Коллектор-анализатор для растрового электроннного микроскопа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Сфез СаевтееаСареектичееааРесаублки щ 672670 асю йвИ, Рау, Г. В. Спивак и В. Н. Капличный ия Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знаме государственный университет им; М.В. Ломоносова(54) КОЛ сти электрондля исследо- кропотенциа 1 2Изобретение относится к обла метрично относительно электронного зонда и ной микроскопии и предназначено объектавания поверхностныхлокальных ми Главный недостаток такой системы - малое .лов изделий микроэлектроники. отношение сигнал/шум, а как следствие, невысоИзвестны коллекторы-анализаторы для раст кая точность измерений и малая чувствительность рового электронного микроскопа, содержащие з к микрополям на объектах с ярко выраженной систему электродов для улавливания и энерге- геометрией (например, на интегральных схемах). "тического анализа эмиттированных вторичныхЦелью изобретения является повышение чув.электронов 11. ствительности и точности измерения поверхнооВ этих устройствах собирающее вторичнью тньи потенциалов"на образцах со сложным геометэлектроны вытягивающее электростатическое 1 рическим рельефом. поле, создаваемое анодом и модулятором, асим Указанная цель достигается тем, что кольцевой метрично относительно первичного пучка (зон модулятор вьпюлнен из полупроводникового мада), поэтому оказывает на него дефокусирующее терпела, плоскость р и-йерехода которого перпендействие, что ухудшает пространственное разредикулярна осн анализатора щенке, К тому же образец (катод) должен быт ф. На чертеже показана схема предложенного плоско-параллельным, что существенно ограничи- коллектора-анализатора; вает класс исследуемых объектов.Электронный зонд 1 направляется объекти.Наиболее близкимо технекской сущности вом 2 и отклоняющейкатушкой 3 на исследук предложенному является коллектор-анализатор емый объект 4. Прибор содержит также кольцедля растрового электронного микроскопа 121, В вой модулятор 5, выполненный из полупроводсодержащий щирокоугловой коллектор вторич- пикового материала, последовательно располоных электронов с кольцевым модулятором и женные сеточный электрод 6, анализирующий энергетический анализатор, расположенныесим- электрод 7 и электрод 8, образующие энергети672670 Формула изобретения 3ческий анализатор. Перпендикулярно к корпусу анализатора располагается регистрирующая сь стемз, состоящая из сцинтиллятора 9, светово. да 10 и фотоэлектронного умножителя 11. Система измерения сигналов снабжена вычитающим электронным блоком 12, вндеоусилителем 13,а, также осциллографом 14.Прибор работает следующим обрззом,Электронный зонд 1 сканируют по поверхности исследуемого объекта 4, например полупро 10 водникового диода. Вторичные электроны, эмиттированные с образца, улавливаются вытягива. ющим 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 сцинтиплирувпМго торца светово.да 10, в котором проделано отверстие дпя про. эо хождения первичного пучка электронов (зонда), Сигнзл, пропорциональный интенсивности вторичных электронов, регистрируется фотоэлектронным умъвжителем 11 и затем через вычитзвщий блок 12 и усилитель отрицателыюй обратной свя 25 зи видеоусилитель 13 подается на тормозящий электрод 7 анзлизатора. Сигнал рассоптзсования поступает на осциллограф 14, выписьвзния при , однократной строчной развертке кривую рас. пределения потенциалов вдоль линии скзниро- зр взнял.Нз фоне этого полезного сигнала, как прзви. ло, 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 остзлся только сигнал от потенциаЬьного рельефа, Как известйо, упруго отрыенные электроны несут информацию только о геометрии по верхкости объекта, поэтому полупроводниковый широкоугловой коллектор, которым снабжей коллектор-анализатор (его модулятор), кзк раз н дает эту информацию, Электронный блок 12 4осуществляет вычитание сигнала с модулятора 5 (огеометрий поверхности) из сигнала анализа. тора, 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 преоб. ладает сигнал только о потенциалах на поверхности объекта.Предложенный коллектор-знализатор позволяет срзвнительно просто и надежно осуществлять сепарацнв и количественный анализ по. тенцизльного рельефа на поверхности твердого тела. При этом исследовзния проводятся без масштабных искажений, с большим пространст. венным разрешением, с большой чувствительностью к микрополям и, наконец, с компенса. цией парззитного влияния микрогеометрии на процесс измерения микропотенцизлов,Коллектор знализатор дпя растрового электронного микроскопа, содержащий широкоугло. вой коллектор вторичных электронов с кольце. вым модулятором и энергетический анализатор расположенные симметрично относительно электронного зонда и объекта, отличавшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точ. ности измерения поверхностных потенциалов на образцах со сложным геометрическим рельефом, кольцевой модутйпор выполнен из полупроводникового материала, плоскость р-п.перехода ко. торого перпендикулярна оси анализатора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Дюков В. Г Рау Э, ИСпивак Г, В. Изме. рение микропотенциалов с помощьв растрового электронного микроскопа. "Микроэлектроника", вып, 2, Ио 1, 1973, с. 18.2. Фентем. Гопинат. Линеаризация потенциаль. кого контраста полусферическим анализатором с задерживающим полем. Журнал для научных исследований, т. 7, Иф 11, с. 980.672 б 70 Составитель В. ГаврюшинРедактор Т, Орловская Техред 3, фанта рректор: О, Ковинская Подписи еиного комитета СССР ний и открытий 35, Раушская наб., д. 4/