Сканирующая система микроскопа

ОП ИСА Союз Советских Социалистимеских Республик(33) США риори Государственный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 22(45) Дата опубликования описания 27.07,77(53) УДК 537.533.35 (088.8 Иностранцыон Коутис, Леонард Мелвин Вельтер и Джей (США) ей Гол Иностранная фир маАмерикан Оптикал Корпорейшн") Заяви 54) СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА МИКРОСКО ключае Изобретение относится к электронной микро.скопин и может быть использовано для исключениявлияния внешних электрических полей.Известно устройство для защиты электронногомикроскопа от воздействия внешних электрических полей путем их дополнительной экранировки1), Недостаток такого устройства - большойрасход дорогостоящего материала.Наиболее близким техническим решением кизобретению является сканирующая система электронного микроскопа, содержащая средство генерирования пучка заряженных частиц (электронов),систему отклонения пучка в двух направлениях,детектор частиц, эмипированных образцом, и воспроизводящее устройство для формирования иэо. 15бражения образца 2. Недостатком устройстваявляется неудовлетворительная защита электронного микроскопа от воздействия внешних электрических полей.Цель изобретения - коррекция искажения растра при сканировании, обусловле ого влияниемвнешних электрических полей,Поставленная цель достигается применением ге.нераторов сигналов коррекции, каждый из которыхсоединен с помощью синхрониэнрун 1 шсго устрФствасебяотбир нн 2) Авторы изобретения Винчент с одной из отклоняющих систем и в т вследящую систему и устройство переключения,ающие.сигналы коррекции,На фиг, 1 показана сканирующая система растрового электронного микроскопа с автоэлектронной эмиссией.Сканирующая система микроскопа содержитсредство генерирования пучка заряженных частицавтоэлектронную пушку 1, которая испускает пучок электронов, фокусируемых в пятно на образ.це 2 посредством линз 3. К пушке (игольчатомукатоду) приложен отрицательный потенциал боль.шой величины от источника напряжения 4, к линзамподводится ускоряющее напряжение от источника 5. В системе микроскопа поддерживается высокий вакуум (парциальные давления остаточныхгазов не превышают 10 о мм рт, ст,).Сфокусированный пучок направляется на образец системой отклонения пучка 6 Данные, характе.ризующие образец, получают при регистрации заряженных частиц, эмипируемых образцом (вторич.ных электронов, отраженных электронов, фотонов,рентгеновских лучей, положительных ионов и т.д.)под действием падающего пучка. Детектор 7 (на.пример, сцинтиллятор) регистрирует эмиттирован.ные часттщы, Он образует световой сигнал, преобразуемый фотоэлектронным умножителем 8 в элек. трический сигнал, который используется затем для модулирования интенсивности воспроизводящего устройства, формирующего изображение образца, - электронно-лучевой трубки 9,Воспроизводящее устройство и система откло. пения пучка 6 включаются посредством генератора развертки в устройстве управления синхронизацией и разверткой 10, имеющем секции развертки по вертикали 11 и горизонтали 12, Благодаря этому обеспечивается синхронизация движения пучка по образцу и воспроизведения иэображения образца на экране электронно лучевой трубки 9. Система от. клонения пучка 6 содержит отклоняющие катушки, которые отклоняют пучок в двух взаимно перпен. дикулярных направлениях по поверхности образца,Описанная система применяется для коррекции искажений частоты 50 гц и устранения помех, созда. ваемых силовой системой микроскопа. Коррекция искажений постоянной частоты достигается с помощью генераторов сигналов коррекции 13 и 14, соединенных с устройством управления синхронизацией и разверткой 10, При необходимости коррекции искажений на другой частоте для генерато.ров сигналов коррекции требуется отдельный источник.На фиг,2 показано действие коррекции; на фиг. 3 - принципиальная схема генераторов сигналов коррекции,Линии 15 на экране электронно. лучевой трубки представляют собой обычные строки развертки по горизонтали. Влияние внешних полей (электрических или магнитных) на пучок во время работы заключается в том, что они заставляют его отклоняться в горизонтальном или вертикальном направлении (чаще одновременно в обоих). Когда пучок отклоняется, его положение и положение полученного с помощью развертки иэображения не соответствуют друг другу. Показанная на фиг. 2 волнистая линия является результатом отклонения пучка в горизонтальном направлении из - за влияния внеиН них полей, В этом случае развертка пучка по вертикали невозможна. Развертка по горизонтали заставляет пучок повторно следовать через одну и ту же линию на образце в горизонтальном направ.ленни, а электронно-лучевая трубка 9 дает полнуюг картину; информация о том, что развертка пучка по вертикали невозможна, в ней отсутствует. Таким образом, электронно лучевая трубка 9 показывает одну вертикальную линию 16, представляющую со.бой сигнал, обнаруженный во время развертки стационарной строки, Если допустить, что искажения по горизонтали нет,то строка 16 будет прямой, поскольку при отсутствии такого искажения пучок должен следовать по одному прямому пути слева направо на образце и образовывать повторяющийся сигнал в одном относительном положении по гори.эонтали, Этот сигнал воспроизводится в виде верти 5 10 ется вертикально на экране электронно лучевой трубки,В предложенной системе смещение пучка кор. ректируется интерферирующим внешним полем по. средством создания сигнала выпрямления пучка, который передается соответствующим отклоняю. щим катушкам, При этом не обязательно создавать сигнал коррекции для каждой развертки пучка по горизонтали в полном вертикальном растре. Удобно разбить растр из 1200 строк на 24 группы развертки 17 на электронно лучевой трубке 9. Соответственно, для каждой группы развертки с цельюкоррекции отклонения по горизонтали образуется функция смещения пучка влево или вправо. Образование функции смещения пучка во время его пересечения соответствующей группы развертки м. ставляет выпрямиться искаженную строку 16.Генераторы сигналов коррекции (фиг.3) по горизонтали 13 и вертикали 14 соответствещю со. держат регулируемые источники напряжения 18и 19 соответственно. Эти источники - потенцио.метры, питаемые от источников тока 20 и 21, подключены к катушкам отклонения по вертикали и горизонтали отклоняющей системы б через пере ключатели 22 и 23 и фильтры 24 и 25.Переключатели 22 и 23 управляются с помощью следящих систем 26 и 27, реагирующих на работу устройства 10 управления синхронизацией и разверткой. Следящие системы 26 и 27 заставляют зо переключатели 22 и 23 повторно срабатывать всоответствии с частотой искажения, которое необходимо корректировать. Таким образом, длякаждого цикла частоты поля помех для разверткипучка может применяться бесконечная коррекция,з 5 причем каждая отдельная бесконечная коррекцияпроизводится в течение периода 1/Т общего циклаискажающей частоты,Формула изобретенияСканирующая система микроскопа, содержа 4 О щая средство генерирования пучка заряженных час.тнц, систему отклонения пучка в двух направлениях, детектор частиц, эмиттированных образцом, ивоспроизводящее устройство для формированияизображения образца, отличающаяся тем,4 что, с целью коррекции искажения растра присканировании, обусловленного влиянием внешнихэлектрических полей, устройство содержит генераторы сигналов коррекции, каждый из которыхсоединен с помощью синхронизнрующего устрой.ства с одной иэ отклоняющих систем и включает всебя следящую систему и устройство переключе.ния, отбирающее сигналы коррекции,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1,"РР ис р 1 ев а Ы 1.есИ и иев о 15 сои ир е 1 е с 1 ои М созсо ру, о 1. 1,ес. м.4 Науа 1, Чаи Ковчега ис "яеийойСот ра иуда, Меч-УоР 1(, 1974.2. Патент США, кл. 315 - 31, У 3678333 отсл 1071