CZ2007510A3 - Device for spatial, real time representation of a sample - Google Patents

Device for spatial, real time representation of a sample Download PDF

Info

Publication number
CZ2007510A3
CZ2007510A3 CZ20070510A CZ2007510A CZ2007510A3 CZ 2007510 A3 CZ2007510 A3 CZ 2007510A3 CZ 20070510 A CZ20070510 A CZ 20070510A CZ 2007510 A CZ2007510 A CZ 2007510A CZ 2007510 A3 CZ2007510 A3 CZ 2007510A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
source
tilt
adjustable
raster
tilting
Prior art date
Application number
CZ20070510A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ298798B6 (en
Inventor
Zadražil@Martin
Ryšávka@Josef
Šmíd@Tomáš
Filip@Vojtech
Original Assignee
Tescan, S. R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tescan, S. R. O. filed Critical Tescan, S. R. O.
Priority to CZ20070510A priority Critical patent/CZ298798B6/en
Publication of CZ2007510A3 publication Critical patent/CZ2007510A3/en
Publication of CZ298798B6 publication Critical patent/CZ298798B6/en
Priority to DE112008002044T priority patent/DE112008002044T5/en
Priority to PCT/CZ2008/000050 priority patent/WO2009015615A1/en
Priority to GB0922723A priority patent/GB2464010A/en
Priority to DE202008018179U priority patent/DE202008018179U1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1478Beam tilting means, i.e. for stereoscopy or for beam channelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/1506Tilting or rocking beam around an axis substantially at an angle to optical axis
    • H01J2237/1507Tilting or rocking beam around an axis substantially at an angle to optical axis dynamically, e.g. to obtain same impinging angle on whole area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26Electron or ion microscopes
    • H01J2237/2611Stereoscopic measurements and/or imaging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28Scanning microscopes
    • H01J2237/2813Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2814Measurement of surface topography

Abstract

Zarízení pro prostorové zobrazování vzorku v reálném case, zahrnuje základní prístroj vytvárející primárním zdrojem svazek cástic, který po pruchodu tubusem se soustavou cásticové optiky a s objektivem dopadá na zobrazovaný vzorek. Svazek cástic z primárního zdroje je sveden do sekundárního zdroje (1) a výstupnímu svazku cástic s osou (5) je do cesty zarazena naklánecí a zároven rastrovací jednotka (2), která je umístená nad objektivem (3). Naklánecí a rastrovací jednotka (2) sestává ve smeru od zobrazovaného vzorku (4) ze spodního patra (2.2)a z horního patra (2.1). Horní patro (2.1) i spodní patro (2.2) se skládá alespon ze dvou naklánecích a rastrovacích prvku (6,7), usporádaných tak, že vytvárejí v oblasti pruchodu svazku cástic s osou (5) navzájem na sebe kolmá pole. K prvnímu naklánecímu a rastrovacímu prvku (6) je pripojen jednakvýstup prvního nastavitelného zdroje (6.1) stejnosmerného naklánecího signálu a jednak výstup prvního nastavitelného zdroje (6.2) strídavého rastrovacího signálu. K druhému naklánecímu a rastrovacímuprvku (7) je pripojen jednak výstup druhého nastavitelného zdroje (7.1) stejnosmerného naklánecího signálu a jednak výstup druhého nastavitelného zdroje (7.2) strídavého rastrovacího signálu.A real-time spatial imaging device includes a primary device forming a primary beam of particles that impinges on the imaged specimen after passing through a tube with a particle-optical system and lens. The particle beam from the primary source is fed into the secondary source (1) and the particle beam with the axis (5) is inserted into the path by a tilting and scanning unit (2) located above the lens (3). The tilting and scanning unit (2) consists in the direction from the displayed sample (4) from the lower level (2.2) and from the upper level (2.1). Both the upper floor (2.1) and the lower floor (2.2) are composed of at least two tilting and scanning elements (6,7) arranged so as to form mutually perpendicular fields in the region of the particle beam with the axis (5). The first tilting and scanning element (6) is connected with the output of the first adjustable source (6.1) of the DC tilting signal and the output of the first adjustable source (6.2) of the alternating scanning signal. The second tilting and scanning element (7) is connected with the output of a second adjustable source (7.1) of the DC tilting signal and the output of the second adjustable source (7.2) of the alternating scanning signal.

Description

Zařízení pro prostorové zobrazování vzorku v reálném časeDevice for spatial imaging of sample in real time

Oblast technikyTechnical field

Je řešeno zařízení pro prostorové, tedy 3D, zobrazování v reálném čase, které je vhodné zejména pro použití při manipulaci s malými objekty.There is a solution for spatial, ie 3D, real-time imaging, which is particularly suitable for use in handling small objects.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro získání trojrozměrného obrazu je třeba pořídit dvojici obrazů, které jsou získány při odlišných pozorovacích úhlech. Jeden z nich je určen pro pravé a druhý pro levé oko. V částicových mikroskopech byly pro získání těchto dvou obrazů navrženy různé metody. K méně obvyklým patří náklony celého tubusu mikroskopu vůči rovině vzorku, což je realizačně obtížné, či rozmístění několika navzájem úhlově posunutých detektorů nad vzorkem, což zvyšuje finanční náklady a omezuje prostor v preparátorové komoře. Běžněji se používá prosté naklánění držáku vzorku, což je relativně pomalé a navíc komplikované mechanickými nepřesnostmi, anebo naklonění osy svazku částic, což se jeví u rastrovacích mikroskopů jako nejvýhodnější.To obtain a three-dimensional image, it is necessary to take a pair of images that are obtained at different viewing angles. One is for the right eye and the other for the left eye. Different particle methods have been proposed in particle microscopes to obtain these two images. Less common is the inclination of the entire microscope tube relative to the plane of the sample, which is difficult to realize, or the placement of several angularly displaced detectors above the sample, which increases the cost and reduces the space in the preparation chamber. More commonly, simple tilt of the sample holder is used, which is relatively slow and in addition complicated by mechanical inaccuracies, or tilt of the particle beam axis, which appears to be most beneficial in scanning microscopes.

V posledně jmenovaném případě se vzorek přerastruje nejprve svazkem s osou nakloněnou na jednu stranu vůči kolmému dopadu a potom svazkem, jehož osa je nakloněna na stranu opačnou, což vede k získání potřebných dvou obrazů. Náklonu osy svazku může být dosaženo elektrostaticky (např. US 6x930^308) anebo - častěji - elektromagneticky (např. US 6x963,p67). V případě elektromagnetického náklonu bývá ke standardní konfiguraci mikroskopu přidána sada nakláněcích cívek.In the latter case, the sample is rasterized first with a beam with an axis tilted to one side relative to the perpendicular impact, and then with a beam whose axis is tilted to the opposite side, resulting in the necessary two images. The tilt of the beam axis can be achieved electrostatically (eg US 6 x 930 ^ 308) or - more often - electromagnetically (eg US 6 x 963, p67). In the case of electromagnetic tilt, a set of tilt coils is added to the standard microscope configuration.

Pravý a levý obraz jsou následně pozorovány pomocí speciálních zařízení, která vytvářejí třírozměrný obraz vzorku. Může se jednat např. o stereoskopické brýle pro pozorování pravého a levého obrazu, z nichž každý je promítán na jednu polovinu obrazovky (US 3t986A027), nebo o LCD brýle synchronizované s televizní obrazovkou apod. Některé z používaných zobrazovacích metod však neumožňují pozorování více osobám najednou.Right and left images are then observed using special devices that create a three-dimensional image of the sample. These may be, for example, stereoscopic glasses for viewing right and left images, each of which is projected onto one half of the screen (US 3 t 986 A 027), or LCD glasses synchronized with a television screen, etc. However, some of the imaging methods used do not observation of several persons at the same time.

• · · · ♦ <• · · · ♦ <

• « · c « « c « · » « · ( t * « *· c « € < * • · « < « · « » « » C · • « · « < · * « «• · c c c t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t

Získávání dvou výchozích obrazů vzorku odpovídajících dvěma svazkům dopadajícím pod různými úhly je ale spojeno s řadou problémů, zejména při velkém zvětšení a rozlišení. Jedná se o problémy související posunem místa dopadu svazku při pravém a levém náklonu, s hloubkou ostrosti, s vadami čoček, s nedostatečnou přesností nastavení náklonu svazku a podobně. Doposud existující metody 3D zobrazování dokáží tyto problémy řešit pouze za cenu časově náročných postupů.However, obtaining two initial sample images corresponding to two beams incident at different angles is associated with a number of problems, especially at high magnification and resolution. These are problems associated with shifting the beam's impact point at right and left tilt, depth of field, lens defects, insufficient tilt adjustment accuracy, and the like. Existing 3D rendering methods can solve these problems only at the expense of time-consuming procedures.

Tato časová náročnost znemožňuje využití doposud známých metod 3D zobrazování pro některé aplikace, například pro manipulaci s malými objekty, kde je potřeba získat obraz vzorku, s nímž se manipuluje, a manipulačního zařízení živě v reálném čase, to znamená v okamžiku, kdy k manipulaci dochází.This time constraint makes it impossible to use the known 3D imaging methods for some applications, such as handling small objects where a sample of the sample being handled and the handling equipment live in real time, i.e., when manipulation takes place .

Podstata vvnálezuThe essence of the invention

Předkládaný vynález si klade za cíl odstranit výše uvedené nevýhody a umožnit 3D pozorování a manipulaci se vzorkem v reálném čase.It is an object of the present invention to overcome the above disadvantages and to allow real-time 3D observation and manipulation of the sample.

Pro dosažení výše uvedeného cíle bylo navrženo zařízení, zahrnující základní přístroj, kterým může být např. elektronový nebo iontový mikroskop, vysílající z primárního zdroje svazek částic, které po průchodu tubusem obsahujícím soustavu částicové optiky dopadají na zobrazovaný vzorek. Podstatou tohoto zařízení je, že svazek částic z primárního zdroje jě sveden do áekundárního zdrojé a svazku částic, které vystupují ze sekundárního zdroje, je do cesty zařazena nakláněcí a zároveň rastrovací jednotka, která je umístěná nad objektivem v dolní části tubusu. Tato nakláněcí a rastrovací jednotka sestává ve směru od zobrazovaného vzorku ze spodního a horního patra, z nichž každé se skládá alespoň ze dvou nakláněcích a rastrovacích prvků uspořádaných tak, že vytvářejí navzájem na sebe kolmá pole. K prvnímu nakláněcímu a rastrovacímu prvku je připojen jednak výstup prvního nastavitelného zdroje stejnosměrného nakláněcího signálu a jednak výstup prvního nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu. K druhému nakláněcímu a rastrovacímu prvku je připojen jednak výstup druhého nastavitelného zdroje • · « » • · « · « · · · « · · « stejnosměrného nakláněcího signálu a jednak výstup druhého nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu.To achieve the above object, a device has been proposed, comprising a basic instrument, which may be, for example, an electron or ion microscope, emitting a beam of particles from a primary source that impinges upon a sample sample after passing through a tube containing the particle-optical array. The essence of this device is that the beam of particles from the primary source is led to the secondary source and the beam of particles that exits from the secondary source is in the path of a tilting and at the same time scanning unit located above the objective in the lower part of the tube. The tilting and screening unit comprises, in the direction away from the sample shown, a lower and upper deck, each of which comprises at least two tilting and screening elements arranged so as to form perpendicular fields to each other. The output of the first adjustable source of the DC tilt signal and the output of the first adjustable source of the AC scan signal are connected to the first tilt and scan element. The second tilt and scan element is connected to the output of the second adjustable source of the DC tilt signal and to the output of the second adjustable source of the AC scan signal.

V jednom možném provedení jsou nakláněcí prvky tvořeny rastrovacími cívkami. Na vstup první cívky jsou připojeny výstupy prvního nastavitelného zdroje stejnosměrného nakláněcího signálu a prvního nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu, přičemž tyto zdroje jsou zapojeny paralelně. Na vstup druhé cívky jsou připojeny výstupy druhého nastavitelného zdroje stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu, přičemž tyto zdroje jsou zapojeny paralelně. Všechny zde zmíněné zdroje jsou zdroje proudu.In one possible embodiment, the tilting elements are formed by scanning coils. The outputs of the first adjustable DC tilt signal source and the first adjustable AC raster signal source are connected to the input of the first coil, the sources being connected in parallel. The outputs of the second adjustable DC tilt signal source and the second adjustable AC raster signal source are connected to the input of the second coil, the sources being connected in parallel. All sources mentioned here are power sources.

V jiném možném provedení jsou nakláněcí prvky tvořeny rastrovacími elektrodami. V každém z pater jsou dvě dvojice rastrovacích elektrod. První dvojice rastrovacích elektrod je paralelně připojena k sériovému zapojení prvního nastavitelného zdroje stejnosměrného nakláněcího signálu a prvního nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu. Analogicky je druhá dvojice rastrovacích elektrod paralelně připojena k sériovému zapojení druhého nastavitelného zdroje stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje střídavého rastrovacího signálu. V tomto případě jsou všechny tyto zdroje zdroje napětí.In another possible embodiment, the tilt elements are formed by scanning electrodes. In each of the floors there are two pairs of scanning electrodes. The first pair of scanning electrodes is connected in parallel to the series connection of the first adjustable source of the DC tilt signal and the first adjustable source of the AC scan signal. Analogously, the second pair of raster electrodes is connected in parallel to the series connection of a second adjustable DC tilt signal source and a second adjustable AC raster signal source. In this case, all these sources are voltage sources.

V dalším výhodném provedení je možné umístit mezi horním patrem nakláněcí a rastrovací jednotky a poslední kondenzorovou čočkou soustavy částicové optiky přídavnou čočku s nastavitelnou ohniskovou vzdáleností pro korekci sférické vady objektivu a pro zvýšení hloubky ostrosti.In a further preferred embodiment, it is possible to place an additional lens with an adjustable focal length between the upper deck of the tilting and scanning unit and the last condenser lens of the particle-optical arrangement to correct the spherical lens defect and increase the depth of field.

Sekundární zdroj částic může být vytvořen různým způsobem. Jednou z možností je, že se jedná o reálný zdroj. Tímto reálným zdrojem je většinou nejbližší křížiště vytvořené optickým systémem základního přístroje nad horním patrem nakláněcí a rastrovací jednotky, kde výstupem tohoto křížiště je svazek částic rozbíhavý ve směru ke vzorku. Další možností je, že zdroj částic je virtuální zdroj tvořený křížištěm vytvořeným přídavnou čočkou pod spodním patrem nakláněcí a rastrovací jednotky. Výstupem tohoto křížiště je svazek částic sbíhavý ve směru ke vzorku. Ještě další • · · · • < ι « t « t ( 9 t i < · · · » c · < £ < ·« · · ti · « t € « ·· ·· • t t » t e « · · · ics* tt* · · · možností je, že zdroj částic je zdroj vytvořený přídavnou čočkou, který leží v nekonečnu a jehož výstupem je rovnoběžný svazek částic.The secondary particle source may be formed in various ways. One possibility is that it is a real resource. This real source is usually the closest crossover formed by the optical system of the base instrument above the upper deck of the tilting and scanning unit, where the exit of this crossover is a particle beam diverging towards the sample. Another possibility is that the particle source is a virtual source formed by a cross formed by an additional lens below the lower deck of the tilting and screening unit. The output of this cross is a beam of particles converging towards the sample. Yet another • 9 ((9 <c c c c c c £ £ t t t 9 9 9 9) The possibility is that the particle source is a source created by an additional lens that lies at infinity and outputs a parallel particle beam.

Ve všech provedeních vynálezu se celý vzorek nejprve přerastruje svazkem, jehož osa je oproti kolmému dopadu nakloněna o úhel +Φ. Prostřednictvím vhodného zařízení pro detekci sekundárních částic přicházejících od vzorku se tak získá obraz vzorku „zleva“. V druhém kroku se totéž zopakuje pro svazek nakloněný v opačném směru, většinou - ale nikoli nutně - symetricky pod úhlem -Φ. Získá se obraz vzorku „zprava“.In all embodiments of the invention, the entire sample is first rasterized by a beam whose axis is inclined by an angle of Φ relative to the perpendicular incidence. Thus, a suitable "left" image of the sample is obtained by means of a suitable device for detecting secondary particles coming from the sample. In the second step, the same is repeated for a beam tilted in the opposite direction, mostly - but not necessarily - symmetrically at -Φ. An image of the sample from the right is obtained.

Zařízením pro detekci sekundárních částic mohou být například detektory SE, BSE, rtg záření, katodoluminiscence apod.The secondary particle detection device may be, for example, SE, BSE, X-ray, cathodoluminescence and the like.

Pro zpracování a pozorování získaných dvou obrazů je možné zvolit řadu metod, které jsou plně kompatibilní s předkládaným vynálezem. Tyto metody mohou zahrnovat nejrůznější kombinace běžných či speciálních monitorů a speciálních brýlí. Pro příklad lze uvést použití speciálních monitorů v kombinaci s polarizačními filtry na brýlích, použití běžného televizního monitoru v kombinaci s LCD brýlemi se synchronizovanou závěrkou, anaglyf pozorovaný brýlemi s barevnými filtry aj.A variety of methods that are fully compatible with the present invention can be selected for processing and observing the two images obtained. These methods may include a variety of combinations of conventional or special monitors and special glasses. For example, the use of special monitors in combination with polarizing filters on glasses, the use of a conventional television monitor in combination with LCD glasses with synchronized shutter, anaglyph observed glasses with color filters, etc.

Zařízení je vhodné pro prostorové zobrazování a prostorové proměřování povrchů a pro použití při manipulaci s malými objekty, přičemž výsledný obraz je pozorován v reálném čase jako anaglyf. Zařízení umožňuje získání nejméně čtyř 3D snímků za sekundu, což plně vyhovuje aplikacím typu nanomanipulace. Zvolený způsob zobrazení navíc umožňuje pozorování mnoha osobám zároveň bez zvýšení nákladů.The device is suitable for spatial imaging and spatial measurement of surfaces and for use in handling small objects, the resulting image being viewed in real time as anaglyph. The device provides at least four 3D images per second, fully suited to nanomanipulation applications. In addition, the chosen display method allows many people to observe at the same time without increasing costs.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Zařízení podle předkládaného vynálezu bude dále popsáno pomocí výkresů. Na obr.1 je schematicky naznačeno základní uspořádání zařízení, a to bez vyznačení nastavitelných zdrojů nakláněcího a rastrovacího signálu. Na obr.2 je uveden schematicky tvar nenakloněného i nakloněného svazku částic. Konkrétní • * · připojení zdrojů pro různé nakláněcí a rastrovací prvky je uvedeno na obr.3 a 4. Obr.5 ukazuje ve vodorovném řezu uspořádání, při kterém jsou jako nakláněcí a rastrovací prvky použity rastrovací cívky. Na obr.6 je uveden schematicky tvar nenakloněného i nakloněného svazku částic při zařazení přídavné čočky.The device according to the present invention will be further described with reference to the drawings. 1 schematically shows the basic configuration of the device without indicating the adjustable sources of the tilt and raster signal. Fig. 2 shows schematically the shape of the unaltered and inclined particle beams. A specific source connection for the various tilt and raster elements is shown in Figs. 3 and 4. Fig. 5 shows in horizontal section an arrangement in which raster coils are used as the tilt and raster elements. Figure 6 schematically shows the shape of both the unaltered and the inclined particle beam when an additional lens is engaged.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Předkládané řešení je možné uplatnit u jakéhokoli přístroje s korpuskulárním svazkem. Pro větší přehlednost bude dále popsáno zařízení, jehož základem je rastrovací elektronový mikroskop. Ty části přístroje, které přímo nesouvisí s principem předkládaného vynálezu, tedy součásti jako je katoda, anoda, kondenzorové čočky, apertury, detektory a podobně, nejsou pro větší přehlednost na výkresech znázorněny.The present solution can be applied to any device with a particle beam. For the sake of clarity, a device based on a scanning electron microscope will be described. Those parts of the apparatus which are not directly related to the principle of the present invention, ie components such as cathode, anode, condenser lenses, apertures, detectors and the like, are not shown in the drawings for clarity.

Na obr.1 je schematicky naznačeno základní předmětné zařízení ve svislém řezu. Primární zdroj svazku částic není pro lepší přehlednost na výkrese vyznačen, uveden je až sekundární zdroj i, do kterého je svazek částic z primárního zdroje sveden a vystupuje z něj jako výstupní svazek částic s osou 5. Tomuto výstupnímu svazku částic s osou 5 je do cesty zařazena nakláněcí a zároveň rastrovací jednotka 2, která je umístěná nad objektivem 3. Nakláněcí a rastrovací jednotka 2 je složena, a to ve směru od zobrazovaného vzorku 4 ze spodního patra 2.2 a z horního patra 2.1.1 schematically shows the basic object in vertical section. The primary particle beam source is not shown in the drawing, for clarity, only the secondary source 1 is shown, into which the particle beam from the primary source is seduced and exits from it as the 5-axis particle output beam. The tilt and scan unit 2 is folded in the direction from the sample 4 shown from the lower tray 2.2 and the upper tray 2.1.

Horní patro 2.1 i spodní patro 2.2 se obecně skládá alespoň ze dvou nakláněcích a rastrovacích prvků, v následujících obrázcích konkrétních provedení vynálezu označených 6 a 7, které jsou uspořádány tak, že vytvářejí navzájem na sebe kolmá pole. Možná zapojení a vodorovný řez jedním příkladným uspořádáním těchto nakláněcích a rastrovacích prvků budou znázorněny na obr. 3, 4 a 5The upper tray 2.1 and the lower tray 2.2 generally consist of at least two tilt and raster elements, in the following figures of particular embodiments of the invention designated 6 and 7, which are arranged to form perpendicular fields to each other. Possible connections and a horizontal section of one exemplary arrangement of these tilt and raster elements will be shown in Figs. 3, 4 and 5.

Nakláněcí a rastrovací prvky 6 a 7 mohou být tvořeny rastrovacími cívkami nebo rastrovacími elektrodami. V závislosti na tom, které z nich jsou použity, bude voleno i zapojení jednotlivých zdrojů, viz též následující obr. 3 a 4. Rovněž tak sekundární zdroj 1. lze vytvořit různým způsobem. V příkladě uvedeném na obr. 1 je sekundární zdroj 1 prezentován křížištěm, které je umístěno pod poslední » · « kondenzorovou čočkou, není zakreslena, a zároveň nad horním patrem 2.1 a spodním patrem 2.2 nakláněcí jednotky 2 a nad objektivem 3.The tilt and raster elements 6 and 7 may be formed by raster coils or raster electrodes. Depending on which of them are used, the connection of the individual sources will also be chosen, see also the following Figures 3 and 4. Likewise, the secondary source 1 can be formed in different ways. In the example shown in Fig. 1, the secondary source 1 is represented by a crossover located below the last condenser lens, not shown, and above the upper tray 2.1 and lower tray 2.2 of the tilt unit 2 and above the objective 3.

Na obr.1 je zároveň znázorněn i princip náklonu osy 5 svazku částic do směrů +Φ a -Φ oproti kolmému dopadu, který zajišťuje, že vychýlené svazky dopadají do stejného bodu 8 na vzorku 4 jako svazek nevychýlený. Pro větší názornost je zobrazena pouze osa 5 nenakloněného svazku částic kolmá na povrch vzorku 4 a osy 5J a 52 prvního a druhého nakloněného svazku částic. Plnou čarou je znázorněna situace, kdy není nastaven offset na nakláněcích a rastrovacích prvcích. V tomto případě je kolmo dopadající svazek s osou 5 vycházející ze sekundárního zdroje 1 zaostřen objektivem 3 do bodu 8 na vzorku 4. Vhodným nastavením offsetu na nakláněcích a rastrovacích prvcích v prvním patře 2.1 a ve druhém patře 2.2 lze osu 5 svazku částic naklonit postupně do směrů daných zde první a druhou osou 5.1 a 5.2 prvního a druhého nakloněného svazku částic, čerchovaná čára. Směry první a druhé osy 5.1 a 5.2 prvního a druhého nakloněného svazku částic jsou zakresleny jako zrcadlově symetrické vůči rovině procházející optickou osou přístroje, což ale pro fungování vynálezu není nezbytné. Po zaostření objektivem 3 dopadají v tomto případě první respektive druhý nakloněný svazek částic s osami 5.1, respektive 5.2 na vzorek 4 pod úhly -Φ respektive. +Φ, vůči kolmici na povrch vzorku 4. Bod 8 dopadu na povrch vzorku 4 přitom zůstává oproti kolmému dopadu nezměněn a je pro první a druhý nakloněný svazek částic s osami 5.1 a 5.2 stejný.Figure 1 also illustrates the principle of tilting the particle beam axis 5 in the + Φ and -Φ directions relative to the perpendicular impact, which ensures that the deflected beams fall to the same point 8 on the sample 4 as the non-deflected beam. For the sake of clarity, only the unaligned particle beam axis 5 perpendicular to the surface of the sample 4 and the first and second inclined particle beam axes 5 and 52 are shown. The solid line shows the situation where the offset on the tilt and raster elements is not set. In this case, the perpendicularly incident beam with the axis 5 coming from the secondary source 1 is focused by lens 3 to point 8 on the sample 4. By appropriately adjusting the offset on the tilt and raster elements on the first floor 2.1 and on the second floor 2.2 directions given here by the first and second axes 5.1 and 5.2 of the first and second inclined particle beam, dashed line. The directions of the first and second axes 5.1 and 5.2 of the first and second inclined particle beam are plotted as mirror-symmetrical with respect to a plane passing through the optical axis of the apparatus, but this is not necessary for the operation of the invention. In this case, after focusing with the objective lens 3, the first and second inclined particle beams with the axes 5.1 and 5.2, respectively, impinge on the sample 4 at angles -Φ respectively. + Φ, relative to the perpendicular to the surface of the sample 4. The impact point 8 on the surface of the sample 4 remains unchanged compared to the perpendicular impact and is the same for the first and second inclined beams with the axes 5.1 and 5.2.

Obr.2 pro větší názornost ukazuje i celkový tvar nenakloněného a nakloněného svazku částic v jednom příkladném provedení vynálezu. Pro větší přehlednost je zobrazen pouze pro náklon do směru +Φ. Plné čáry vymezují opět nevychýlený svazek částic s osou 5, čerchovaně čáry vymezují druhý nakloněný svazek částic s osou 5.2, který dopadá na vzorek 4 pod úhlem +Φ. Je zřejmé, že po náklonu má svazek stejný tvar, jako by vycházel ze sekundárního zdroje i, jeho osa po průchodu objektivem 3 však už není kolmá na vzorek 4.Fig. 2 also illustrates, for clarity, the overall shape of the unaltered and inclined particle beam in one exemplary embodiment of the invention. For greater clarity, it is only shown for tilting in the + směru direction. The solid lines again define an unbalanced particle beam with axis 5, the dashed lines define the second inclined particle beam with axis 5.2, which impinges on sample 4 at an angle of Φ. Obviously, after tilting, the beam has the same shape as it would come from the secondary source i, but its axis after passing through the objective 3 is no longer perpendicular to the sample 4.

V jednom příkladném provedení vynálezu jsou jako nakláněcí a zároveň rastrovací prvky 6 a 7 použity cívky, a to v obou patrech 2.1 a 2.2 nakláněcí a rastrovací jednotky. Obr.3 ukazuje připojení zdrojů k těmto cívkám. Na vstup první cívky tvořící první nakláněcí a rastrovací prvek 6 jsou připojeny výstupy dvou • · * ·» · · · * ·<«· · · *· * • · · • · * « · · · ·· · · a · • « ta · ta · · • « paralelně zapojených zdrojů, a to prvního nastavitelného zdroje 6.1 stejnosměrného nakláněcího signálu a prvního nastavitelného zdroje 6.2 střídavého rastrovacího signálu. Na vstup druhé cívky představující druhý nakláněcí a rastrovací prvek 7 jsou připojeny výstupy dvou paralelně zapojených zdrojů, a to druhého nastavitelného zdroje 7J. stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje 7.2 střídavého rastrovacího signálu, přičemž všechny uvedené zdroje jsou zdroje proudu.In one exemplary embodiment of the invention, coils are used as tilting and raster elements 6 and 7 in both levels 2.1 and 2.2 of the tilting and raster unit. Figure 3 shows the connection of sources to these coils. The outputs of the two tilt and raster elements 6 are connected to the inlet of the first coil 6 and two raster elements 6 and 6, respectively. The parallel adjustable sources, namely the first adjustable source 6.1 of the DC tilt signal and the first adjustable source 6.2 of the AC raster signal. Outputs of two parallel connected sources, namely the second adjustable source 7J, are connected to the input of the second coil representing the second tilt and raster element 7. a DC tilt signal and a second adjustable AC scan source 7.2, all of said sources being current sources.

V jiném příkladném provedení vynálezu jsou jako nakláněcí a zároveň rastrovací prvky 6 a 7 použity elektrody, a to v obou patrech 2.1 a 2.2 nakláněcí a rastrovací jednotky 2. Obr.4 ukazuje připojení zdrojů k těmto elektrodám. V každém z pater 2J. a Z2 jsou dle uvedeného příkladu dvě dvojice rastrovacích elektrod, a to první dvojice 6.A a 6.B a druhá dvojice 7.A. 7.B. První dvojice rastrovacích elektrod 6.A, 6.B je paralelně připojena k sériovému zapojení prvního nastavitelného zdroje 6J. stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje 6.2 střídavého rastrovacího signálu a druhá dvojice rastrovacích elektrod 7.A, 7.B je paralelně připojena k sériovému zapojení druhého nastavitelného zdroje 7.1 stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje 7.2 střídavého rastrovacího signálu, přičemž všechny tyto zdroje jsou zdroje napětí.In another exemplary embodiment of the invention, electrodes are used as the tilt and raster elements 6 and 7 in both levels 2.1 and 2.2 of the tilt and raster unit 2. Fig. 4 shows the connection of sources to these electrodes. In each of the floors 2J. and Z2, according to the example, are two pairs of scanning electrodes, the first pair 6.A and 6.B and the second pair 7.A. 7.B. The first pair of scanning electrodes 6.A, 6.B is connected in parallel to the series connection of the first adjustable source 6J. the DC tilt signal and the second adjustable AC scan source 6.2 and the second pair of raster electrodes 7.A, 7.B are connected in parallel to the serial adjustable second DC tilt signal source 7.1 and the second adjustable AC scan source source 7.2, all of which are voltage sources.

Nakláněcí a rastrovací prvky 6 a 7 umístěné nad objektivem 3 v dolní části tubusu jsou tedy navrženy tak, že zároveň s dynamickým rastrováním umožňují i statický náklon svazku částic s osou 5_do levého a pravého směru. Tento náklon vpravo a vlevo je v ideálním případě - ale nikoli nezbytně - zrcadlově symetrický vůči rovině procházející optickou osou přístroje. Statické buzení nakiáněcích a rastrovacích prvků 6 a 7 je kalibrováno a je tedy možné zvolit úhel náklonu. Vzorek 4 se přerastruje nejprve svazkem nakloněným na jednu stranu a poté svazkem nakloněným na druhou stranu. Prostřednictvím zařízení pro detekci sekundárních částic přicházejících od vzorku 4 je pak získáván levý a pravý obraz vzorku. V rámci navrhovaného vynálezu lze pro zpracování a pozorování získaných dvou obrazů zvolit různé metody. V jednom příkladném provedení vynálezu je zpracovaný signál z detekčního zanzení přiveden do zobrazovacího zařízení, jímž může být např. televizní obrazovka. Zobrazovací zařízení zachycuje translačně posunuté signály odpovídající levému i pravému svazku. Ty jsou navzájem vizuálně separované. V tomto příkladném provedení vynálezu jde o separaci pomocí barvy: jeden obraz je » « a » « ι » 8 červený, druhý modrozelený, tzv. anaglyf. Operátor pozoruje obrazovku přes speciální brýle s červeným filtrem na jednom oku a modrozeleným filtrem na druhém.Thus, the tilt and raster elements 6 and 7 located above the objective 3 in the lower part of the tube are designed such that, together with the dynamic raster, they also allow static tilt of the particle beam 5 with the left and right directions. This tilt to the right and left is ideally - but not necessarily - mirror-symmetrical to the plane passing through the optical axis of the device. The static excitation of the tilt and raster elements 6 and 7 is calibrated and it is thus possible to select the tilt angle. Sample 4 is re-rasterized first with the beam tilted to one side and then with the beam tilted to the other side. By means of a device for detecting secondary particles coming from the sample 4, a left and a right image of the sample is then obtained. Within the scope of the present invention, various methods can be selected for processing and observing the two images obtained. In one exemplary embodiment of the invention, the processed signal from the detection drive is fed to a display device, such as a television screen. The display device captures translationally shifted signals corresponding to both the left and right beams. These are visually separated from each other. In this exemplary embodiment of the invention, the separation is by means of color: one image is &quot; red &quot; and &quot; red &quot; The operator watches the screen through special glasses with a red filter on one eye and a blue-green filter on the other.

V případě, že jako nakláněcí a rastrovací prvky 6 a 7 jsou použity cívky, je jeden konkrétní příklad uspořádání těchto cívek ve vodorovném řezu schematicky uveden na obr. 5. Jedná se o vodorovný řez horním patrem 2.1. s tím, že dolní patro 22 je uspořádáno obdobně, liší se jen počet závitů v rastrovacích cívkách. V každém patře jsou dvě cívky, tvořící první nakláněcí a rastrovací prvek 6 a druhý nakláněcí a rastrovací prvek 7, každá s vinutím rozděleným do čtyř segmentů 61,62,63,64 a 71,72,73,74, které vytvářejí navzájem kolmá magnetická pole, což je zabezpečeno různými směry vinutí jednotlivých segmentů a jejich rozmístěním. V daném příkladě jsou úhly mezi dvojicemi pořadím si odpovídajících segmentů první a druhé rastrovací cívky 30° a úhly mezi dvojicemi segmentů náležejících k téže cívce jsou 60*, resp. 120°, viz obr.5. Segmenty 61., 62 jsou navinuty opačným směrem než segmenty 63 a 64, podobně segmenty 71 a 74 jsou navinuty opačným směrem než segmety 72 a 73. V horním patře 2.1 má každý ze segmentů po 8 závitech, v dolním patře 2.2 má každý ze segmentů po 15 závitech. V obou případech jsou cívky z měděného drátu o průměru 0,4 mm navinutého na společném feritovém jádře. Výška feritového jádra je 10 mm, vnitřní průměr kruhu tvořeného jádrem je 16 mm, vnější průměr kruhu tvořeného jádrem je 24,8 mm. Středy nakláněcích a rastrovacích cívek v horním patře 2.1 jsou od středů nakláněcích a rastrovacích cívek v dolním patře 2.2 vzdáleny cca 52 mm, střed dolních cívek je cca 35 mm nad objektivem 3. Feritové jádro je v obou případech rotačně symetrické kolem optické osy. Křížiště vytvořené poslední kondenzorovou čočkou nad nakláněcí a rastrovací jednotkou 2 je v tomto příkladném uspořádáni cca 180 mm nad objektivem. Samozřejmě, že se jedná pouze o jeden z mnoha možných příkladů provedení vynálezu.In the case where coils are used as tilt and raster elements 6 and 7, one particular example of the arrangement of these coils in horizontal section is schematically shown in Fig. 5. This is a horizontal section of the upper tray 2.1. provided that the lower tray 22 is similarly arranged, only the number of turns in the scanning coils differs. On each floor there are two coils forming a first tilt and raster element 6 and a second tilt and raster element 7, each with a winding divided into four segments 61,62,63,64 and 71,72,73,74, which create a perpendicular magnetic This is ensured by different directions of winding of individual segments and their placement. In the example, the angles between the pairs of successive segments of the first and second scanning coils are 30 ° and the angles between the pairs of segments belonging to the same coil are 60 ° and 60 ° respectively. 120 °, see Fig. 5. Segments 61, 62 are wound in the opposite direction to segments 63 and 64, similarly segments 71 and 74 are wound in the opposite direction to segments 72 and 73. On the upper floor 2.1, each of the segments has 8 windings, in the lower floor 2.2 each of the segments 15 turns each. In both cases, coils of copper wire with a diameter of 0.4 mm are wound on a common ferrite core. The height of the ferrite core is 10 mm, the inner diameter of the core circle is 16 mm, the outer diameter of the core circle is 24.8 mm. The centers of the tilt and scan coils on the upper floor 2.1 are approximately 52 mm from the centers of the tilt and scan coils on the lower floor 2.2, the center of the lower coils is about 35 mm above the objective 3. The ferrite core is rotationally symmetrical about the optical axis. The crossover formed by the last condenser lens above the tilting and scanning unit 2 is in this exemplary arrangement approximately 180 mm above the objective. Of course, this is only one of many possible embodiments of the invention.

Jak ukazují obr. 1 a obr. 2, pro správné fungování vynálezu je třeba při konkrétní konfiguraci přístroje určit poměr offsetů nakláněcích signálů v horním patře 2.1 a v dolním patře 22, který zajistí, aby se při náklonu svazku obraz nepohnul. Nejpřesnějších výsledků se dosáhne následujícím experimentálním postupem: Svazek částic s osou 5, který dopadá na nakláněcí a rastrovací jednotku, se vychýlí v horním patře 2,1 s relativní hodnotou offsetu -1. Ve spodním patře 2,2 se pak mění offset s opačným znaménkem tak, aby se obraz vrátil na původní místo, a je odečtena relativní hodnota offsetu, který vrácení obrazu na původní místo zajistí. Tímto způsobem se docílí náklonu původní osy osy 5 svazku částic, např. do směru 5.2, avšak bod 8, do něhož je zaostřen svazek na vzorku 4 se oproti situaci, kdy byl offset nulový, nepohne. Takto zjištěný poměr offsetů je zadán do softwaru a uživatel ho už dále nemění. Tato hodnota poměru offsetů zajišťuje, že nakloněný svazek má stejný tvar, jako by vycházel ze sekundárního zdroje i, avšak jeho osa po průchodu objektivem už není kolmá na vzorek. Nakloněný svazek je přitom zaostřen na stejné místo, kam by dopadal svazek nenakloněný, viz obr. 1 a 2. Uživatel má možnost spojitě měnit absolutní velikost offsetu, která je úměrná úhlu náklonu. Úhel náklonu lze tedy tímto způsobem rovněž spojitě měnit.As shown in FIGS. 1 and 2, for the proper operation of the invention, in a particular configuration of the apparatus, it is necessary to determine the ratio of the tilt signal offsets in the upper deck 2.1 and the lower deck 22 to ensure that the image does not move. The most accurate results are obtained by the following experimental procedure: The particle beam with axis 5, which impinges on the tilting and scanning unit, is deflected on the upper floor 2.1 with a relative offset value of -1. On the lower floor 2.2, the offset with the opposite sign is then changed to return the image to its original position, and the relative offset value is subtracted to return the image to its original position. In this way, the inclination of the original axis of the particle beam axis 5 is achieved, eg in the 5.2 direction, but the point 8 at which the beam on the sample 4 is focused does not move relative to the offset zero position. The offset ratio thus detected is entered into the software and is no longer changed by the user. This offset ratio value ensures that the inclined beam has the same shape as it would come from the secondary source i, but its axis is no longer perpendicular to the sample after passing through the objective. In this case, the inclined beam is focused at the same location where the beam would not tilt, see Figures 1 and 2. The user has the possibility to continuously change the absolute amount of offset, which is proportional to the tilt angle. The tilt angle can thus also be varied continuously in this way.

Aby bylo možné úhly náklonu svazku přímo volit, je nakláněcí offset kalibrován. Kalibrace byla provedena pomocí vzorku se stupňovitým pravoúhlým profilem.In order to directly select the beam tilt angles, the tilt offset is calibrated. Calibration was performed using a sample with a stepped rectangular profile.

Při konfiguraci nakláněcí a rastrovací jednotky 2, která používá cívky a je znázorněna na obr. 5 a blíže popsána v textu souvisejícím s tímto obrázkem, bylo experimentálně zjištěno, že nakláněcí proudový offset na rastrovacích cívkách v horním patře 2.1 musí být ku nakláněcímu proudovému offsetu na rastrovacích cívkách v dolním patře 2.2 přibližně v poměru (-1): (0,4).In the configuration of the tilt and raster unit 2, which uses coils as shown in Fig. 5 and described in greater detail in the text related to this figure, it has been experimentally found that the tilt current offset on the top floor scan coils 2.1 must be in tilt current offset the lower level 2.2 scan coils approximately in the ratio of (-1): (0.4).

Obr.6 znázorňuje tvar nenakloněného a nakloněného svazku při použití přídavné čočky 9 nad nakláněcí a rastrovací jednotkou 2 v jednom příkladném provedení vynálezu. Přídavná čočka 9 je umístěna konkrétně mezi horním patrem 2.1 nakláněcí a rastrovací jednotky 2 a poslední kondenzorovou čočkou soustavy částicové optiky. V situaci znázorněné na obr. 6 vytváří přídavná čočka 9 rovnoběžný svazek částic ve směru ke vzorku 4, jedná se tedy o případ, kdy je sekundární zdroj částic 1 v nekonečnu. Nenakloněný svazek částic s osou 5 je znázorněn plnými čarami, nakloněný svazek částic sosou 5.3 je vyznačen čerchovanými čarami. Protože je zde tvar nakloněného svazku jiný než v předchozích příkladech, bylo jeho ose přiřazeno nové číslo. Pro přehlednost je vyznačen pouze náklon na jednu stranu. Nakloněný svazek s osou 5.3 dopadá na vzorek 4 pod úhlem Φ1. Použití přídavné čočky 9 je výhodné při aplikacích, které vyžadují větší hloubku ostrosti. Tato přídavná čočka 9 se uplatňuje při korekci sférické vady objektivu 3. Rovnoběžný svazek, který dopadá na objektiv 3 po průchodu čočkou 9, je totiž mnohem užší než rozbíhavý svazek, který by na objektiv 3 dopadal bez použití této přídavné čočky 9. Dynamickým přebuzováním objektivu 3 lze proto při použití přídavné čočky 9 docílit ostrého obrazu i pro nakloněné svazky.Figure 6 shows the shape of the tilt and tilt beam using an additional lens 9 above the tilt and scan unit 2 in one exemplary embodiment of the invention. The additional lens 9 is positioned specifically between the upper tray 2.1 of the tilting and scanning unit 2 and the last condenser lens of the particle-optical assembly. In the situation shown in Fig. 6, the additional lens 9 forms a parallel particle beam in the direction of the sample 4, so this is the case when the secondary particle source 1 is at infinity. The non-inclined particle beam with the axis 5 is represented by solid lines, the inclined particle beam with the axis 5.3 is indicated by dashed lines. Because the shape of the inclined beam is different from the previous examples, a new number has been assigned to its axis. For clarity, only the tilt to one side is indicated. The inclined beam with axis 5.3 impinges on sample 4 at an angle Φ1. The use of an additional lens 9 is advantageous in applications that require a greater depth of field. This additional lens 9 is used in correcting the spherical defect of the lens 3. The parallel beam that strikes the lens 3 after passing through the lens 9 is much narrower than the diverging beam that would strike the lens 3 without the use of the additional lens 9. Dynamic lens override 3, therefore, using an additional lens 9, a sharp image can also be obtained for inclined beams.

Korekce budícího proudu objektivu pro nakloněné svazky, například pro svazek s osou 5.3, se přitom řídí vztahem;The correction of the excitation current of the lens for the inclined beams, for example the beam with the axis 5.3, is governed by the relation;

1/l2=1/l 02+Cs Φ2 N2/KV, kde l je proud objektivem 3 při náklonu svazku částic s osou 5 o úhel Φ, lo je proud objektivem 3 při nenakloněném svazku, kdy Φ=0, Cs je koeficient sférické vady (m), Φ je náklon svazku (rad), N počet závitů objektivu 3, V energie svazku (eV) a K je bezrozměrná konstanta charakterizující daný objektiv.1 / l 2 = 1 / l 0 2 + Cs Φ 2 N 2 / KV, where l is the current through the lens 3 when the particle beam is tilted with the axis 5 by an angle Φ, lo is the current through the lens 3 when the tilt is, = 0 C s is the spherical defect coefficient (m), Φ is the tilt of the beam (rad), N is the number of lens turns 3, V is the beam energy (eV), and K is the dimensionless constant characterizing the lens.

V jiném uspořádání vynálezu může přídavná čočka 9 vytvářet i svazek částic sbíhavý ve směru ke vzorku 4. Křížiště vytvořené přídavnou čočkou 9_se v tomto případě nachází pod nakláněcí a rastrovací jednotkou 2 a vytváří virtuální sekundární zdroj částic 1.In another embodiment of the invention, the additional lens 9 may also form a particle beam converging towards the sample 4. In this case, the cross formed by the additional lens 9 is located below the tilting and scanning unit 2 and forms a virtual secondary particle source 1.

Ve všech provedeních vynálezu uživatel nejprve zvolí úhel náklonu svazku Φ. Následně je provedeno dynamické rastrování přes celý vzorek 4 svazkem, jehož osa je oproti kolmému dopadu nakloněna o úhel +Φ. V druhém kroku se totéž zopakuje pro svazek nakloněný v opačném směru, typicky pod úhlem -Φ. Dobrých výsledků prostorového zobrazení lze dosáhnout již od úhlů náklonu blízkých 0,5°, sférickou vadu lze s úspěchem korigovat až do náklonu cca 15°.In all embodiments of the invention, the user first selects the beam tilt angle Φ. Subsequently, dynamic scanning is carried out over the entire sample 4 by a beam whose axis is inclined by an angle + Φ relative to the perpendicular incidence. In the second step, the same is repeated for a beam tilted in the opposite direction, typically at an angle of -Φ. Good spatial imaging results can be achieved from tilt angles close to 0.5 °; spherical aberration can be successfully corrected up to a tilt of approximately 15 °.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Vynález je možno využít v oboru rastrovacích elektronových a iontových mikroskopů pro živé prostorové zobrazování. Umožňuje mimo jiné takzvanou nanomanipulaci, tj. manipulaci s malými objekty, pod mikroskopem v reálném čase. Vynález lze použít i pro nejrůznější prostorová proměřování pozorovaných povrchů.The invention can be used in the field of scanning electron and ion microscopes for live spatial imaging. It enables, among other things, the so-called nanomanipulation, ie manipulation of small objects under a microscope in real time. The invention can also be used for various spatial measurements of observed surfaces.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Zařízení pro prostorové zobrazování vzorku v reálném čase, zahrnující základní přístroj vytvářející primárním zdrojem svazek částic, který po průchodu tubusem se soustavou částicové optiky a s objektivem dopadá na zobrazovaný vzorek, vyznačující se tím, že svazek částic z primárního zdroje je sveden do sekundárního zdroje (1) a výstupnímu svazku částic s osou (5) je do cesty zařazena nakláněcí a zároveň rastrovací jednotka (2), která je umístěná nad objektivem (3), sestávající ve směru od zobrazovaného vzorku (4) ze spodního patra (2.2) a z horního patra (2.1), přičemž homí patro (2.1) i spodní patro (2.2) se skládá alespoň ze dvou nakláněcích a rastrovacích prvků (6, 7), uspořádaných tak, že vytvářejí v oblasti průchodu svazku částic s osou (5) navzájem na sebe kolmá pole a kde k prvnímu nakláněcímu a rastrovacímu prvku (6) je připojen jednak výstup prvního nastavitelného zdroje (6.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a jednak výstup prvního nastavitelného zdroje (6.2) střídavého rastrovacího signálu a k druhému nakláněcímu a rastrovacímu prvku (7) je připojen jednak výstup druhého nastavitelného zdroje (7.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a jednak výstup druhého nastavitelného zdroje (7.2) střídavého rastrovacího signáluA real-time spatial imaging device, comprising a primary particle beam instrument, which, after passing through a particle-optical-objective-lens-tube, impinges on a displayed sample, wherein the primary particle beam is directed to a secondary source (1) and the particle beam output axis (5) include a tilt and scan unit (2) located above the objective (3), consisting of the lower tray (2.2) and the upper deck (2.1), the upper deck (2.1) and the lower deck (2.2) consisting of at least two tilt and raster elements (6, 7) arranged to form a particle beam with the axis (5) relative to each other and where the output of the first adjustable source (6.1) is connected to the first tilt and raster element (6) the second tilt and scan element (7) is connected to the output of the second adjustable source (7.1) of the DC tilt signal and the output of the second adjustable source (7.2) of the AC scan signal is connected to the second tilt and scan element (7) 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že nakláněcí a rastrovací prvky (6,7) jsou tvořeny rastrovacími cívkami, kde na vstup první cívky jsou připojeny výstupy prvního nastavitelného zdroje (6.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a k němu paralelně zapojeného prvního nastavitelného zdroje (6.2) střídavého rastrovacího signálu a na vstup druhé cívky jsou připojeny výstupy druhého nastavitelného zdroje (7.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a k němu paralelně zapojeného druhého nastavitelného zdroje (7.2) střídavého rastrovacího signálu, přičemž všechny tyto zdroje (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) jsou zdroje proudu.Device according to claim 1, characterized in that the tilt and raster elements (6, 7) are formed by raster coils, wherein the outputs of the first adjustable DC tilt signal source (6.1) and the first adjustable source connected in parallel to it are connected to the first coil input. (6.2) of the AC raster signal and the outputs of the second adjustable DC tilt signal source (7.1) and the second adjustable AC raster signal source (7.2) connected in parallel to it are input to the second coil, all of these sources (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) are power sources. 3. Zařízení podle nároku ^vyznačující se tím, že nakláněcí a rastrovací prvky (6,7) jsou tvořeny rastrovacími elektrodami, kdy v každém z pater (2.1, 2.2) jsou dvě dvojice rastrovacích elektrod (6A, 6B) a (7A, 7B), kde první dvojice rastrovacích elektrod (6A, 6B) je paralelně připojena k sériovému zapojení prvního nastavitelného zdroje (6.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a ··«««· · · · «··««< « * · ····»* , • · ··*«·(.Apparatus according to claim 6, characterized in that the tilt and raster elements (6,7) are formed by raster electrodes, wherein in each of the levels (2.1, 2.2) there are two pairs of raster electrodes (6A, 6B) and (7A, 7B). ), wherein the first pair of scanning electrodes (6A, 6B) is connected in parallel to a series connection of a first adjustable DC tilt signal source (6.1) and a &quot; »*, • · · (*. * · · ·«··»»» «·· ··· · · <* · «» »» »..... 12 ···· *' *’* *· ·· * druhého nastavitelného zdroje (6.2) střídavého rastrovacího signálu a druhá dvojice rastrovacích elektrod (7A, 7B) je paralelně připojena k sériovému zapojení druhého nastavitelného zdroje (7.1) stejnosměrného nakláněcího signálu a druhého nastavitelného zdroje (7.2) střídavého rastrovacího signálu, přičemž všechny tyto zdroje (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) jsou zdroje napětí.The second adjustable AC scan source (6.2) and the second pair of scan electrodes (7A, 7B) are connected in parallel to the serial adjustable second tilt signal source (7.1), and a second adjustable AC scan source (7.2), all of which (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) are voltage sources. 4. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1-3,vyznačující se tím, že sekundárním zdrojem (1) je nejbližší křížiště vytvořené optickým systémem základního přístroje nad horním patrem (2.1) nakláněcí a rastrovací jednotky (2), kde výstupem tohoto křížiště je svazek částic s osou (5) rozbíhavý ve směru ke vzorku.Device according to any one of claims 1-3, characterized in that the secondary source (1) is the nearest crossover formed by the optical system of the basic apparatus above the upper deck (2.1) of the tilting and scanning unit (2), with an axis (5) diverging towards the sample. 5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1-3,vyznačující se tím, že mezi horním patrem (2.1) nakláněcí a rastrovací jednotky (2) a poslední kondenzorovou čočkou soustavy částicové optiky je umístěna přídavná čočka (9) s nastavitelnou ohniskovou vzdáleností pro korekci sférické vady objektivu (3) a pro zvýšení hloubky ostrosti.Apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in that an additional lens (9) with an adjustable focal length for the spherical correction is arranged between the upper tray (2.1) of the tilting and scanning unit (2) and the last condenser lens of the particle-optical system. lens defects (3) and to increase depth of field. 6. Zařízení podle nároku 5,vyznačující se tím, že sekundární zdroj (1) částic ía zdroj ležící v nekonečnu, který Je vytvořen přídavnou čočkou (9) a jehdf“ výstupem je rovnoběžný svazek částic s osou (5).Apparatus according to claim 5, characterized in that the secondary particle source (1) and the infinity source which is formed by the additional lens (9) and the output is a parallel particle beam with the axis (5). 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že sekundární zdroj (1) částic je virtuální zdroj tvořený křížištěm vytvořeným přídavnou čočkou (9) pod spodním patrem (2.2) nakláněcí a rastrovací jednotky (2), kde výstupem tohoto křížiště je svazek částic s osou (5) sbíhavý ve směru ke vzorku (4).Apparatus according to claim 5, characterized in that the secondary particle source (1) is a virtual source formed by a cross formed by an additional lens (9) below the lower level (2.2) of the tilting and scanning unit (2). with an axis (5) converging towards the sample (4). 8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že je vhodné pro prostorové zobrazování a prostorové proměřování povrchů a pro použití při manipulaci s malými objekty, přičemž výsledný obraz je pozorován v reálném čase jako anaglyf.Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is suitable for spatial imaging and spatial measurement of surfaces and for use in handling small objects, the resulting image being viewed in real time as anaglyph.
CZ20070510A 2007-07-30 2007-07-30 Device for spatial real time representation of a sample CZ298798B6 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20070510A CZ298798B6 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Device for spatial real time representation of a sample
DE112008002044T DE112008002044T5 (en) 2007-07-30 2008-04-28 Device for the spatial representation of samples in real time
PCT/CZ2008/000050 WO2009015615A1 (en) 2007-07-30 2008-04-28 A device providing a live three-dimensional image of a speciment
GB0922723A GB2464010A (en) 2007-07-30 2008-04-28 A device providing a live three-dimensional image of a speciment
DE202008018179U DE202008018179U1 (en) 2007-07-30 2008-04-28 Device for the spatial representation of samples in real time

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20070510A CZ298798B6 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Device for spatial real time representation of a sample

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2007510A3 true CZ2007510A3 (en) 2008-01-30
CZ298798B6 CZ298798B6 (en) 2008-01-30

Family

ID=38973036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20070510A CZ298798B6 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Device for spatial real time representation of a sample

Country Status (4)

Country Link
CZ (1) CZ298798B6 (en)
DE (2) DE112008002044T5 (en)
GB (1) GB2464010A (en)
WO (1) WO2009015615A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5259688B2 (en) 2010-12-09 2013-08-07 本田技研工業株式会社 Scanning electron microscope
JP5364112B2 (en) * 2011-01-25 2013-12-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam equipment
CN111508807B (en) * 2020-04-26 2022-11-25 北京工业大学 Scanning electron microscope stereo imaging system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986027A (en) * 1975-04-07 1976-10-12 American Optical Corporation Stereo scanning microprobe
JPH0233843A (en) * 1988-07-25 1990-02-05 Hitachi Ltd Scanning electronic microscope
US6614026B1 (en) * 1999-04-15 2003-09-02 Applied Materials, Inc. Charged particle beam column
JP2001273861A (en) * 2000-03-28 2001-10-05 Toshiba Corp Charged beam apparatus and pattern incline observation method
US6930308B1 (en) * 2002-07-11 2005-08-16 Kla-Tencor Technologies Corporation SEM profile and surface reconstruction using multiple data sets
JP2004214060A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope, and testpiece observation method using it
DE60332808D1 (en) * 2003-03-24 2010-07-15 Integrated Circuit Testing Charged particle beam device
JP4316394B2 (en) * 2004-01-21 2009-08-19 株式会社東芝 Charged beam equipment
JP4620981B2 (en) * 2004-08-10 2011-01-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam equipment

Also Published As

Publication number Publication date
DE112008002044T5 (en) 2010-12-30
GB2464010A (en) 2010-04-07
WO2009015615A1 (en) 2009-02-05
WO2009015615A8 (en) 2011-05-26
GB0922723D0 (en) 2010-02-17
DE202008018179U1 (en) 2012-01-16
CZ298798B6 (en) 2008-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108292580B (en) Charged particle line apparatus and scanning electron microscope
CN104488064B (en) For the device and method on the surface for checking sample
JP3403036B2 (en) Electron beam inspection method and apparatus
US9799483B2 (en) Charged particle beam device and detection method using said device
EP1804272A2 (en) Method for determining the aberration coefficients of the aberration function of a particle-opticle lens.
JP2005276819A (en) Objective lens for charged particle beam device
WO2011152303A1 (en) Charged particle beam device provided with automatic aberration correction method
EP1783812A2 (en) Corrector for the correction of chromatic aberrations in a particle-optical apparatus.
EP2166556A1 (en) Method for correcting distortions in a particle-optical apparatus
JP2009193833A (en) Electron beam observation device using pre-specimen magnetic field as image-forming lens and specimen observation method
JP2010009907A (en) Charged particle beam device
WO2015015985A1 (en) Charged particle beam device and aberration measurement method in charged particle beam device
JP2002532844A (en) Particle optics including Auger electron detection
JP2008181786A (en) Charged particle beam device
CZ2007510A3 (en) Device for spatial, real time representation of a sample
US10446362B2 (en) Distortion correction method and electron microscope
US9018581B2 (en) Transmission electron microscope
WO2014041927A1 (en) Charged-particle-beam device and method for correcting aberration
US8158940B2 (en) Magnetic domain imaging system
WO2002049066A1 (en) Charged particle beam microscope, charged particle beam application device, charged particle beam microscopic method, charged particle beam inspecting method, and electron microscope
JP2005032588A (en) Magnetic field objective lens for electron microscope
CZ309973B6 (en) A method of adjusting a particle beam microscope
EP3637452A1 (en) Charged particle microscope, and method for adjusting a charged particle microscope
JP2009277619A (en) Sample analysis method using scanning transmission electron microscope
JP3705760B2 (en) High-performance X-ray image observation system with optimal electron optical design

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20160730