CZ2014373A3 - Method of measuring energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source and energy spectrometer for making the same - Google Patents

Method of measuring energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source and energy spectrometer for making the same Download PDF

Info

Publication number
CZ2014373A3
CZ2014373A3 CZ2014-373A CZ2014373A CZ2014373A3 CZ 2014373 A3 CZ2014373 A3 CZ 2014373A3 CZ 2014373 A CZ2014373 A CZ 2014373A CZ 2014373 A3 CZ2014373 A3 CZ 2014373A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
electron beam
electron
energy
virtual source
optical axis
Prior art date
Application number
CZ2014-373A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ306268B6 (en
Inventor
Vladimír Kolařík
Original Assignee
Delong Instruments A.S.
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 Delong Instruments A.S. filed Critical Delong Instruments A.S.
Priority to CZ2014-373A priority Critical patent/CZ306268B6/en
Publication of CZ2014373A3 publication Critical patent/CZ2014373A3/en
Publication of CZ306268B6 publication Critical patent/CZ306268B6/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Elektronový svazek (1) ve vakuovém prostředí se nejdříve prvním magnetickém polem (2) zaostří, vymezí se velikost aperturního úhlu elektronového svazku (1), který se pak druhým magnetickým polem (5) vyhne do strany. Vyhnutý elektronový svazek (1) se třetím magnetickým polem (6) rozšíří. Načež se odečte a vyhodnotí čárové spektrum vytvořené rozšířeným elektronovým svazkem (1) na scintilačním průhledovém stínítku (7). Energiový spektrometr obsahuje elektronovou trysku (8) s katodou s malým virtuálním zdrojem, k níž se přiřadí kondensorová čočka (9) pro zaostření elektronového svazku (1) emitovaného z elektronové trysky (8). Za ní ve směru optické osy (10) energiového spektrometru je uspořádána clona (3) pro optimalizaci průměru elektronového svazku (1) před jeho vstupem do magnetického hranolu (11) pro vychýlení elektronového svazku (1), uspořádaného za clonou (3) ve směru optické osy (10) energiového spektrometru. Za ním ve směru optické osy (10) energiového spektrometru je uspořádáno první scintilační průhledové stínítko (4) pro umožnění kontroly zaostření elektronového svazku (1). Za magnetickým hranolem (11) ve směru optické osy (10) magnetickým hranolem (11) vychýleného elektronového svazku (1) je uspořádána projektorová čočka (12) pro zvětšení rozměru spektra. Za projektorovou čočkou (12) je uspořádáno druhé scintilační průhledové stínítko (7) pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise.The electron beam (1) in the vacuum environment is initially focused on the first magnetic field (2), the size of the aperture angle of the electron beam (1) being defined, which is then deflected laterally by the second magnetic field (5). The bent electron beam (1) widens with the third magnetic field (6). The line spectrum produced by the expanded electron beam (1) on the scintillation vista screen (7) is then subtracted and evaluated. The energy spectrometer comprises a cathode electron gun (8) with a small virtual source to which a condenser lens (9) is assigned to focus the electron beam (1) emitted from the electron gun (8). Behind it, in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer, a diaphragm (3) is arranged to optimize the diameter of the electron beam (1) before it enters the magnetic prism (11) to deflect the electron beam (1) arranged behind the diaphragm (3) in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer. Behind it, in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer, a first scintillation vista screen (4) is arranged to enable the focusing of the electron beam (1). A projector lens (12) is arranged downstream of the magnetic prism (11) in the direction of the optical axis (10) by the magnetic prism (11) of the deflected electron beam (1) to enlarge the spectrum. A second scintillation vista screen (7) is arranged downstream of the projector lens (12) to display the bar spectrum of the electron emission energy distribution.

Description

Způsob měření energiového rozdělení emise elektronů z katod s malým virtuálním zdrojem a energiový spektrometr pro provádění tohoto způsobu Oblast technikyMethod for measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes and energy spectrometer for carrying out this method

Vynález se týká způsobu měření energiové šířky emitovaných elektronů ze zdrojů, jejichž virtuální velikost nepřesahuje 100 nm.The invention relates to a method for measuring the energy width of emitted electrons from sources whose virtual size does not exceed 100 nm.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Současná elektronová mikroskopie, jak prozařovací tak i rastrovací, využívá jako zdroje elektronů převážně katody, jejichž emisní mechanismus je založen na efektech čistě tunelových, respektive tunelových stimulovaných zvýšením teploty emitéru. Takovéto zdroje elektronů vykazují mnohonásobně větší směrovou proudovou hustotu elektronového svazku, čímž umožňují dosáhnout výrazně lepšího poměru signálu k šumu při formování elektronově optického obrazu. Navíc tyto emitéry představují v principu bodové zdroje, z jejichž středu elektrony zdánlivě vycházejí. Velikost tohoto zdánlivého bodu, nazývaného „virtuální zdroj“ je dle konkrétního uspořádání v rozmezí 1 až 100 nm.Contemporary electron microscopy, both scanning and scanning, uses mainly cathodes as electron sources, whose emission mechanism is based on the effects of purely tunnel or tunnel stimulated by increasing the temperature of the emitter. Such electron sources exhibit many times the directional current density of the electron beam, thereby making it possible to achieve a significantly better signal-to-noise ratio when forming an electron-optical image. Moreover, these emitters are, in principle, point sources from which the electrons seem to emanate. The size of this apparent point, called the "virtual source", is in the range of 1 to 100 nm, depending on the particular arrangement.

Takovéto malé rozměry virtuálního zdroje jsou výhodné v oboru prozařovací elektronové mikroskopie proto, že koherence osvětlovacího elektronového svazku je vysoká a dovoluje dosahovat optimálních hodnot fázového kontrastu. V oboru rastrovací elektronové mikroskopie je malý rozměr virtuálního zdroje zásadním parametrem umožňujícím snížit počet elektronově optických zmenšovacích prvků na minimum a získat takto výhodnější poměr mezi finálním rozměrem zaostřeného svazku a jeho elektronovým proudem.Such small dimensions of the virtual source are advantageous in the field of radiation electron microscopy because the coherence of the illuminating electron beam is high and allows optimal phase contrast values to be achieved. In the field of scanning electron microscopy, the small size of a virtual source is an essential parameter to minimize the number of electron-optical scaling elements and thus obtain a more favorable ratio between the final dimension of the focused beam and its electron current.

D3528D3528

28.5.2014 • · • ·28/05/2014 • · • ·

• · ·• · ·

Malý rozměr virtuálního zdroje vzniká vždy, kdy je využíváno mimo tepelného procesu emise elektronů také procesu tunelování elektronů z povrchu katody do vakua díky vysokému gradientu elektrostatického pole před povrchem emitéru. Takto vysokého gradientu elektrostatického pole se dosahuje pomocí zahrocení vrcholu katody do tvaru kužele zakončeného kulovým vrchlíkem, jehož poloměr se pohybuje v rozmezí od R = 10 nm až R = 1000 nm. Elektrony emitované z kulové plochy vrchlíku kužele jsou nejprve velkým gradientem elektrostatického pole z kovového materiálu katody uvolněny do vakua (díky procesu tunelování zúženou potenciálovou bariérou) a potom urychleny na velmi krátké dráze ve směru radiálním ke kulovému vrchlíku. Takto vytvořené katody se někdy nazývají hrotové. Elektrony virtuálně vyletují z fiktivního středu kulového vrchlíku. Rozměr tohoto bodu (virtuálního zdroje) je funkcí skutečného poloměru a tvaru kulového vrchlíku a navíc teploty katody, při které k emisi elektronů dochází. Větší poloměr vrchlíku a vyšší teplota katody vede zákonitě ke zvětšení rozměru virtuálního zdroje. V současné době nejčastěji používané katody mají rozměry virtuálního zdroje počínaje od 2 nm (ostré autoemisní katody pracující při pokojové teplotě, nebo nižší) po 25 nm (termoautoemisní katody s poloměrem hrotu 1000 nm pracující při teplotách 1800 K).The small dimension of the virtual source arises whenever, in addition to the electron emission thermal process, the electron tunneling process from the cathode surface to the vacuum is utilized due to the high electrostatic field gradient in front of the emitter surface. Such a high electrostatic field gradient is achieved by tipping the top of the cathode into a cone-shaped cone tipped with a spherical cap having a radius ranging from R = 10 nm to R = 1000 nm. Electrons emitted from the spherical canopy spherical surface are first released into a vacuum by a large gradient of the electrostatic field from the cathode metal material (due to the tunneling process by a narrowed potential barrier) and then accelerated on a very short path in the radial direction to the spherical canopy. The cathodes thus formed are sometimes called spikes. Electrons virtually fly out of the fictional center of the spherical canopy. The dimension of this point (virtual source) is a function of the actual radius and shape of the spherical canopy and, moreover, the temperature of the cathode at which the emission of electrons occurs. A larger canopy radius and a higher cathode temperature inevitably increase the size of the virtual source. The most commonly used cathodes currently have virtual source dimensions ranging from 2 nm (sharp autoemission cathodes operating at or below room temperature) to 25 nm (thermoautoemission cathodes with a tip radius of 1000 nm operating at 1800 K).

Všechny katody typu „hrotových“ pracují v přímém emisním módu. To znamená, že nevyužívají prostorového elektrostatického náboje k formování reálného křižiště elektronového svazku, ale naopak pracují přímo s velikostí virtuálního zdroje. Z tohoto plyne, že i elektronově optická soustava se zmenšením pouze 1:1 je schopna vytvořit na svém výstupu elektronový svazek v principu nanometrových rozměrů. I přes tuto výhodu je stále důležitým parametrem energiová šířka emitovaných elektronů. Tento energiový rozptyl od 0.3 eV (studené katody) do např. 5 eV (velmi proudově zatížené termoautoemisní katody) zapříčiňuje zhoršení parametrů elektronového svazku (rozostření) jako důsledek chromatické vady elektronově optických elementů.All “tip” cathodes operate in direct emission mode. That is, they do not use spatial electrostatic charges to form a real electron beam intersection, but work directly with the size of the virtual source. It follows that even an electron optical system with a reduction of only 1: 1 is able to produce an electron beam at its output in the principle of nanometer dimensions. Despite this advantage, the energy width of the emitted electrons is still an important parameter. This energy scattering from 0.3 eV (cold cathodes) to eg 5 eV (very current-loaded thermo-auto-emission cathodes) causes deterioration of the electron beam parameters (blur) as a result of the chromatic defect of electron-optical elements.

D3528D3528

28. 5. 2014 • · · ·May 28, 2014 • · · ·

-3Z tohoto důvodu je nutné zabývat se energiovým rozdělením elektronů ve svazku jak osvětlovacím, tak zobrazovacím a hledat metody, jak tento nepříznivý vliv omezit. Prvním předpokladem jak hodnotit z hlediska energiové šířky vlastní emitéry je sestrojit metrologické zařízení (energiový spektrometr), schopné měřit energiovou šířku elektronového svazku s rozlišením jednotek až desítek mV. Takovéto metrologické zařízení by pak sloužilo nejenom k vyhodnocení jednotlivých typů emitérů, ale současně i k ověření funkce případných monochromátorů určených k omezení energiové šířky emitovaných elektronů a tím i k omezení vlivu chromatické vady elektronové optiky na zobrazovací vlastnosti systému.For this reason, it is necessary to deal with the energy distribution of electrons in the beam, both illumination and imaging, and look for methods to reduce this adverse effect. The first prerequisite for evaluating the emitters' energy width is to construct a metrological device (energy spectrometer) capable of measuring the energy width of an electron beam with a unit resolution of up to tens of mV. Such a metrological device would then serve not only to evaluate individual types of emitters, but also to verify the function of possible monochromators designed to limit the energy width of the emitted electrons and thus to limit the influence of chromatic defect of electron optics on the imaging properties of the system.

Současně používaná zařízení tohoto typu dosahující potřebného energiového rozlišení v oblasti blízko 5 mV jsou velice nákladná a většinou nejsou určena k měření charakteristik elektronových zdrojů. Jedním z možných řešení je například využití spektrometru energiových ztrát (EELS), kterým bývají vybaveny prozařovací, respektive rastrovací prozařovací mikroskopy nej vyšší cenové kategorie. Tyto spektrometry jsou však určeny ke zkoumání energiových ztrát primárního svazku způsobených interakcí elektronů s materiálem studovaného preparátu, ale nejsou určeny k rutinní vývojové práci v oblasti elektronových zdrojů.Currently used devices of this type, achieving the necessary energy resolution in the region close to 5 mV, are very expensive and are usually not designed to measure the characteristics of electron sources. One possible solution is, for example, the use of the Energy Loss Spectrometer (EELS), which is equipped with radiation or scanning radiation microscopes of the highest price category. These spectrometers, however, are designed to investigate the energy loss of the primary beam caused by the interaction of electrons with the material of the study preparation, but they are not intended for routine development work in the field of electron sources.

Je známo několik zařízení a způsobů zabývajících se energiovou ztrátou elektronů, zpravidla v elektronových mikroskopech. Například z EP 2 708 874 FEI Company je znám způsob vytváření tomografického zobrazení vzorku v částicovém mikroskopu, v němž se vzorek naklání vůči elektronovému svazku elektricky nabitých částic, zpravidla protonů nebo iontů. Obrazy získané v této první sadě se pak matematicky kombinují pro získání kompozitního obrazu. V následujícím postupu se spektrálním detektorem sejme druhá sada obrázků při různých náklonech vzorku pro získání spektrálních map, které se následně použijí pro získání kompozitního obrazu. Nezkoumá se zde tedy kvalitaSeveral devices and methods for energy loss of electrons are known, usually in electron microscopes. For example, EP 2 708 874 of the FEI Company discloses a method for generating a tomographic image of a sample in a particle microscope in which the sample tilts against an electron beam of electrically charged particles, typically protons or ions. The images obtained in this first set are then mathematically combined to obtain a composite image. In the following procedure, a second set of images is taken with a spectral detector at different tilt of the sample to obtain spectral maps, which are then used to obtain a composite image. Quality is not examined here

D3528D3528

28. 5. 2014 • · · ·May 28, 2014 • · · ·

-4• · · · ··· · ·· · · · · · • ··· ····· · ··· ·· · * * * * *-4 · · · * * * * * * * * * * * * * * * *

... .. ·· ·· .····· elektronového svazku, ale až signál obsahující již obraz vzorku. Tento způsob tedy nelze využít pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem v dostatečném rozlišení.... .. ·· ··· ····· electron beam, but up to a signal already containing the sample image. Thus, this method cannot be used to measure the energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source in sufficient resolution.

Z EP 2 387 062 FEI Company jsou známy detektory pro elektronově optický systém, umožňující detekci elektronů v různých energiových rozsazích, a způsob analýzy vzorku, kdy elektrony prošlé vzorkem jsou rozptylkou rozděleny do dvou energiových pásem a jsou detekovány dvěma detektory, z nichž druhý je uspořádán za rozptylkou a jeho signál je úměrný počtu elektronů ve druhém energiovém pásmu, přičemž tento druhý detektor je umístěn mezi rozptylkou a elektronovou optikou používanou pro projekci elektronů vyzařovaných vzorkem k prvnímu detektoru. Ani tento způsob nelze využít pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem v dostatečném rozlišení, neboť i zde se zkoumá energiový rozptyl elektronů prošlých vzorkem.EP 2 387 062 of the FEI Company discloses detectors for an electron-optical system enabling the detection of electrons in different energy ranges, and a method for analyzing a sample in which the electrons passed through the sample are divided into two energy bands and detected by two detectors. downstream of the diffuser and its signal is proportional to the number of electrons in the second energy band, the second detector being positioned between the diffuser and the electron optics used to project the electrons emitted by the sample to the first detector. Even this method cannot be used to measure the energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source in sufficient resolution, because here too the energy scattering of electrons passed through the sample is investigated.

Z JP H06310063 Hitachi Ltd. je známo elektronově optické zařízení měřící spektrum ztráty energie elektronů po průchodu vzorkem soustavou fotodiod nebo lineárním CCD čidlem. Toto zařízení nezkoumá kvalitu elektronového svazku, ale zjišťuje spektrální obraz vzorku. Proto ani tento způsob nelze využít pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem v dostatečném rozlišení.From JP H06310063 Hitachi Ltd. an electron optical device measuring the energy loss spectrum of electrons after passing through a sample through a photodiode array or a linear CCD sensor is known. This device does not examine the quality of the electron beam, but detects the spectral image of the sample. Therefore, even this method cannot be used to measure the energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source in sufficient resolution.

Z JP H0721966 Hitachi Ltd. je znám analytický prozařovací elektronový mikroskop umožňující kromě pozorování obrazu vzorku i elementární analýzu malé části vzorku. Tento mikroskop je schopen analyzovat energiovou ztrátu elektronů v malé části vzorku elektromagnetem a současně provést spektrální analýzu planámím detektorem. Ani toto zařízení nezkoumá kvalitu elektronového svazku, ale zjišťuje spektrální obraz vzorku. Proto ani tentoFrom JP H0721966 Hitachi Ltd. An analytical scanning electron microscope is known which, in addition to observing a sample image, also enables elementary analysis of a small portion of a sample. This microscope is able to analyze the energy loss of electrons in a small part of the sample with an electromagnet and simultaneously perform spectral analysis by a flame detector. Also, this device does not examine the quality of the electron beam, but detects the spectral image of the sample. Therefore, neither this

D3528D3528

28.5.2014 • · · ·28/05/2014 • · · ·

-5způsob nelze využít pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem v dostatečném rozlišení.-5 the method cannot be used to measure the energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source in sufficient resolution.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje způsob měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem, uspořádaných ve vakuu, jehož podstatou je, že elektronový svazek ve vakuovém prostředí se nejdříve prvním magnetickým polem zaostří a pro minimalizaci aberace se vymezí velikost aperturního úhlu elektronového svazku, který se pak druhým magnetickým polem vyhne do strany, vyhnutý elektronový svazek se třetím magnetickým polem rozšíří, načež se odečte a vyhodnotí čárové spektrum vytvořené rozšířeným elektronovým svazkem na scintilačním průhledovém stínítku.The above-mentioned drawbacks of the prior art are largely eliminated by the method of measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes arranged in a vacuum, the principle being that the electron beam in a vacuum environment is first focused and the aperture size is limited to minimize aberration. the angle of the electron beam, which is then avoided laterally by the second magnetic field, the bent electron beam is widened by the third magnetic field, and the line spectrum generated by the expanded electron beam on the scintillation viewing screen is read and evaluated.

Ve výhodném provedení tohoto způsobu se před vyhodnocením čárového spektra vytvořeného rozšířeným elektronovým svazkem na scintilačním průhledovém stínítku čárové spektrum opticky zvětší.In a preferred embodiment of the method, before evaluating the expanded electron beam line spectrum on a scintillation viewing screen, the line spectrum is optically increased.

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry rovněž odstraňuje energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem, uspořádaných ve vakuu, jehož podstata je dále popsaná. Tento energiový spektrometr obsahuje katodu s malým virtuálním zdrojem. K ní je přiřazena kondensorová čočka pro zaostření elektronového svazku emitovaného z katody s malým virtuálním zdrojem. Za kondensorovou čočkou je ve směru optické osy energiového spektrometru uspořádaná clona pro optimalizaci průměru elektronového svazku před jeho vstupem do magnetického hranolu pro vychýlení elektronového svazku, uspořádaného za clonou ve směru optické osy energiového spektrometru. Za magnetickým hranolem je ve směru optické osyThese drawbacks of the prior art are also largely overcome by an energy spectrometer for measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes arranged in a vacuum, the nature of which is described below. This energy spectrometer contains a cathode with a small virtual source. It is associated with a condenser lens for focusing an electron beam emitted from a cathode with a small virtual source. Downstream of the condenser lens, a diaphragm is arranged in the direction of the optical axis of the energy spectrometer to optimize the diameter of the electron beam before it enters the magnetic prism to deflect the electron beam arranged behind the diaphragm in the direction of the optical axis of the energy spectrometer. Behind the magnetic prism is in the direction of the optical axis

D3528D3528

28.5.2014 ee « * ·· ·····28/05/2014 ee «* ·· ·····

6··· · · · · ··· “ · * · · · · · · ···· • · · · · · ··· · · · ··· ·· · * . Λ * ··· ·· ·· ·· ······ energiového spektrometru uspořádáno první scintilační průhledové stínítko pro umožnění kontroly zaostření elektronového svazku. Za magnetickým hranolem ve směru optické osy magnetickým hranolem vychýleného elektronového svazku je uspořádána projektorová čočka pro zvětšení rozměru spektra. Za projektorovou čočkou ve směru optické osy vychýleného elektronového svazku je uspořádáno druhé scintilační průhledové stínítko pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise.6 · · “·“.................... The first scintillation sightglass is provided on the energy spectrometer to enable the focusing of the electron beam. A projector lens is arranged downstream of the magnetic prism in the direction of the optical axis by the magnetic prism of the deflected electron beam to increase the spectrum dimension. A second scintillation viewing screen is provided downstream of the projector lens in the direction of the optical axis of the deflected electron beam to display a line of energy distribution of the electron emission.

Ve výhodném provedení energiového spektrometru podle vynálezu je za druhým scintilačním průhledovým stínítkem pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise uspořádán optický objektiv.In a preferred embodiment of the energy spectrometer according to the invention, an optical objective is arranged downstream of the second scintillation viewing screen for displaying the energy spectrum of the electron emission distribution.

V jiném výhodném provedení energiového spektrometru podle vynálezu je pak k optickému objektivu přiřazena fotografická kamera.In another preferred embodiment of the energy spectrometer according to the invention, a photographic camera is then assigned to the optical lens.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude dále podrobněji popsán na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn způsob měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem a na obr. 2 je schematicky znázorněn energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z elektronové trysky.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail in the accompanying drawings, in which: Figure 1 schematically illustrates a method for measuring the energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source; and Figure 2 schematically illustrates an energy spectrometer for measuring energy distribution of electron emission from an electron gun.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V současné době perspektivní elektronové zdroje jsou tvořené hrotovými katodami typů autoemisních, respektive termo-autoemisních, a v této oblasti je z principu zaručeno, že rozměry virtuálních emisních zdrojů nepřekročí hraniciAt present perspective electron sources consist of spike cathodes of types of autoemission, respectively thermo-autoemission, and in this area it is in principle guaranteed that the dimensions of virtual emission sources do not exceed

D3528D3528

28. 5. 2014 • · · · • · ·· · · · · *May 28, 2014 • · · · ··· · · · *

-/- ········ ·· ··· ····· • · · · · * ··· ·· ·· ·· ·- / - ···························································

100 nm. Toto je relativně výhodná situace, poněvadž extrémně malý rozměr virtuálního zdroje nabízí relativně jednoduché řešení spektrometru založeného na dispersních vlastnostech magnetického sektorového pole či magnetického hranolu.100 nm. This is a relatively advantageous situation because the extremely small size of the virtual source offers a relatively simple spectrometer solution based on the dispersion properties of the magnetic sector field or prism.

Účelem vynálezu je takové uspořádání elektronového spektrometru, které umožňuje měření energiové šířky emitovaných elektronů libovolného elektronového zdroje pracujícího s hrotovými katodami, a to buď přímo, nebo po monochromatizaci elektronového svazku.The purpose of the invention is to provide an electron spectrometer arrangement which allows the energy width of the emitted electrons of any electrode source operating with a spike cathode to be measured, either directly or after monochromatization of the electron beam.

To znamená, že pokud je velikost virtuálního zdroje menší než 100 nm, lze uspořádat tři základní elektronově optické prvky, to jest pomocný kondensor, magnetický hranol a projektor tak, aby v daném případě pracovaly s energiovým rozlišením, v závislosti na vlastní velikosti virtuálního zdroje, řádově v jednotkách mV.That is, if the size of the virtual source is less than 100 nm, three basic electron optical elements, i.e., an auxiliary condenser, a magnetic prism, and a projector, can be arranged to operate at an energy resolution in the present case, depending on the virtual source's own size, of the order of mV.

Tato možnost velmi zjednodušeného a přitom efektivního uspořádání energiového spektrometru vyplývá ze skutečnosti, že i vzhledem k velmi malé energiové dispersi magnetických hranolů, řádově jednotek μηι/V lze díky malému rozměru obrazu virtuálního zdroje, řádově jednotek nm, dosáhnout v dispersní rovině rozlišení až 1000 čar na volt, což představuje teoretickou rozlišovací schopnost 1 mV.This possibility of a very simplified yet effective arrangement of the energy spectrometer results from the fact that even due to the very low energy dispersion of magnetic prisms, of the order of μηι / V units, the resolution of up to 1000 lines can be achieved in the dispersion plane per volt, which represents a theoretical resolution of 1 mV.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn způsob měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem, uspořádaných ve vakuu. Elektronový svazek 1 ve vakuovém prostředí se prvním magnetickým polem 2 zaostří a pro minimalizaci aberace se clonou 3 vymezí velikost aperturního úhlu elektronového svazku 1. Elektronový svazek 1 se přitom zaostří na prvním scintilačním průhledovém stínítku 4. Po zaostření elektronového svazku 1 se aktivuje druhé magnetické pole 5, kterým se elektronový svazek 1 vyhne do strany. Vyhnutý elektronový svazek 1 se pakFigure 1 schematically illustrates a method of measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes arranged in a vacuum. In a vacuum environment, the electron beam 1 is in focus and the aperture angle of the electron beam 1 is defined to minimize aberration with the aperture 3. The electron beam 1 is then focused on the first scintillation viewing screen 4. After focusing the electron beam 1, the second magnetic field 5 by which the electron beam 1 is avoided laterally. The electron beam 1 is then removed

D3528D3528

28. 5. 2014 třetím magnetickým polem 6 rozšíří, načež se odečte a vyhodnotí čárové spektrum vytvořené rozšířeným elektronovým svazkem 1 na druhém scintilačním průhledovém stínítku 7. Toto čárové spektrum vytvořené rozšířeným elektronovým svazkem 1 na druhém scintilačním průhledovém stínítku 7 je pak možné ještě opticky zvětšit pro dosažení lepšího rozlišení.On May 28, 2014 the third magnetic field 6 is expanded, whereupon the line spectrum created by the expanded electron beam 1 on the second scintillation transparent screen 7 is subtracted and evaluated. This line spectrum created by the extended electron beam 1 on the second scintillation transparent screen 7 can then be optically enlarged for better resolution.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z elektronové trysky 8 obsahující katodu s malým virtuálním zdrojem, uspořádané ve vakuu. V příkladném provedení byla použita hrotová katoda umístěná na svislé optické ose libovolně vzdálená od spektrometru a pracující v optimálním pracovním módu. K ní je přiřazena kondensorová čočka 9 pro zaostření elektronového svazku 1 emitovaného z malého virtuálního zdroje elektronové trysky 8. Za kondensorovou čočkou 9 je ve směru optické osy 10 energiového spektrometru uspořádaná clona 3 pro optimalizaci průměru elektronového svazku 1 před jeho vstupem do magnetického hranolu 11 pro vychýlení elektronového svazku 1, uspořádaného za clonou 3 ve směru optické osy 10 energiového spektrometru. Clona 3 je výměnná clona pro optimalizaci velikosti vstupního úhlu do spektrometru tak, aby byly eliminovány optické aberace magnetického hranolu.Fig. 2 schematically shows an energy spectrometer for measuring the energy distribution of electron emission from an electron gun 8 containing a small virtual source cathode arranged in a vacuum. In the exemplary embodiment, a tip cathode placed on a vertical optical axis at any distance from the spectrometer and operating in an optimum operating mode was used. Assigned to it is a condenser lens 9 for focusing the electron beam 1 emitted from a small virtual source of the electron gun 8. Behind the condenser lens 9 is arranged in the direction of the optical axis 10 of the energy spectrometer an orifice 3 to optimize the electron beam diameter 1 before it enters the magnetic prism 11 a deflection of the electron beam 1 arranged behind the orifice plate 3 in the direction of the optical axis 10 of the energy spectrometer. The diaphragm 3 is a replaceable diaphragm to optimize the magnitude of the input angle to the spectrometer to eliminate optical prisms of the magnetic prism.

Za magnetickým hranolem 11 je ve směru optické osy 10 energiového spektrometru uspořádáno první scintilační průhledové stínítko 4 pro umožnění kontroly zaostření elektronového svazku 1. Za magnetickým hranolem 11 ve směru optické osy 10 magnetickým hranolem 11 vychýleného elektronového svazku 1 je uspořádána projektorová čočka 12 pro zvětšení rozměru spektra. Za projektorovou čočkou 12 ve směru optické osy 10 vychýleného elektronového svazku 1 je uspořádáno druhé scintilační průhledové stínítko 7 pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise. Druhé scintilačníA first scintillation viewing screen 4 is arranged downstream of the magnetic prism 11 in the direction of the optical axis 10 of the energy spectrometer to allow the focusing of the electron beam 1 to be checked. A prism 12 is arranged behind the magnetic prism 11 in the direction of the optical axis 10. spectrum. Downstream of the projector lens 12, in the direction of the optical axis 10 of the deflected electron beam 1, a second scintillation viewing screen 7 is provided to display a line of energy distribution of the electron emission. Second scintillation

D3528D3528

28.5. 201428.5. 11. Nov. 2014

-9průhledové stínítko 7 je na vodorovné optické ose následováno příslušným světelně optickým zvětšovacím a registračním systémem určeným pro fotometrické vyhodnocení získaných elektronových spekter.The viewing screen 7 is followed on the horizontal optical axis by an appropriate light-optical magnification and registration system for photometric evaluation of the obtained electron spectra.

Výhodou navrženého uspořádání je relativní jednoduchost celého zařízení, což může vést kjeho lepší dostupnosti. Jak již bylo popsáno, jádrem spektrometru je pravoúhlý magnetický hranol 11 s kolmým vstupem i výstupem elektronových svazků vzájemně pootočených o úhel 90°. Takovýto magnetický hranol 11 zajišťuje vytvoření homogenního magnetického pole, které má schopnost fokusovat elektrony v rovině kolmé na směr homogenního magnetického pole a naopak nefokusovat elektrony ve směru magnetického pole. Tímto fyzikálním mechanismem jsou vytvořeny základní podmínky ke vzniku čárového elektronového spektra proto, že elektrony s jinou energií jsou v rovině kolmé na směr magnetického pole fokusovány do jiného místa spektrální plochy. Pro, například dvě, rozdílné energie elektronového svazku 1 vzniknou po průchodu magnetickým hranolem 11 dvě spektrální čáry, jejichž vzájemná vzdálenost bude úměrná jejich energiovému rozdílu. Schopnost separovat jednotlivé energiové svazky se nazývá energiová disperse.The advantage of the proposed arrangement is the relative simplicity of the whole device, which can lead to its better availability. As already described, the core of the spectrometer is a rectangular magnetic prism 11 with perpendicular inlet and outlet of electron beams rotated at 90 ° to each other. Such a magnetic prism 11 provides a homogeneous magnetic field which has the ability to focus electrons in a plane perpendicular to the direction of the homogeneous magnetic field and, conversely, not to focus electrons in the direction of the magnetic field. This physical mechanism creates the basic conditions for the formation of the line electron spectrum because electrons with different energy are focused in another plane of the spectral surface in a plane perpendicular to the direction of the magnetic field. For, for example, two different energies of the electron beam 1, two spectral lines are formed after passing through the magnetic prism 11, the mutual distance of which is proportional to their energy difference. The ability to separate individual energy beams is called energy dispersion.

Zásadním problémem je, že energiová disperse magnetických hranolů 11 je relativně malá a činí jednotky pm na V. Snímání takovéhoto spektra metodami přímého měření elektronového proudu v jednotlivých spektrálních čarách je velice nevýhodné, poněvadž rozměry příslušných selektivních clon, respektive detektorů, by musely být realizovány v nanometrových rozměrech, pokud je třeba dosahovat energiové rozlišovací schopnosti řádově v jednotkách mV. Tato okolnost vede k uspořádání, které využívá dalšího stupně zvětšení celého spektra cestou elektronově optickou. Umístění výkonné projektorové čočky 12 za výstupní hranou magnetického hranolu 11 dovoluje přenést obraz spektrální roviny zvětšený až 50 x na plochu průhledového scintilačního stínítkaA major problem is that the energy dispersion of the prisms 11 is relatively small and makes pm to V. Sensing of such a spectrum by methods of direct electron current measurement in individual spectral lines is very disadvantageous, since the dimensions of the respective selective orifices or detectors would have to be realized. nanometer dimensions, if it is necessary to achieve energy resolution in the order of mV. This circumstance leads to an arrangement that utilizes a further degree of magnification of the entire spectrum by electron optical path. Placing a powerful projector lens 12 beyond the output edge of the magnetic prism 11 allows the spectral plane image magnified up to 50 times to be transferred to the viewing area of the scintillation screen

D3528D3528

28. 5. 2014 • · • · · ·May 28, 2014 • · • · · ·

- 107 s vysokým rozlišením. Takto jsou vytvořeny podmínky k dalšímu kroku snímání prostřednictvím fotometrických metod.- 107 high resolution. This creates the conditions for the next scanning step by means of photometric methods.

Energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem je sestaven ve vakuové komoře s vysokým vakuem opatřené nezávislými čerpacími prostředky. Druhé scintilační průhledové stínítko 7 je již na atmosférické straně opatřeno neznázoměným držákem vhodného optického objektivu následovaného kamerou.The energy spectrometer for measuring the electron emission energy distribution from small virtual source cathodes is assembled in a high vacuum vacuum chamber equipped with independent pumping means. The second scintillation viewing screen 7 is already provided on the atmospheric side with a holder (not shown) of a suitable optical lens followed by a camera.

Vstupní strana tohoto energiového spektrometru, nad kondenzorovou čočkou 9, je opatřena vakuovým mezikusem 13, což je pomocná příruba, umožňující připojení různých typů elektronových trysek 8 splňujících podmínky existence malého virtuálního emisního zdroje.The inlet side of this energy spectrometer, above the condenser lens 9, is provided with a vacuum adapter 13, which is an auxiliary flange, allowing the connection of various types of electron guns 8 meeting the conditions of a small virtual emission source.

Elektronické vybavení zajišťuje možnost nezávislého buzení obou magnetických čoček i magnetického hranolu 11 tak, aby bylo možno obsáhnout měření v širokém spektru energií, typicky od 1 do 30 ke V.The electronic equipment provides the possibility of independent excitation of both the magnetic lenses and the magnetic prism 11 so as to accommodate measurements in a wide range of energies, typically from 1 to 30 to V.

Vzdálenost vlastního emitéru, tedy elektronové trysky 8, od vstupní clony 3 spektrometru není omezena rovněž tak, jako pracovní mód vlastní elektronové trysky 8, která může vytvářet divergentní, paralelní nebo konvergentní elektronový svazek 1. Spektrometr v navrhovaném uspořádání může obsáhnout měření na širokém typovém spektru elektronových trysek 8 respektive elektronových trysek 8 doplněných monochromátorem libovolného typu.The distance of the emitter itself, i.e. the electron gun 8, from the inlet orifice 3 of the spectrometer is not limited as well as the operating mode of the electron gun 8, which can produce a divergent, parallel or convergent electron beam 1. The spectrometer in the proposed configuration can include measurements over a wide range electron guns 8 and electron guns 8, respectively, supplemented with a monochromator of any type.

Podstata vynálezu tak spočívá v použití jedné universální kondensorové čočky 9 určené pro upravení parametrů vstupního elektronového svazku 1 do spektrometru, a to z různých typů elektronových trysek 8 pracujících v různých režimech, která je následovaná štěrbinovou clonou 3 pro vymezení velikosti apertumího úhlu elektronového svazku 1 před vstupem do oblasti magnetickéhoThe object of the present invention is to use one universal condenser lens 9 for adjusting the parameters of the input electron beam 1 into the spectrometer, from different types of electron guns 8 operating in different modes, followed by a slit diaphragm 3 to define the aperture angle of the electron beam 1 before entering the magnetic field

D3528D3528

28.5.2014 « ·>28.5.2014 «·>

- 11 pole magnetického hranolu 11. Magnetický hranol 11 na základě svých energiově dispersních vlastností, kdy úhel zahnutí elektronového svazku 1 je 90°, vytvoří na svém výstupu čárové spektrum elektronů, přičemž tloušťka spektrální čáry pro jednu danou energii se bude zhruba rovnat velikosti virtuálního zdroje zkoumaného emitéru, to jest elektronové trysky 8, a bude tedy v jednotkách nm. Vzhledem k dispersní mohutnosti magnetického hranolu 11 bude vzdálenost spektrální čáry s energií o 1 eV vyšší řádově několik pm od původní. Je tedy možné tvrdit, že lze 1 eV změny energie zkoumat s potenciální rozlišovací schopností až 1000 čar na 1 eV.The magnetic prism 11, based on its energy dispersion properties, where the angle of the electron beam 1 is 90 °, produces a line electron spectrum at its output, the spectral line thickness for one given energy being roughly equal to the size of the virtual source. of the emitter of interest, i.e. the electron gun 8, and will therefore be in nm. Due to the dispersing power of the magnetic prism 11, the distance of the spectral line with energy of 1 eV will be higher by several pm from the original. Thus, it can be argued that 1 eV of energy change can be investigated with a potential resolution of up to 1000 lines per 1 eV.

Takto komprimované elektronové spektrum je však obtížné monitorovat. Nabízí se proto možnost zvětšit příslušnou elektronovou projekční čočkou toto spektrum například 50 x tak, aby po projekci na příslušném vysokorozlišovacím průhledovém stínítku vznikl obraz spektra snímatelný již prostředky světelné mikroskopie ve spolupráci s příslušnou kamerou. Vzhledem k omezeným možnostem zvětšování světelně optickým prvkem a kamerou lze za racionální dosažitelnou hranici energiového rozlišení považovat hodnotu 5 mV.However, such a compressed electron spectrum is difficult to monitor. It is therefore possible to magnify the spectrum by the respective electron projection lens, for example 50 times, so that, after projection on the respective high-resolution viewing screen, a spectrum image is readable already by means of light microscopy in cooperation with the respective camera. Due to the limited possibilities of magnification by the light-optical element and the camera, a value of 5 mV can be considered as a reasonable achievable limit of the energy resolution.

Přitom vlastní elektronově optické zvětšení primárního spektra vede sice i ke zvětšení obrazu virtuálního zdroje, ale nevede tím ke zmenšení dispersního poměru. Obraz virtuálního zdroje je zvětšen právě tolikrát, kolikrát dispersní rozsah.The actual electron-optical enlargement of the primary spectrum also leads to an enlargement of the virtual source image, but does not lead to a reduction in the dispersion ratio. The virtual source image is enlarged just as many times as the dispersion range.

Dále je zřejmé, že magnetický hranol 11 s kolmým dopadem i výstupem elektronového svazku 1 fokusuje elektronový svazek 1 pouze v rovině kolmé na směr homogenního magnetického pole. V rovině rovnoběžné se směrem magnetického pole magnetický hranol 11 nefokusuje a zachovává si tedy přirozenou divergenci elektronového svazku 1 odpovídající situaci před vstupem do magnetického hranolu 11. Toto je tedy mechanismus vzniku čárového spektra. Velkou výhodou je, že při fotometrickém měření šířky spektrálních čar lze toto měření opakovat mnohokrát, tedy v každém místě spektrální čáry, aIt is further evident that the magnetic prism 11 with perpendicular incidence and output of the electron beam 1 focuses the electron beam 1 only in a plane perpendicular to the direction of the homogeneous magnetic field. In a plane parallel to the direction of the magnetic field, the magnetic prism 11 does not focus and thus retains the natural divergence of the electron beam 1 corresponding to the situation before entering the magnetic prism 11. This is therefore the mechanism of the generation of the line spectrum. The big advantage is that the photometric measurement of the width of the spectral lines can be repeated many times, that is, at each point of the spectral line, and

D3528D3528

28. 5. 2014 • · · ·May 28, 2014 • · · ·

-12··· · ·· · .-12 ··· · ·· ·.

• · · · · ···· » · · · · • · · · · · získané výsledky statisticky zpracovat a konečný výsledek tak očistit od vlivů statistického šumu. Je nasnadě provést měření například v každém z 1024 sloupců monitoru a získat takto relativně velký statistický soubor.• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • statistically process the obtained results and thus clean up the final result from the effects of statistical noise. It is easy to make measurements, for example, in each of the 1024 columns of the monitor to obtain a relatively large statistical file.

Vlastní energiovou kalibraci elektronového spektrometru je výhodné provádět před každým měřením šířky spektrální čáry. Pro různé nastavení buzení jak kondensorové čočky 9, tak projektorové čočky 12, respektive čočky spojené s měřenou elektronovou tryskou 8, bude hodnota kalibrace různá. Metoda kalibrace u popsaného systému je založena na prosté změně energie elektronového svazku o například +/- 5 eV a zjištění počtu pixelů obě spektrální čáry dělící. Tímto procesem dostaneme jednoznačnou kalibrační konstantu ve voltech na pixel pro právě aktuální nastavení systému.It is advantageous to perform the energy calibration of the electron spectrometer before each measurement of the spectral line width. For different excitation settings of both the condenser lens 9 and the projector lens 12 or the lens associated with the electron gun 8 being measured, the calibration value will be different. The calibration method of the described system is based on simply changing the electron beam energy by, for example, +/- 5 eV and detecting the number of pixels by the two spectral lines dividing. This process gives a unique calibration constant in volts per pixel for the current system setting.

Ukazuje se, že největšího pokroku v oboru elektronové mikroskopie za posledních 30 let bylo dosaženo díky vývoji nových typů elektronových zdrojů. Jedná se především o zdroje s velkým jasem, které jsou schopny dodávat maximální možný proud elektronů do minimálních průměrů svazků. Již tato okolnost napovídá, že fyzikální hranice těchto vývojových kroků leží v oblasti vzájemného elektron-elektronového působení, které nejenže elektronový svazek prostorově „rozpuzuje“, ale radikálně mění i jeho energiovou šířku. Změna tohoto důležitého parametru je závislá na způsobu, jak vzniká samotná emise elektronů, ale i na způsobu vedení elektronového svazku za emitérem. Příkladem rizikových řešení mohou být nadbytečná křižiště svazku, oblasti šíření svazku v paralelním režimu a snižování celkové energie svazku, které je stále více aktuální vzhledem k různým typům aplikace, např. pro polovodičový průmysl, pozorování genetických struktur, a podobně.It turns out that most progress in the field of electron microscopy in the last 30 years has been achieved thanks to the development of new types of electron sources. These are mainly high brightness sources capable of delivering the maximum possible electron current to the minimum beam diameters. This circumstance suggests that the physical boundaries of these developmental steps lie in the area of electron-electron interaction, which not only spatially “expands” the electron beam, but radically alters its energy width. The change of this important parameter depends on the way the electron emission itself originates, but also on the way the electron beam is guided behind the emitter. Examples of risky solutions include redundant beam crossings, beam propagation areas in parallel mode, and reducing total beam energy, which is increasingly relevant to various types of applications, eg for the semiconductor industry, genetic structure observation, and the like.

Do budoucna je velmi důležitá možnost verifikace účinku nově vyvíjených systémů pro monochromatizaci elektronových svazků. Ty budou stále více používány jako korektory vlivu chromatické vady, která je jednou z hlavních příčin nemožnosti dosahovat vyššího rozlišení v elektronovýchIn the future, it is very important to verify the effect of newly developed systems for monochromatization of electron beams. These will increasingly be used as correctors of chromatic aberration, which is one of the main causes of the inability to achieve higher resolution in electron

D3528D3528

28.5.2014 • · · ·28/05/2014 • · · ·

-13• · · · · · · • ··· · ···· • · · · · • · · · · · mikroskopech jak prozařovacího, tak rastrovacího, respektive prozařovacího rastrovacího typu.The microscopes of both the scanning and scanning and scanning scanning types, respectively.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Využití shora popsaného sestavení elektronového spektrometru se předpokládá v laboratořích úzce spolupracujících se skupinami vývoje elektronových zdrojů.The use of the above described assembly of the electron spectrometer is expected in laboratories closely cooperating with groups of electron source development.

Claims (5)

Patentové nárokyPatent claims 1. Způsob měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem, uspořádaných ve vakuu, u něhož se elektronový svazek (1) ve vakuovém prostředí nejdříve prvním magnetickým polem (2) zaostří, vymezí se velikost aperturního úhlu elektronového svazku (1), vyznačující se tím, že se takto upravený elektronový svazek (1) druhým magnetickým polem (5) vyhne do strany, vyhnutý elektronový svazek (1) se třetím magnetickým polem (6) rozšíří, načež se odečte a vyhodnotí čárové spektrum vytvořené rozšířeným elektronovým svazkem (1) na scintilačním průhledovém stínítku (7).Method for measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes arranged in a vacuum, in which the electron beam (1) in the vacuum environment first focuses on the first magnetic field (2), the aperture angle of the electron beam (1) is defined; characterized in that the treated electron beam (1) is avoided laterally by the second magnetic field (5), the bent electron beam (1) is widened by the third magnetic field (6), and the line spectrum produced by the extended electron beam (6) is read and evaluated. 1) on a scintillation sight glass (7). 2. Způsob měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem podle nároku 1, vyznačující se tím, že před vyhodnocením čárového spektra vytvořeného rozšířeným elektronovým svazkem (1) na scintilačním průhledovém stínítku (7) se čárové spektrum opticky zvětší.Method for measuring the energy distribution of electron emission from small virtual source cathodes according to claim 1, characterized in that the line spectrum is optically enlarged before evaluating the line spectrum generated by the expanded electron beam (1) on the scintillation viewing screen (7). 3. Energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem, uspořádaných ve vakuu, se k elektronové trysce (8) s katodou s malým virtuálním zdrojem přiřadí kondensorová čočka (9) pro zaostření elektronového svazku (1) emitovaného z elektronové trysky (8), za ní ve směru optické osy (10) energiového spektrometru je uspořádaná clona (3) pro optimalizaci průměru elektronového svazku (1) vyznačující se tím, že clona (3) je uložena před vstupem3. A condenser lens (9) for focusing the electron beam (1) emitted from the electron beam (1) is coupled to an electron gun (8) with a small virtual source cathode for measuring the electron emission energy distribution from a small virtual source cathode arranged in vacuum. A nozzle (3) is arranged behind it in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer, to optimize the diameter of the electron beam (1), characterized in that the orifice (3) is placed before the entrance D3528D3528 28.5.2014 • · ··· · ···· • · · · · 9 • · · ·· ·· ·· elektronového svazku (1) do magnetického hranolu (11) pro vychýlení elektronového svazku (1), uspořádaného za clonou (3) ve směru optické osy (10) energiového spektrometru a za ním ve směru optické osy (10) energiového spektrometru je uspořádáno první scintilační průhledové stínítko (4) pro umožnění kontroly zaostření elektronového svazku (1), přičemž za magnetickým hranolem (11) ve směru optické osy (10) magnetickým hranolem (11) vychýleného elektronového svazku (1) je uspořádána projektorová čočka (12) pro zvětšení rozměru spektra a za ní ve směru optické osy (10) vychýleného elektronového svazku (1) je uspořádáno druhé scintilační průhledové stínítko (7) pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise.May 9, 2014 9 electron beam (1) into magnetic prism (11) for deflection of electron beam (1), arranged behind the aperture (3) a first scintillation transparent screen (4) is arranged in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer and downstream of it in the direction of the optical axis (10) of the energy spectrometer to allow focusing of the electron beam (1); in the direction of the optical axis (10) by the magnetic prism (11) of the deflected electron beam (1), a projector lens (12) is arranged to enlarge the spectrum, and a second scintillation perspective is arranged in the direction of the optical axis (10) a screen (7) for displaying a line spectrum of the electron emission energy distribution. 4. Energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem podle nároku 3, vyznačující se tím, že za druhým scintilačním průhledovým stínítkem (7) pro zobrazení čárového spektra energiového rozdělení elektronové emise je uspořádán optický objektiv.Energy spectrometer for measuring the electron emission distribution from small virtual source cathodes according to claim 3, characterized in that an optical objective is arranged downstream of the second scintillation viewing screen (7) for displaying the electron emission distribution energy spectrum. 5. Energiový spektrometr pro měření energiového rozdělení elektronové emise z katod s malým virtuálním zdrojem podle nároku 4, vyznačující se tím, že k optickému objektivu je přiřazena fotografická kamera.Energy spectrometer for measuring the energy distribution of the electron emission from small virtual source cathodes according to claim 4, characterized in that a photographic camera is associated with the optical lens.
CZ2014-373A 2014-06-02 2014-06-02 Method of measuring energy distribution of cathode electron emission with small virtual source and energy spectrometer for making the same CZ306268B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-373A CZ306268B6 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Method of measuring energy distribution of cathode electron emission with small virtual source and energy spectrometer for making the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-373A CZ306268B6 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Method of measuring energy distribution of cathode electron emission with small virtual source and energy spectrometer for making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014373A3 true CZ2014373A3 (en) 2015-12-09
CZ306268B6 CZ306268B6 (en) 2016-11-09

Family

ID=54771427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-373A CZ306268B6 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Method of measuring energy distribution of cathode electron emission with small virtual source and energy spectrometer for making the same

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306268B6 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06310063A (en) * 1993-04-21 1994-11-04 Hitachi Ltd Parallel detection type energy loss analyzer
JP2872001B2 (en) * 1993-07-05 1999-03-17 株式会社日立製作所 Analytical electron microscope
EP2388796A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-23 FEI Company Simultaneous electron detection
EP2708874A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-19 Fei Company Method of performing tomographic imaging of a sample in a charged-particle microscope

Also Published As

Publication number Publication date
CZ306268B6 (en) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI660390B (en) Particle beam system and method for particle-optical examination of an object
JP5968597B2 (en) Method for analyzing sample and transmission electron microscope therefor
Tusche et al. Spin resolved bandstructure imaging with a high resolution momentum microscope
JP3403036B2 (en) Electron beam inspection method and apparatus
US6803571B1 (en) Method and apparatus for dual-energy e-beam inspector
KR102207766B1 (en) Secondary electron optics & detection device
US20070181808A1 (en) Electron microscope and electron bean inspection system.
US8183526B1 (en) Mirror monochromator for charged particle beam apparatus
CN104488064A (en) Apparatus and method for inspecting a surface of a sample
US20170038321A1 (en) Analyzing an object using a particle beam apparatus
US8334508B1 (en) Mirror energy filter for electron beam apparatus
JP5727564B2 (en) Method for investigating and correcting aberrations in charged particle lens systems
US20170053777A1 (en) Charged particle beam device and detection method using said device
KR20190126721A (en) Eels detection technique in an electron microscope
JP2018006339A (en) Scanning electron microscope
JP6266467B2 (en) Electron microscope and monochromator adjustment method
US11955310B2 (en) Transmission charged particle microscope with an electron energy loss spectroscopy detector
US9543115B2 (en) Electron microscope
CN111627787A (en) Multi-beam scanning transmission charged particle microscope
US8008629B2 (en) Charged particle beam device and method for inspecting specimen
TWI743262B (en) System for aberration correction in an electron beam system
CZ2014373A3 (en) Method of measuring energy distribution of electron emission from cathodes with a small virtual source and energy spectrometer for making the same
WO2021125297A1 (en) Spherical aberration adjustment cathode lens, spherical aberration correction electrostatic lens, electron spectroscope, and photoemission electron microscope
JP2017022115A (en) Method for reducing frames and color aberration within charged particle beam device, and charged particle beam device
US20210090868A1 (en) Momentum-Resolving Photoelectron Spectrometer and Method for Momentum-resolved Photoelectron Spectroscopy