Растровый электронный микроскоп

 

Сони Советских

Социалистических

ОП ИСАН ИЕ()8П364

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 25.09.78 (21) 2667020 18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 09.04.81 (51) М.Кл.з Н 01 J 37 26

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.385.833 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Дюков, М. И. Коломейцев, Г. М. Сушинцев и Ю. Г. Артемьев (71) Заявитель (54) РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП

Изобретение относится к растровой электронной микроскопии и может быть использовано для дефектоскопии полупроводниковых приборов, интегральных микросхем, а также при физических исследованиях по изучению нелинейностей в других микроэлементах.

Известен растровый электрон ный.микроскоп (РЭМ), позволяющий наблюдать потенциальный рельеф и производить измерения фаз периодического быстроменяющегося потенциального рельефа, при этом удается получать распределения потенциала на отдельных областях твердых тел, которые по своим свойствам ведут себя как нелинейныс (1).

Наиболее близким по технической сущности является растровый электронный микроскоп, содержащий электроннооптическую систему, снабженную модулятором интенсивности зонда, регистрирующую систему, включающую вядеоконтрольный блок и детектор, два генератора сигналов, один пз которых подключен к объекту, а другой — к модулятору (2).

Известные устройства, использующие стробоскопические эффекты, в принципе позволяют определить нелинейности в функционировании элементов микросхем, однако для локализации соответствующих областсй требуются значительные затраты времени.

Целью изобретения является уменьшение времени нахождения нелинейных областей на поверхности исследуемого объекта.

Указанная цель достигается тем, что регистрирующая система снабжена узкополосным усилителем, включенным между детектором II вндеоконтрольным блоком.

На чертеже изображена блок-схема микроскопа.

В колонне 1 электроннооптпческой системы, где формируется остросфокусировапный электронный зонд, находятся отклоняющие катушки 2, соединенные с генеD3T0p0M строчной и кадровой разверток, ко Iорые имеются в впдеоконтрольном блоке 8 и питают также отклоняющие катушки его кинескопа. В камере объектов установлен пзучаемьш объект 4. Детектор 5 вторичных электронов, содержащий энергетический анализатор, служит элементом, чувствительным к локальным поверхностным потенциалам, и сосдпнен с узкополосным усилителем

6. Выход последнего подключен на вход яркостной модуляции блока 8. Два генератора сигналов 7 п 8 подключены соответственно к модулятору интенсивности зонда 9

З0 и объекту 4.

811364

НПО «Поиск»

Заказ 347/354

Изд. № 229

Тираж 784 Подписнее

Тип. Харин. Фил. пред. «Патент»

Устройство работает следующим образом.

Электронный зонд, формируемый в коллонне 1, отклоняется с помощью катушек

2 и генераторов развертки блока 8 так, что о» выписывает на изучаемой поверхности объекта 4 растр.

Эмиттированные вторичные электроны собираются детектором 5 и подвергаются энергетическому анализу так, что сигнал с выхода линейно зависит от потенциала эмиттирующей точки объекта. Когда на объект подан сигнал (синусоидальное переменное напряжение) от генератора 8 с частотой f,, то на выходе детектора 5 появляется сигнал той же частоты, Величина этогс сигнала зависит от величины пульсаций потенциала в данной эмиттирующей точке объекта. Одновременно интенсивность зонда модулируется с помощью модулятора 9 и генератора сигнала 7 с частотой f„- (например f>(fi). При этом обе частоты на несколько порядков превосходят частоту строчной развертки. Усилитель б усиливает сигнал только в узком диапазоне частот вблизи f, /з или fi+f>, поэтому для линейных элементов объекта на выходе усилителя интенсивность сигнала равна нулю и изображение на экране блока 8 отсутствует.

Если на сканируемом участке объекта присутствуют нелинейные области, то происходит взаимная модуляция частот и появление на выходе детектора разностной и суммарной частоты кроме основных.

В этом случае с выхода усилителя б на вход блока 8 будут поступать видеосигналы, которые сформируют на экране изображеппе распределения нелинейных областей на исследуемом участке объекта.

Таким образом появляется возмож ость сразу визуализировать нелинейные области, а пс отыскивать их, направляя электронный зонд па разные области и контролируя форму осциллограмм сш нала. Это существенно умепbLLiаст время для выявления нелпнсйпости и повышается информативность

10 устройства и оперативность контроля микроэлектронных приборов.

Формула изобретения

15 Растровый электронный микроскоп, содержащий элсктроннооптичсскую систему, снабженную модулятором интенсивности зонда, регистрирующую систему, включающую видсоконтрольный блок и детектор.

20 два генератора сигналов, один пз которых подключен к обьекту, а другой — к модулятору, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени нахождения нелинейных областей на поверхности иссле25 дуемого объекта, регустрирующая система снабжена узкополосным усилителем, включенным между детектором и видеоконтрольпым блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Деркач В. П., Кияшко Г. Ф., Кухарчук М. С. Электроннозондовые устройства.

Киев, «Наукова думка», 1974, с. 192.

2. Gopinath K, Thomas P, Gopinath А, О е;сиз А, «Sampling — mode scanning electron microscope for probing fast voltage л.aveforms», «Electronics Letters», 1976, . 12, Х 19, р. 501 (прототип).