Коллектор-анализатор для растрового электроннного микроскопа

Коллектор-анализатор для растрового электроннного микроскопа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ЕтввтО

ЙЗОВРЕТЕН ИЯ

Сееа Севатеима

Сюцнаиметичасии»

Мслублми и

) . ".:, 1:.":.:.";(,1 Ц3 (5l} М. Кл.

Н 01 3 37/26

И АВТОРСКОМУ СВИДЖТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 20. 12 77 (Я} 2556583/18 — 25 е присоединением заявки ¹â€”

Геа1/даратеаааий виапат

СССР аа даааи азйратаща в аткр»вй (23) Приоритет—

Опубликовано 05. 07. 79. Бюллетень № 25 (53} УДК 621. 385. .833 (088.8) Дата опубликования описания 05. 07. 79 (72) Авторы изобретении

Э. И. Рау, Г. В. Спивак н В. Н. Капличный

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. М.В. Ломоносова (7l Заявитель

l (54) КОЛЛЕКТОР-АНАЛИЗАТОР ДЛЯ РАСТРОВ01 О

ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА

Изобретение относится к области электронной микроскопии и предназначено для исследования поверхностных локальных микропотенциа.лов изделий микроэлектроники.

Известны коллекторы-анализаторы для растрового электронного микроскопа, содержащие систему электродов для улавливания и энерге"тического анализа эмиттированных вторичных электронов (1).

В этих устройствах собирающее вторичнью электроны вытягивающее электростатическое поле, создаваемое анодом и модулятором, асим. метрично относительно первичного пучка (зон- да), поэтому оказывает на него дефокусирующее действие, что ухудшает пространственное разре- шение. К тому же образец (катод) должен быт» плоско-параллельным, что существенно ограничивает класс исследуемых объектов.

Наиболее близким по техникской сущности к предложенному является коллектор-анализатор для растрового электронного микроскопа 12), содержащий широкоугловой коллектор вторичных электронов с кольцевым модулятором и энергетический анализатор, расположенные снм2 метрично относительно электронного зонда и объекта.

Главный недостаток такой системы — малое отношение сигнал/шум, а как следствие, невысокая точность измерений и малая чувствительность

5 к микрополям на объектах с ярко выраженной геометрией (например, íà интегральных схемах).

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения поверхноо. тных потенциалов "на образцах со сложным геометт© рическим рельефом.

Указанная цель достигается тем, что кольцевой модулятор выполнен из полупроводникового материала, плоскость р.п-йерехода которого перпендикулярна осн анализатора

На чертеже показана схема предложенного коллектора-анализатора

Электронный зонд 1 направляется объекти- вом 2 и отклоняющей катушкой 3 на исследуемый объект 4. Прибор содержит также кольце® вой модулятор 5, выполненный из полупроводникового матернала, последовательно расположенные сеточный электрод 6, анализирующий электрод 7 и электрод 8, образующие энергети672670

Формула изобретения

3 ческий анализатор. Перпендикулярно к корпусу анализатора располагается регистрирующая система, состоящая из сцинтиллятора 9, световода 10 и фотоэлектронного умножителя 11. Система измерения сигналов снабжена вычитанпцим электронным блоком 12, вндеоусилителем 13,а, также осциллографом 14.

Прибор работает следующим образом.

Электронный зонд 1 сканируют по поверхности исследуемого объекта 4, например полупро->о водникового диода. Вторичные электроны, эмиттированные с образца, улавливаются вытягиваинцим полем, создаваемым сеточным электродом 6 и Модулятором 5, затем фильтруются по энергиям (скоростям) тормозящим противополем электрода 7. Электроны, энергия которых достаточна дпя преодоления потенциального барьера сеток электрода 7, ускоряются электродом

8 и достигают сцинтиллирув@его торца светово- да 10, в котором проделано отверстие для про- эо хождения первичного пучка электронов (зонда).

Сигнал, пропорциональный интенсивности вторичных электронов, регистрируется фотоэлектронным умножителем 11 и затем через вычитавщий блок 12 и усилитель отрицателывй обратной свя- 25 зи видеоусилитель 13 подается на тормозящий электрод 7 анализатора. Сигнал рассогласования поступает на осциллограф 14, выписьвания при . однократной строчной развертке кривую рас- пределения потенциалов вдоль линии сканиро- 3р в ания.

На фоне этого полезного сигнала, как правило, имеется сигнал от микрогеометрйи реального объекта, что существенно снижает точность измерений. Чтобы исключить этот недостаток, необходимо .получить отдельный сигнал от геометрии н вычесть его из результирующего сигнала; чтобы остался только сигнал от потенциаЬьного рельефа. Как известйо, упруго отраженнь1е электроны несут информацию только о геометрии по- 4о верхкости объекта, поэтому полупроводниковый широкоугловой коллектор, которым снабжей коллектор-анализатор (его модулятор), как раз н дает эту информацию. Электронный блок 12

4 осуществляет вычитание сигнала с модулятора 5 (о-геометрий поверхности) из сигнала анализатора, поступающего с умножителя 11 (суммар-.:: ный сигнал о геометрии и потенциальном рель ефе). В итоге на выходе блока 12 в любой момент времени и в любой координате преобладает сигнал только о потенциалах на поверхности объекта.

Предложенный коллектор-анализатор позволяет сравнительно просто и надежно осуществлять сепарацив и количественный анализ потенциального рельефа на поверхности твердого тела. При этом исследования проводятся без масштабных искажений, с большим пространственным разрешением, с большой чувствительностью к микрополям и, наконец, с компенсацией паразитного влияния микрогеометрии на процесс измерения микропотенциалов.

Коллектор-анализатор дпя растрового электронного микроскопа, содержащий широкоугловой коллектор вторичных электронов с кольцевым модулятором и энергетический анализатор„ расположенные симметрично относительно электронного зонда и объекта, отличавшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения поверхностных потенциалов на образцах со сложным геометрическим рельефом, кольцевой модулятор выполнен из полупроводникового материала, плоскость р-и-перехода которого перпендикулярна оси анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дюков В. Г., Рау Э. И., Спивак Г. В. Измерение микропотенциалов с помощьв растрового электронного микроскопа. "Микроэлектроника", вып. 2, И 1, 1973, с. 18.

2. Фентем. Гопинат. Линеаризация потенциалького контраста полусферическим анализатором с задерживающим полем. Журнал для научных исследований, т. 7, Р 11, с. 980.

672б70

Составитель В. Гаврюшин

Редактор Т. Орловская Техред 3 . Фанта Корректор: О. новинская

Заказ 3901/51 Тираж 922 Подписное

HHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4