Коллектор вторичных электронов растрового электронного микроскопа

 

КОЛЛЕКТОР ВТОРИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА, содержащий, экранированный сцинтиллятор с плоским входным окном, подключенный к блоку преобразоъаякя сигнала, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности регистрации за счет увеличенир отношения сигнал-члум, он содержит дополнительный экранированный сцинтиллятор, при этом оба сцинтиллятора установлены симметрично относительно электронно-юптической оси, а плоскости их входных окон совпадают с плоскостью, проходтцей через указанную ось. (Л о in 35 СлЭ СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С014ИАЛИСТИЧЕСНИХ

mcmsaw (!9) (И) А

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ф . с, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3481582/18-21 (22) 10.06.82 (46) 23.11.83. Бюл. % 43 (72) Б.Н.Васичев, Ю.С.Смирнов ,и А.А.Камунин (53) 621.3851833 (088.8) (56) 1. деркач В.П. и др. Электроннозондовые устройства, Киев, "Наукова

Румка, 1974, с.142., 2. Патент Японии 4 49-7985, кл, 99 С 31, опублик, 1974 (прототип). (54) (57) КОЛЛЕКТОР ВТОРИЧНЫХ

ЭЛЕКТРОНОВ РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОН»

НОГО МИКРОСКОПА, содержащий экранированный сцинтиллятор с плоским входным окном, подключенный к блоку преобразования сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации за счет увеличения отношения сигнал-шум, он содержит дополнитель. ный экранированный спинтиллятор, при этом оба сцинтиллятора установлены симметрично относительно электронно-оптической оси, а плоскости их входных окон совпадают с плоскостью, проходящей через .указанную ось.

1. 10563

Изобретение относится к электроннооптяческому приборостроению, в частности к коллекторам вторичных электронов электронно-еондовых приборов, например растровых электронных микроскопов (РЭМ) 5

Известен коллектор вторичных электр ронов растрового электронного микроскопа, содержащий сцинтиллятор с входным. окном, размещенный сбоку HBjL исспедуемым объектом-и подключенный к блоку 10 преобразования сигнала (l)

Недостатком кяшектора является зависимость величины сигнала медленных вторичных электронов с объекта от положения объекта и величины магнитного 15 поля формирующей линзы РЭМ. Это приводит к снижению отношения сигнап-шум в сигнале медленных вторичных электронов с объекта и к снижению достоверности исспедований в РЭМ. Кроме того, бо- Zg ковое расположение сцинтиплятора относительно объекта оказывает отклоняющее воздействие на первичный пучок.

Известен также коплектор вторичных электронов, содержащий экранированный 25 сцинтиллятор с плоским входным окном, размещенный сбоку от объекта и снабженный механизмом перемещения вдоль объекта, и блок преобразования сигнала, подключенный к выходу сцинтиллятора. Коллектор обеспечивает некоторое уравнивание величины сигнала медпенных вто ричных электронов с объекта, в зависимости от положения сцинтиллятора, за счет перемещения сцинтиллятора и уменьшения влияния паля сцинтиллятора на первичный пучок путем экранирования сцинтиллятора j2) 09

Однако при регистрации медпенных вторичных электронов, с объектов с развитым микрорельефом, например, при индикации меток на интегральных схемах (ИС), при исследовании их качества в

РЭМ, коллектор также не обеспечивает 4 необходимого (с точки зрения точносли индикации) отношения сигнал-шум в сигнале медпенных вторичных электронов.

Это обусловлено тем, что коллектор регистрирует преимущественно: .медпенные вторичные электроны, вылетевшие из одной стороны от исследуемого элемента микрорельефа, а также быстрые вторич.ные электроны, поскольку входное окно сцинтиллятора обрашено к объекту. Кроме того, имеет место впияние Пвпя маг- 5 нитной линзы на медленные вторичные электроны, что также приводит к уменьшению величины сигнала с объекта.

Целью изобретения является повышение точности регистрации за счет увеличения отношения сигнал-шум.

Указанная цель достигается тем, что коллектор вторичных электронов РЭМ, содержащий экранированный сцинтиллятор с плоским входным окном, подключенный к блоку преобразования сигнала, содержит дополнительный экранированный сцинтиллятор, при этом оба сцинтиллятора установлены симметрично относительно электронно-оптической оси, а плоскости их входных окон совпадают. с плоскостью, проходящей через укаэанную ocb.

На фиг. 1,показано распопожение сцинтилляторов в направлении электронно-оптической оси, на фиг, 2 - пространственное .размешение элементов коллектора»

Первый сцинтиллятор 1 имеет входное окно 2 в экране 3, а допопнитель ный сцинтиллятор 4 — окно 5 в экране 6.

Оба сцинтиллятора подключены к блоку

7 преообразования. сигнала. На электронно-оптической оси размещен исследуемый обьект 8. Входные окна сцинтилляторов расположены в одной, проходящей через электронно-оптическую ось РЭМ плоскости 9. Показаны (фиг.2) также траекто рии 10 и 11 медленных вторичных электронов, вышедших с разных сторон исспедуемой обпасти объекта, и траектория 12 быстрых вторичных электронов.

Блок 7 преобразования сигнала представляет собой электронное устройство (например, последовательно соединенные дифференцируюший и интегрируияиий блок и сумматор), осушествпяюшие обработку сигнала с каждого иэ сцинтилляторов и последующее суммирование их значений по абсолютной величине в заданных соотг ношениях.

Устройство работает следующим образом.

Под действием движущегося сфокуси рованного пучка электронов объект 8 эмитирует медленные и . ;быстрые вторичные электроны. Медленные вторичные электроны попадаю . в магнитное поле линзы и под действием этого поля и электрического поля, сформированного симметрично размещенными относительно электронно-оптической оси РЭМ сцинтилляторами с экранами, находящимися под нулевым лотенциалом, двигаются по спиральным траекториям 10 и 11, Медленные вторичные электроны, вылетевшие poà утяом сбора входного окна

2 из микронеровности объекта 8 со сторо3 1056 ны ппошадки, наклоненной к спинтиплятору 1, по спиральным траекториям 10 попадают на входное окно 2 сцингиллятора

1. Медленные вторичные электроны, вылетевшие из этой же стороны плошадки, но вне угла сбора входного окна 2, попадают на входное окно 5 сцинтиллятора 4.

Медленные вторичные электроны, вылетевшие с другой стороны той же микронеровности, по спиральным траекториям под 10 углом сбора входного окна 5 попадают на сцинтиллятор 4. Медленные вторичные электроны, угол вылета которых оказывается вне угла сбора входного окна 5, попадают на входное окно 2 сцинтиллятора 1. ts

Таким образом, на сцинтилляторы 1 и

4 попадают все медленные вторичные электроны вылетаюшие из микронеровности с разных ее сторон. В результате этого увеличивается величина сигнала от . рО медленных вторичных электронов и„следовательно; отношение сигнал-шум в фор-:

/ мируемом видеосигнале. Сигналы с выходов сцинтилляторов 1 и 4 поступают на блок 7 преобразования сигнала,в котором 15 осушествпяется формирование видеосигнала, подаваемого затем на видеоконтрольное устройство РЭМ для фор,мирования изображения.

1 Поскольку в предлагаемом коллекторе сцинтилляторы не обращены входным ок; ном к объекту, а размещены таким образом, что их входные окна 2 н 5 лежат в плоскости 9, проходящей через электронно-оптическую ось, то быстрые вторичные электроны не попадают на входные окна сцинтилляторов 1 и 4, а только бомбардируют внешние стороны экранов

309 4

3 и 6 и не вносят искажений в сигнал медленных вторичных электронов с объекта 8.

Таким образом, коплектор позволяет повысить отнскиение сигнал-шум при ре гистрации медпенных вторичных электронов с объектов с развитым микрорепьефом за счет регистрации медленных вторичных электронов, вылетакмпих со всех сторон исследуемого элемента микрорельефа, исключения попадания на коппектор отраженных, быстрых вторичных электронов и исключения влияния поля магнитной линзы на процесс их сбора с объекта, уменьшается также и влияние на отноше- . ние сигнал-шум третичных электронов, так как внутренние стороны зашитных экранов не подвергаются бомбардировке отраженными электронами, Коллектор может быть широко испопь« зован в электронно-еондовых приборах, например, РЭМ или устройствах для элек ронопитографии и др„где он позволяет за счет-повышения отношения сигналшум при регистрации электронов с объекта повысить качество и информативность исследований и точность совмещения при изготовлении ИС. При этом обеспечивается более высокая точность измерительных операций, в том числе и при наличии вблизи объекта магнитного поля линзы.

Повышение эффективности сбора вторичных электронов позволяет работать при меньших токах первичного электронного пучка в РЭМ, что, в свою очередь, позволяет снизить воздействие пучка на иследуемый объект.

° ВНИИПИ Заказ 9319/48

Тираж 703 Подписное

Фили ал ППП Патент,, г. Ужгород,ул. Проектная,4