DE1913134C - Verfahren zur Korrektur des Astigmatismus einer Elektronenlinse - Google Patents

Description

der Bildröhre beobachteten Impulse gleiche 30 durchmesser mit Hilfe eines kontrastreichen Prüi-

Flankensteilheit aufweisen. lings, beispielsweise eines feinen Gitters, zu messen,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- wobei die Kantenschärfe der Gitters mit optischen kennzeichnet, daß mit Hilfe des Ablenksystems Mitteln bestimmt wird.

(A) der Elektronenstrahl (ES) in einer Geraden In einem anderen Aufsatz »Experiments with

(LS) derart über die Stege (St₁... St₃) des Metall- 35 Quadrupole Lenses in a Scanning Microscope« aus

kreuzgitters (KG) geführt wird, daß der Elek- »Journal of Applied Physics«, vOl. 38, 1967, Nr. 11,

tronenstrahl (£5) mindestens zwei in verschiede- S. 4257 bis 4266, ist ein Rastermikroskop beschrie-

nen Richtungen verlaufende Stege (z. B. St₁ und ben, bei dem Quadrupol-Linsen verwendet sind. Ein

St₂) überstreicht. besonderer Stigmator zur Verbesserung des Astig-

3. Vorrichtung zur Durchführung des Veriah- 4° matismus ist nicht vorgesehen. Für die Messung des rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Elektronenfleck"; wird die bekannte Weite eines Prüfdaß das Gitternetz ein Metallkreuzgitt:r (KG) mit lingsgitters herangezogen.

hinreichender Kantenschärfe ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Ver

bindung mit schon vorhandenen elektrischen Einrich-45 tun£en eines Elektionenstrahl-Mikroanalysators eine

sehr schnelle und genaue Anzeige des Korrekturzustandes des Astigmatismus herbeizuführen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß der

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mittels des des Linsenastigmatismus in Elektronenstrahlgeräten, 5° Primärelektronenstrahls ein Gitternetz abgerastert in welchen Proben rasterförmig von einem Primär- wird, dessen Gitterstege Winkel miteinander einelektronenstrahl überstrichen werden und die in schließen, daß die beim Abrastern dieses Gitters vom ihrem Primärstrahlengang Ablenkeinrichtungen und Detektor gelieferten Signale der einen der beiden Mehrpol-Stigmatoiren aufweisen sowie Detektoren Ablenkeinrichtungen der Bildröhre und eine der Abzum Nachweis der von den Proben beim Abrastern 55 lenkspannungen der Ablenkeinrichtung im Primärder Probenoberfläche mittels des Primärclektronen- elekironenstrahlengang der anderen Ablenkeinrichstrahls ausgehenden Sekundärstrahlung und den tung der Bildröhre zugeführt werden und daß die Detektoren nachgeschaltete Bildröhren, dadurch, daß Spannungen an den Stigmatorpolsystemen über Kormit dem Primärstrahl ein Gitter abgetastet wird und rekturregler so Lnge verändert werden, bis alle auf die von den Detektoren beim Abrastern dieses Gitters 60 dem Bildschirm der Bildröhre beobachteten Impulse aufgenommenen Signale der Bildröhre zugeführt gleiche Flankensteilheit aufweisen. Dabei läßt sich werden. im Gegensatz zu bekannten Verfahren die Astig-

Um mit einer blektronenlinse in abbildenden matismuskorrektur überprüfen, ohne die Erregung Systemen eine hohe Punktauflösung zu erzielen, muß der Elektronenlinsen verändern zu müssen. Andererder Astigmatismus dieser Linse korrigiert werden. 65 seits ist bei dem Verfahren nach der Erfindung die Alle bisher bekannten Verfahren, die für derartige Beurteilung der Astigmatismuskorrektur nicht auf Korrekturen geeignet sind, erzeugen ein Störfeld, eine Auswertung des Probenbildes angewiesen, sonwelches sich in Stärke und Richtung gerade so ein- dern kann durch Beobachtung des die Intensität der

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Sekundärstrahlung in Abhängigkeit von der Schnittrichtung des Primärelektronenstrahles mit dem Gittern!* darstellenden Bildes auf der Bildröhre be-"Si d£ Vorrichtung zur Durchführung des Ver- s fahrens kann zweckmäßigerweise ein Metall-Kreuz-Bitter mit hinreichender Kantenschärfe als Probe Verwendung finden, über dessen Stege mit Hilfe der elektronischen Linien-Raster-Einnchtung des E ektronenstrahlmikroanalysators der anregende Elektronenstrahl enüang einer Geraden geführt wird, wobei seine Richtung so einstellbar ist, daß er einige der vorzugsweise um 45° zueinander versetzt liegenden Stege überstreicht. Das Gitternetz wird in der Pnbenebene angeordnet. Daher ist eine laufende x₅ überprüfung der Astigmatismuskorrektur ohne Vertndemng dir Fokuss^rung möglich. Außerdem ist es nicht unbedingt erforderlich, diß das Gitternetz eine bestimmte Orientierung zur Ablenkrichtung des Elektronenstrahls aufweist. »

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Fig.l stellt den elektrischen Prinzipschaltplan für dl! Durchführung des Verfahrens dar. Die ElektronenkanoneEK des Elektronenstrahlmikroandy- «5 sators erzeugt in Verbindung mit der astigmatischen Linse L einen fokussierten ElekUonenstrahlES, der die Probe P an der Stelle anregt, an der er sie tnff Die Probe P besteht aus einem Kreuzgitter KG mit Stegen, z.B. ft,. Si₂ und Si₃, das vom Elektronenstrahl ES an den Stellen P₁, P₂ und P₃ im Verlaufe einer geradlinigen Abtaststrecke LS getroffen wird. Der elektronische Detektor ED erhält von diesen t PP hde Energie und erzeugt je-

der auch eine Spannung U für H der Kathodenstrahlröhre

Der elektronische Detektor ED erhält von diesen Stellen P_x...P₃ ausgehende Energie und erzeugt jewe's ein SignalDS, welches an eine der Ablenkeinrichtungen, z.B. an das vertikale Ablenkplattenpaar V, einer Bildröhre KR, z. B. einer Kathoden-Strahlrohre, gelegt wird. Zur Erzeugung der geradlinigen Abtaststrecke LS auf der Probe «dient das Ablenksystem /1. Es wird von einem Ablenkgene_das von einem ^naher darge

« ι VerUkalablenkung der Katoden-Zeitachse synchron mi: der _der geradlinigen Abtastung„» Elek- ^,Snkroanalysator geschneben w.rd, rani _OuadrUD0l

steuern gegeneinander versetze Öuulrupol-

*"£ ™ _st_eme <k und QK_t werde*ι überKorKorrektursys^ « ^ ^ _emem Korrek urspan-

^rettu"!»* & _KGR mit den Spannungen U₁ bzw. ^ _{sich die} AnI^m B^ dam, _d Bildschirm BS der tothodenstrah «g^ _(s. _Fig. 2a ta 2c). M »

β ^^ ^t Korrektur

^i QK₁ und O^so lange alle im Oszillogramm erscheinenden^ Imj _eine in Fig. 2c gezeigte Rechteck

torn^ haben. _dargestellten Oszillogramm

^e, dem »^ _{s a} gehörend)

S^f_n Rechteckform, Ehrend die zu den Stegen nahezu in.** ^ _Impuls /₂ bzw /_s von d.esc^

Λ, "^nflJ _he„. Ähnliches gilt fur die in Fig. 2b JSsteE Impulse Z₁... /„ wobei dieses Mal die dargesteijten wiP ι ^ _{Rechteckform des} Im-

Impulse '1 ™« * _fa ^_{6n Fä}n_{en lS}t ein AsUg-P^ ³^¹ _onenstrahls ES vorhanden Die ^üsmus «* vorzugsweise um 45° gegenein-

Erregung der ^_α __Quadmpolsy_Steme QK

ander versetete η _{ischen Linse L} eingebau,

«£ß**£ „"n so lange mit den Korrekturreglern sin^^wer^^en ™ⁿ _nderti §_{is die} FlankensteiHieit der K und K₂ ver _{ab eb}ildeten Stege Si₁. ..St₃

Μ"1" ist Dann ist die visuell beobachtete gleich groö _übei._{aU gleich groß}.

Scharte aes

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

steiien läßt, daß ein den Astigmatismus hervorrufen- Patentansprüche: des Feld kompensiert wird. Bei der Elektronenstrahl- mikroanalyse werden Elektronenlinsen eingesetzt, um

1. Verfahren zur Korrektur des Linsenastigma- den anregenden Elektronenstrahl am Anregungsort tismus in Elektronenstrahlgeräten, in welchen 5 so zu fokussieren, daß sein Durchmesser minimal Proben rasterförmig von einem Primärelektronen- wird (z.B. 0,1 μ). Das ist allerdings nur dann sinnstrahl überstrichen werden und die in ihrem voll, wenn der Brennfleck dabei rotationssymmetrisch Prim.ärstrahlengang Ablenkeinrichtungen und bleibt (d. h. kreisförmig), weil sonst das Punktauf-Mehrpol-Stigmatoren aufweisen, sowie Deiek- lösup.f.svermögen richtungsabhängig wird. So erzeugt toren zum Nachweis der von den Proben beim io ein Linsenastigma'.ismus z. B. einen elliptischen Abrastern der Probenoberfläche mittels des Brennfleck.

Primärelektronenstrahls ausgehenden Sekundär- Es ist bekannt, daß zur Erzeugung eines Koirektur-

strahlung und den Detektoren nachgeschaltete feldes in vielen Anlagen ein magnetisches Oktapol-

Bildröhren dadurch, d^.ß mit dem Primärstrahl system Verwendung findet, welches aus zwei um 45°

ein Gitter abgetastet wild, die von den Detektoren 15 gegeneinander versetzten Quadrupolsystemen besteht,

beim Abrastern dieses Gitters aufgenommenen Die beiden Quadrupolsysteme können getrennt erregt

Signale '.-r Bildröhre zugeführt werden, d a - werden, so daß sich ein resultierendes Feld erzeugen

durch gekennzeichnet, daß mittels des läßt, welches dem zu korrigierenden, den Astigmatis-

Primärelektronenstrahls ein Gitternetz abgerastert mus erzeugenden Feld in Stärke unJ Richtung gerade

wird, dessen Gitterstege Winkel miteinander ein- ao entgegengesetzt ist. Eine genaue Indikation dieses

schließen, daß die beim Abrastern dieses Gitters korrigierten Zustandes ist sehr wichtig und ent-

vom Detektor gelieferten S^;t;nale der einen der scheidet mit über die Güte jedes Korrekturverfahrens,

beiden Ablenkeinrichtungen der Bildröhre und Aus dem Aufsatz »High resolution scanning elec-

eine der Ablenkspannungen der Ablenkeinrich- tron micioscopy« aus »Journal of Scientific Instru-

tung im Primäreiektronenstrahlengang der ande- 25 ments«, Vol. 42, 1965, S. 81 bis 85, ist zu entnehmen,

rcn Ablenkeinrichtung der Bildröhre zugeführt bei einem hochauflösenden Raster-Elektronenmikro-

werden, und daß die Spannungen an den Stig- skop einen mehrpoligen elektrostastischen Stigmator

matorpols, ,temen üb^r Korrekturregler so lange zur Verbesserung des Astigmatismus vorzusehen,

verändert werden, bis a"" auf dem Bildschirm Weiter ist es aus diesem Aufsatz bekannt, den Strahl-