Микрозондовое устройство для анализа микрорельефа

Микрозондовое устройство для анализа микрорельефа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

fs

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Слйоз Советских

Соееееелистических республик (») 557299 (61) Дополнительное .к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.02,76 (21) 2326583t25 с присоединением заявки № (513 М. Кл.е ф01 121/22 (23} Приоритет йеударатвенввй аематет

Ъавта Мв треа ССу ав делам нзабретеай а юткрмтей (43) Опублнковано05.05.77.Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования опнсання18.06,77 (53) УДК 621.382. .833 (088.8) (72) Авторы нзобретення

М. ll. Бернштейн, Б. Н. Васичев, Г. М..Мурашко и.А. А. Тупик (71) Заявитель (543 МИКРОЗЭНДОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА Л1ИКРОРЕЛЬЕФА

Изобретение относится к электронно-опти ческим приборам и может быть использовано для анализа микрорельефа,.поверхности разпич иых объектов.

Известно устройство для анализа микро репьефа поверхности объекта Я, например растровый электронный микроскоп (РЭМ), содержаший систему формирования электрон ногЬ, пучка, откпоняюшую систему. с генера» тором разверток, детектор, вторичных элект щ ,рояов и видеоконтрольное устройство (ВКУ), а также экраны, перемешаюшиеся по исследуемому полю и предназначенные для установки углов отражения вторичных электро нов, по которым находят высоту рельефа ис» щ следуемого образца. Это устройство имеет очень низкую точность, измерений и не позволяет визуально контролировать микрорепьеф.

Известно устройство для исследования рельефа попупроводниковых пластин, содэржа 20 шее РЭМ с блоками развертки луча, детек торы первичных и вторичных электронов, уси литепи и анализатор иэображения $2).

Известное устройство позволяет оценить высоту рельефа на пластине лишь качествен-95

2 но путем сравнения измеренных величин оп" тической плотности иэображения микрорелье фаповерхности объекта в исследуемой точке с эталонными значениями,:соответствуюшими дискретным значениям величийы координаты

Е . При этом нестабильность тока электрон ного пучка, вносяшая ошибку в измерения величины оптической плотности иэображения, снижает точность оценки.

Белью изобретении является повышение точности измерений.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство введены;амплитудный анализатор, амплитудно-координатный преобразова- . тель, а также счетное и множительное уст ройства. Детектор первичных электронов соединен с последовательно соединенными импульсными усилителем, счетным и множительным устройствами. Второй вход мноха « тельного устройства соединен через ампли тудный анализатор с амплитудно-координатным преобразователем, подключенным к бло» ку развертки пуча и детектору вторичных электронов.

557299

lO

86

40 и

5О

На чертеже показана блоксхема предложенного устройства для анализа микрорельефа.

Устройство содержит РЭМ 1 с системой формирования электронного пучка, отклоняюшей системой 2 и генератором разверток 3,; стол 4 для исследуемого объекта 5, детек-: тор вторичных электронов 6, усилитель 7, ВКУ 8, блок 9 анализа изображения, импульсный усилитель 1 О„амплитудно-координатный преобразователь 11, амплитудный анализатор 12, множительное устройство

13, детектор 14 первичных электронов, им» пульсный усилитель 15, счетное устройство 16, Устройство работает,следуюшим образом.

Система формирования электронного пучка микроскопа 1 создает на поверхности исследуемого Ьбъекта 5 электронный зонд малого диаметра. Сканирование пучка по поверхности исследуемого ооъекта осушествляется с помошью отклоняюшей системы 2, на которую подается пилообразное напряжение от гене ратора раэверток,3.

Вторичные электроны, эмиттированные объектом под действием пучка первичных электронов, регистрируются детектором вто ричных электронов 6, и усиленный блоком, 10 сигнал, представляюший собой последо вательность.импульсов, количество которых соответствует количеству эмиттированных вторичных электронов, подается на один из входов амплитудно-координатного преобразователя 11, на другой .вход которого поступает пилообразное иаприкение от Сгенератора ра."верток:,3;: 9 .амнлитудно-хоординатном . преобразов<й еае 1 1 дроизводится усиление сигнала от вторйчнйж::электронов иЪаурщожение,>его с линейно воэрасттаюшим напряжениеМ от генератора разверток, Результируюший выходной сигнал поступает в память многоканального амплитудного анализатора 12, откуда сигнал, соответствуюший количеству вторичных электронов, эмиттированных определенным участком объекта, подается на вход множительного устройства

13.

Сигнал с выхода детектора первичных электронов 14, представляющий собой последовательность импульсов, число которых соответствует количеству первичных электронов, воздействуюших на,данную точку объекта, усиливается импульсным усилите лем 15 и поступает на вход счетного уст» ройства 16. С выхода устройства 16 сит нал, величина которого соответствует количеству первичных электронов, вэздействукьших на объект в данной точке, подается на вход множительного устройства 13.

В множительном устройстве 13 сигнал от вторичных электронов, эмиттированных данной точкой объекта, нормируется сигналом от первичных электронов, воэдействуюших на данную точку объекта.

На выходе множительного устройства образуетсясигнал,однозначно характеризую ший изменение коэффициента вторичной эмиссии на поверхности образца. Поскольку. коэффициент вторичной эмиссии зависит от угла падении первичного пучка, указанный сигнал будет однозначно характеризовать р также изменение профиля микрорельефа по» верхности объекта.

Перед анализом объектов, содержаших различные примесные включения, на объект наносят тонкую металлическую пленку с це

gO лью устранении влияния примесных вклю чепинг на точность анализа микрорельефа.

Предложенное устройство может быть широко использовано, например, в металлургии для лабораторного анализа плавок, а

2S также в машиностроении для обнаружения причин разрушения. различных деталей путем изучения микрорельефа их изломов.

Фо р м ул а,и зо бр е т е н и я

Устройство .дгщ анализа микрорельефа, содержашее. растрювйй электронный микроскоп с блоками развертки луча, детекторы первичных и вторичных электронов, усилите» ли, анализатор изображения, î T л и ч а ю -, щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены амплитудный анализатор, амплитуднокоординатный преобразователь, а также счетное и мй жительное устройства, при этом детектор первичных электронов соединен с последовательно соединенными импульсным усили» телем, счетным и множительным устройствами, второй вход множительного устройства соединен через амплитудный анализатор с амплитудно-координатным преобразователем, подключенным z блоку развертки луча и детектору вторичных электронов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США N 3876878, кл. 25049.5, 1975

2. Майа Р,Я ц Др.Application oE the

scanning e8ectvon rn cvoScope te gexicondu ct ovS "Solid Йа1е 7echno tag y", 1969, 12, М 1, с. 34 (прототин, 557299

Составитель Т. Позоров

Техред И. Асталощ, Корректор С. !:>олдижар

Редактор Т. Орловская

Филиал !!!!!! "Патент", г. Ужгород, ул. !!роектная, >

Заказ 841/>7 Тираж 1 ) 0 1 Подписное

П!!!!И!!!! Государст»ейного комитета Совета Минист! он СC(:! по лолам изобретений и открытий

1 1:!(> >;".>, Москва, Ж- >, >, l aóøñêàÿ наб,, л, /5>