要となる利点が得られる。また、ＤＵＴ駆動部４０
からのトリガ信号５１を受けて、この発生の都度、所定
遅延量ΔＴを順次加算した遅延量Ｔxとなる遅延量デー
タ２３ｂを演算し、可変遅延手段５２とメモリアドレス
演算部３６ｂへ供給する。

【００２９】時間差検出部２４は、ＤＵＴ駆動部４０側
からのタイミング同期クロック信号５３及びトリガ信号
５１を受け、同期サンプリングパルス発生部２２からの
同期化された上述連続パルス信号２３を受けて、実施例
１と同様にトリガ信号５１と連続パルス信号２３との時
間差を求め、この時間差データ２５をメモリアドレス演
算部３６ｂへ供給する手段である。但しこの場合は、図
４の内部構成例に示すように、トリガ信号５１がタイミ
ング同期クロック信号５３に同期している為に、図２に
示す端数時間測定手段１５２が不要の為削除されてい
る。

【００３０】可変遅延手段５２は、前記同期サンプリン
グパルス発生部２２からの連続パルス信号２３と遅延量
データ２３ｂを受けて、遅延量データ２３ｂに相当する
遅延量を付与した連続サンプリング遅延パルス信号５８
ｃを出力する。これによりタイミング同期クロック信号
５３の１クロック期間内において、所定の遅延量ΔＴの
単位時間で順次サンプリング測定が可能となる利点が得
られる。これに伴い本発明では、実施例１のように同一
格納アドレスをサンプリング測定する確率が大幅に減り
測定ロス時間が短縮される利点がある。尚、順次加算さ
れた遅延量Ｔxの連続サンプリング遅延パルス信号５８
ｃとなる為、本来の連続した一定間隔Ｔに微少時間の変
更となるが、図７（ｂ）に示すベースラインエラーを生
じる影響とはならない。尚、前述可変遅延手段５２への
遅延制御は、所定の遅延量ΔＴを順次付与して出力する
場合あったが、この代わりに所望のランダムな遅延量を
付与するように遅延制御しても良い。このランダム遅延
制御によってランダムな電子ビーム６１が発生される結
果、ＤＵＴ駆動部４０側が発生するトリガ信号５１との
間で同期関係がある場合でも目的とする全ての位置のサ
ンプリング取得が可能となる利点が得られる。従って、
本構成例ではＤＵＴ駆動部４０側が発生するトリガ信号
５１との同期関係／非同期関係の何れの場合にも実施可
能である。

【００３１】メモリアドレス演算部３６ｂは、時間差検
出部２４からの時間差データ２５を受け、同期サンプリ
ングパルス発生部２２からの遅延量データ２３ｂを受け
て、この時間差と遅延データに対応する波形記録部８０
のメモリアドレスに対応する格納アドレス情報５９ｂを
算出生成し、サンプリングパルス情報５９ａと共に信号
処理部７０へ供給する。尚、このメモリアドレス演算部
３６ｂにおいて算出生成した格納アドレス情報５９ｂが
波形記録部８０の格納予定領域を超えるメモリアドレス
となる場合は、所望により格納アドレス情報５９ｂ及び
サンプリングパルス情報５９ａを出力しない判断処理を
設けても良い。

【００３２】（実施例３）一般に、連続サンプリングパ
ルス発生部は、上記実施例のように、トリガ信号５１と
非同期関係の動作を行えるように構成している。 しか
し、完全なランダム性が補償されているわけではなく、
例えば、偶然に、連続サンプリングパルス発生部とトリ
ガ信号が整数倍を保つ関係で固定した場合には、同一ア
ドレスを繰り返してサンプリング測定される場合が生
じ、このため、目的とする全サンプリングデータの取得
が行えない場合が考えられる。本実施例３は、非同期関
係の動作をより確実に行えるように構成するものであ
る。 図９に、連続サンプリングパルス発生部の他の実
施例３２ｃを示す。カウンタ３２１は、クロック源３２
２の発生したパルスをマルチプレクサ３２５の出力値だ
けカウントして出力信号を５８ｃから発生する。 マル
チプレクサ３２５は、通常はＲＥＧ３２３で設定された
数値（時間Ｔに相当）を選択出力している。 しかし、
トリガ信号５１の発生直前、すなわち前回の試験終了を
示す試験終了信号３２０が印加されると、乱数発生器３
２４の発生した数値（時間ＴＲに相当）を選択出力す
る。 マルチプレクサ３２５は、乱数発生器３２４の示
す数値を一度選択出力した後は、再びＲＥＧ３２３で設
定された数値を選択出力する。 そして、この出力タイ
ミング発生毎にマルチプレクサ３２５で設定された数値
をロードし、同様にカウントして次回の出力信号を発生
する。

【００３３】図１１は、この実施例３による連続サンプ
リングパルス発生部３２ｃの動作を示すタイミングチャ
ートである。この実施例３による連続サンプリングパル
ス信号５８ｃは、通常は、時間間隔Ｔで連続して発生し
ている。 しかし、トリガ信号５１の発生する近辺で
は、乱数発生器３２４の発生した数値に基づく時間間隔
ＴＲで発生する。 しかも、このタイミングは、乱数に
基づくため、毎回異なった値を示す。すなわち図示のよ
うに、ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３の時間間隔で発生する。
このように、トリガ信号５１と連続サンプリングパル
ス信号５８ｃとの間の位相は、毎回異なり、時間差検出
部３４では、図示のように、Ｔｍ２１、Ｔｍ２２、Ｔｍ
２３のような測定値を示すことになる。 この時間差
は、乱数に基づいているためランダム性が補償される。

【００３４】尚、上述実施例の説明では、電子ビーム照
射による試験装置に適用したが、イオンビーム等の荷電
粒子ビームパルスをＤＵＴに照射し、これから発生する
２次電子を検出する試験装置においても同様にして適用
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上述の各実施例の説明内容か
ら、下記に記載される効果を奏する。本発明では、電子
ビーム６１パルスを定常的に照射しておき、サンプリン
グ測定のトリガ信号を受けて、これに対応する格納アド
レスを生成する手段を具備したことにより、電子ビーム
６１パルスの発生期間と休止期間が無くなり、この結
果、ベースラインエラーを解消した精度の良い安定した
サンプリング測定が実現される大きな利点が得られ、高
精度なサンプリング測定が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の、荷電粒子線試験装置のサンプリン
グ測定に係る要部構成図である。

【図２】 本発明の、時間差検出のタイミング説明図及
び回路構成例である。

【図３】 本発明の、荷電粒子線試験装置のサンプリン
グ測定に係る他の要部構成図である。

【図４】 本発明の、時間差検出の回路構成例である。

【図５】 従来の、荷電粒子線試験装置のサンプリング
測定に係る要部構成図である。

【図６】 従来の、バーストサンプリング測定手法とメ
モリ格納説明図である。

【図７】 検出波形とベースラインエラーの説明図であ
る。

【図８】 連続サンプリングパルス発生部の実施例３２
ｂを示す

【図９】 連続サンプリングパルス発生部の他の実施例
３２ｃを示す。

【図１０】 連続サンプリングパルス発生部３２ｂの動
作を示すタイミングチャートである。

【図１１】 連続サンプリングパルス発生部３２ｃの動
作を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

２２ 同期サンプリングパルス発生部 ２４，３４ 時間差検出部 ３０ 連続サンプリング発生演算部 ３０ｂ 同期サンプリング発生演算部 ３２ 連続サンプリングパルス発生部 ３６，３６ｂ メモリアドレス演算部 ４０ ＤＵＴ駆動部 ５０ バーストサンプリング波形発生部 ５２ 可変遅延手段 ５４ バーストパルス発生手段 ６０ 鏡筒部 ６２ 電子銃 ６８ ２次電子検出手段 ７０ 信号処理部 ８０ 波形記録部 ９０ 制御部 １４２ ＲＳフリップ・フロップ １４４ フリップ・フロップ １４８ クロック時間計数手段 １５０ クロック源 １５２ 端数時間測定手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験デバイス（ＤＵＴ）の測定部位を
   所定状態に駆動し、サンプリング測定の起動用トリガ信
   号の発生を受けて、ＤＵＴにサンプリング用の荷電粒子
   ビームパルスを連続的に照射し、これから得られる２次
   電子の検出によってＤＵＴ照射部位の電位をサンプリン
   グ測定する荷電粒子線試験装置において、 該荷電粒子ビームパルスを一定間隔ＴでＤＵＴへ照射す
   る連続サンプリングパルス信号を発生する手段と、 上記トリガ信号と該連続サンプリングパルス信号を受け
   て、両者の時間差を求める手段と、 前記で求めた時間差データを受けて、荷電粒子ビームパ
   ルスの照射タイミングに対応した格納アドレス情報を生
   成する手段と、 該格納アドレス情報を受け、ＤＵＴ照射部位からの２次
   電子を２次電子検出手段で得た対応データを受けて、波
   形記録部の所定のアドレス位置へ格納する手段と、 以上を具備していることを特徴とした荷電粒子線試験装
   置。
2. 【請求項２】 被試験デバイスの測定部位を所定状態に
   駆動し、サンプリング測定の起動用のトリガ信号の発生
   を受けて、ＤＵＴにサンプリング用の荷電粒子ビームパ
   ルスを連続的に照射し、これから得られる２次電子の検
   出によってＤＵＴ照射部位の電位をサンプリング測定す
   る荷電粒子線試験装置において、 該トリガ信号の発生に同期したクロック信号を発生する
   手段と、 該トリガ信号と該クロック信号を受けて、該クロック信
   号に同期した連続パルス信号を生成し、該トリガ信号の
   発生の都度、該連続パルス信号を受けて所定の遅延量あ
   るいはランダムな遅延量を順次加算付与した連続サンプ
   リング遅延パルス信号を発生する手段と、 該トリガ信号を受け、前記連続サンプリング遅延パルス
   信号発生手段からの連続パルス信号を受けて、該トリガ
   信号と該連続パルス信号との時間差データを求める手段
   と、 前記で求めた時間差データを受け、連続サンプリング遅
   延パルス信号発生手段からの順次加算付与する遅延量デ
   ータを受けて、荷電粒子ビームパルスの照射タイミング
   に対応した格納アドレス情報を生成する手段と、 該格納アドレス情報を受け、ＤＵＴ照射部位からの２次
   電子を２次電子検出手段で得た対応データを受けて、波
   形記録部の所定のアドレス位置へ格納する手段と、 以上を具備していることを特徴とした荷電粒子線試験装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の連続サンプリングパルス
   信号を発生する手段は、 通常は、一定の時間間隔のパルス信号を発生し、 トリガ信号の発生する近傍においては、乱数に基づくパ
   ルス信号を発生し、 当該一定の時間間隔のパルス信号と当該乱数に基づくパ
   ルス信号とを合成して出力するパルス信号を発生するこ
   とを特徴とした荷電粒子線試験装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の連続サンプリングパルス
   信号を発生する手段は、 所定の数値を格納するレジスタと、 乱数の発生を行う乱数発生器と、 当該レジスタ出力信号か当該乱数発生器出力信号かを選
   択出力するマルチプレクサと、 当該マルチプレクサ出力値に基づいて、クロック源の発
   生したパルスを計数して出力するカウンタと、 を具備して構成したことを特徴とした荷電粒子線試験装
   置。