用于波形采集的开环制造技术

包括计算机程序产品在内的方法和设备，它们实现并采用用于开环波形采集的技术。概括地说，本发明专利技术一方面提供了一种用于开环波形采集的方法。该方法包括获取一个电子束探测系统的采集环路的Ｓ曲线。该Ｓ曲线代表了采集环路对采集环路与待测设备之间电压差变化作出的响应。该方法包括对采集环路进行校准以获得所获取Ｓ曲线的线性区域，并利用所获取Ｓ曲线的线性部分计算待测设备的探测点电压。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过电子束探测系统进行波形采集。
技术介绍
传统的电子束探测系统使用闭环方案来采集波形。一个实际的例子就是加利福尼亚州圣何塞的Schlumberger科技公司生产的IDS10000TM。闭环采集方案将被称为闭环方案。有若干理由让我们采用闭环方案。闭环方案中的反馈环路允许采集环路的输出线性追踪探测点上的电压变化。探测点是电子束脉冲被导向的位置。因此，闭环方案通常能使探测系统可靠地测量一个待测设备(DUT)上探测点处的电压。图1示出了一种传统的闭环电子束测量系统100。探测仪104对DUT 102施加某种模式的测试向量。在一个合适的时间点上，探测仪104会触发一个定时控制器106。在被触发后，定时控制器106就向一个电-光设备108提供波束脉冲定时信号。响应于上述的波束脉冲定时信号，电-光设备108向DUT 102上的探测点处投射一道初级电子波束脉冲110。初级电子波束脉冲110由一个消隐电路进行脉冲调制。来自初级电子波束脉冲110的电子与探测点发生作用。这种相互作用产生低能量电子，称为次级电子，这些电子中的一部分具有足够的能量来克服过滤网112的势能障碍，所述的过滤网位于电-光设备108和DUT 102之间。也就是说，一部分次级电子具有足够的能量来摆脱DUT 102上的探测点与过滤网112之间的电压差。这些次级电子形成一道次级波束114，探测器116可以检测到该波束，并产生一个相应的次级电子电流ISEC。次级电子电流ISEC会随着DUT 102上探测点处的表面电势VDUT作非线性变化。反馈环路118能促使过滤网电压VFILTER随着VDUT的改变而等比例变化，从而实现ISEC与VDUT之间关系的线性化。也就是说，反馈环路能使VFILTER跟踪VDUT。反馈环路包括一个探测器116、减法器120、一个门控积分器122、一个偏置电压132以及过滤网112。减法器接收一个参考电流IREF和次级电子流ISEC作为输入。减法器120产生一个误差信号VERROR，该信号的幅度与次级电子流ISEC和参考电流IREF之间的差值成正比。参考电流IREF由恒流源之类的器件产生。误差信号VERROR被发送给门控积分器122。门控积分器122包括一个受控门124、一个电容器126、一个放大器128以及一个开关130。误差信号VERROR通过受控门124到达电容器126和放大器128。这样，门控积分器就能提供一个输出电压，该电压被称为积分器电压或VINT。过滤网112上的电压VFILTER是VINT减去偏置电压132 VOFFSET后的值，该电压抑制了I型局部场效应。具有足够能量来克服过滤网112的势能障碍的电子的数量受到VDUT和VFILTER之间差值的控制。当VDUT变化时，反馈环路118能维持克服势能障碍的电子数量不变。也就是说，反馈环路可以通过改变VINT(＝VFILTER+VOFFSET)来保持次级电子流ISEC恒定。当VFILTER的变化与VDUT的变化相等时，就能达到这种稳定条件。也就是说，过滤网电压VFILTER能跟踪(在固定VOFFSET的情况下)DUT 102上探测点处的表面电势VDUT的变化。(积分器电压VINT也会跟踪DUT上探测点处的表面电势VDUT的变化。)在每次采集时间点开始之前，开关130都会被闭合以重置门控积分器122。受控门124在每个波束脉冲间隔期间都会被闭合，从而使选通时间与探测器116上的次级波束114中电子的到达时间一致，这样就避免了参考电流对门控积分器过度充电，也避免了随机次级电子流所产生的白噪声。为了获取波形，当探测仪104发出一个触发信号之后，要在多个周期时间点上重复上述对VDUT的测量。这些时间点被标为t1、t2、...、tm，并且代表了相对于触发时间点的时间延迟。在多个时间点上进行的测量构成了一次扫描。对于许多应用场合来说，500是一个合适的时间点数量。对于每次扫描，都会通过标号来表示时间点。测量结果中往往会包含不需要的白噪声。该噪声在本质上一般是随机的，并且可以通过进行许多次扫描再对扫描结果求平均来减小噪声。一般来讲，16至32次扫描就足以降低白噪声电平了。对DUT电压做一次精确测量所需要的时间-也就是采集时间，取决于要让采集环路稳定下来VEILTER必须改变的量。当VFILTER达到稳定值时，ISEC与IREF之间的差值减小。这样，积分器充电过程放慢，结果VINT的稳定过程也会放慢。采集时间可以被略微缩短，同时又保持闭环方法稳定和线性的优点。影响采集时间的因素包括次级电子探测器的带宽、初级电子束的脉冲宽度、初级电子束注入DUT的程度、电子束电流、积分器电容、光电倍增管(PMT)增益强度、探测仪触发器频率、信噪比以及VDUT和VFILTER变化关系的线性程度。可以对上述的因素进行优化以缩短闭合采集环路的采集时间。然而，即使采集环路经过了优化，充电电流还是会随着采集环路接近稳定条件而下降。
技术实现思路
本专利技术提供了用于开环波形采集方案的方法和设备，包括计算机程序产品，所述的采集方案参考采集环路的S曲线。符合本专利技术的方法与设备利用S曲线的线性部分和计算机控制来稳定一个开放式采集环路并显著地缩短采集时间。S曲线是代表一个采集环路的响应的数据，该采集环路用于一个具体的DUT。在经过校准之后，S曲线能在采集环路的探测器电流与过滤网电压和探测点电压之间的电势差之间提供线性的关系。概括地说，本专利技术一方面提供了一种用于开环波形采集的方法。该方法包括获取一个电子束探测系统的采集环路的S曲线。S曲线代表该采集环路对于采集环路与待测设备之间电势差的变化所作出的响应。该方法包括校准采集环路以便得到获得的S曲线中的线性部分，还包括利用所获取的S曲线的线性部分计算待测设备的探测点处的电压。本专利技术的其他方面内容包括一个或多个下列特点。获取S曲线可以包括改变采集环路与待测设备之间的电压差，并测量采集环路的输出。改变采集环路与待测设备之间的电压差可以包括改变待测设备的校准点电压，同时又保持过滤网的电压不变，所述的过滤网是采集环路的一部分。改变采集环路与待测设备之间的电压差可以包括改变过滤网的电压，同时又保持待测设备的校准点电压不变，所述的过滤网是采集环路的一部分。校准采集环路可以包括将过滤网电压调节到所获得的S曲线的线性部分上，并调节采集环路的增益以使采集环路的输出直接与探测点电压成正比。校准采集环路可以包括进行线性回归来确定S曲线的斜率和偏移量，从而使探测点的电压能与采集环路的输出成正比。对待测设备上探测点处的电压的校准和计算可以被结合起来。该方法可以包括重新校准采集环路以减小误差。另一方面，本专利技术提供了一种带电粒子束探测系统，用于探测待测设备上感兴趣位置处的电压。该系统包括一个电压源，用来提供一个过滤器电压。根据所获取的待测设备S曲线数据对该电压源进行校准。该系统包括一个由过滤器电压充电的过滤网，它位于待测设备与一个探测器之间；一个波束源，用来在选定的延时ti时向感兴趣的位置施加一个带电粒子束脉冲；一个探测器，用来探测通过了过滤网的次级带电粒子，并产生一个探测器电流(ISEC)；一个电流组合电路，用来将探测器电流和一个参考电流组合起来以产生一个误差信号(VERROR)；一个积分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开环波形采集的方法，该方法包括：获取一个电子束探测系统的采集环路的Ｓ曲线，该Ｓ曲线代表采集环路对采集环路与待测设备之间的电势差变化作出的响应；校准采集环路以便得到所获取的Ｓ曲线中的线性区域；以及利用所获取的Ｓ 曲线的线性部分计算待测设备上探测点处的电压。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，金井健一，小池弘泰，
申请(专利权)人：诚信系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]