DE2000217B2 - Emissionselektronenmikroskop - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Emissionselektronenmikroskop, bei dem ein Primär-Elektronenstrahl auf die Oberfläche eines abzubildenden Objektes gerichtet und ein Elektronenkollektor vorgesehen ist, der die aus der Objektoberfläche austretenden Sekundärelektronen sammelt.
Üblicherweise ist zur Ermittlung der Spannungsverteilung auf der Objektoberfläche der Primär-Elektronenstrahl auf einen kleinen Punkt gebündelt und tastet die Objektoberfläche ab. Die vom Elektronenkollektor gesammelten Sekundärelektronen erzeugen ein Signal, welches die Helligkeit der Wiedergabe auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre steuert, welche mit der Abtastung der Objektoberfläche durch den Primär-Elektronenstrahl synchronisiert ist, so dass ein Potentialkontrastabbild der Objektoberfläche erzeugt wird.
Ein Spannungskontrast im Abbild kann selbst von Bedeutung sein, beispielsweise dann, wenn ein elektronischer Festkörper-Baustein oder ein Teil eines integrierten Kreises untersucht wird. Der Spannungskontrast kann jedoch auch ein Indiz für einige andere physikalische Phänomene sein, welche untersucht werden sollen.
Gewöhnlich sind der Primär-Elektronenstrahl und der Elektronenkollektor auf derselben Seite des untersuchten Objektes, d. h. der Objektoberfläche, angeordnet, wobei jedoch der Elektronenkollektor seitlich vom Primär-Elektronenstrahl angeordnet ist. Der die Sekundärelektronen sammelnde Kollektor überdeckt normalerweise einen verhältnismäßig kleinen Raumwinkel an der Objektoberfläche. Tastet der Primär-Elektronenstrahl eine Fläche von gleichmäßigem Potential ab, dann bleibt die mittlere Anzahl an Sekundärelektronen, welche vom Elektronenkollektor aufgenommen werden, gleich. Wird ein Bereich unterschiedlichen Potentials erreicht, dann wird die absolute Energieverteilung von Sekundärelektronen gestört, und eine Änderung der Anzahl der aufgenommenen Sekundärelektronen tritt ein, was einen Bildkontrast ergibt.
Dies ist jedoch nicht vorhersehbar. Bei einer bestimmten Spannungsdifferenz kann Dunkelheit Positivem und Helligkeit Negativem entsprechen, oder umgekehrt.
Darüber hinaus kann gewöhnlich nicht dafür gesorgt werden, dass für einen bestimmten Primär-Elektronenstrahlstrom der aufgenommene Strom sich bei einer bestimmten Änderung der Objektoberflächenspannung um ein bestimmtes Maß, d. h. einen bestimmten Betrag, ändert. Die Größe und das Vorzeichen der Objektoberflächenspannungsänderung bzw. -differenz kann nicht von der Änderung des aufgenommenen Stromes, d. h. der Kollektorstromänderung, abgeleitet werden.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass die Sekundärelektronen bei der Wegbewegung vom Aufschlagspunkt auf der Objektoberfläche, und während sie in gekrümmten Bahnen mit verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten zum Elektronenkollektor hingezogen werden, auch dem Einfluß von Feldern unterliegen können, welche von Potentialgradienten oder Potentialunterschieden in anderen Teilen der Objektoberfläche herrühren. Darüber hinaus nimmt der Kollektor nicht nur wirkliche Sekundärelektronen niedriger Energie auf, sondern auch reflektierte Primärelektronen hoher Energie, welche von Potentialkontrasten im wesentlichen unbeeinflußt sind. Schließlich nimmt der Kollektor auch andere Sekundärelektronen niedriger Energie auf, welche im umgebenden Gehäuse und in der Einfassung des unter-
suchten Objektes durch Aufschlag von reflektierten Primärelektronen erzeugt werden. Diese Sekundärelektronen sind ebenfalls von Potentialkontrasten im Objekt unbeeinflußt und verwischen so das gewünschte Signal noch mehr. Sie können bis zu 30% von denjenigen Elektronen niedriger Energie ausmachen, welche den Elektronenkollektor erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Emissionselektronenmikroskop der eingangs angegebenen Art zu vermitteln, bei welchem sich der Kollektorstrom bei einer gegebenen Objektoberflächenspannungsänderung stets in derselben Richtung ändert, unabhängig vom absoluten Wert jeder Spannung, so dass also der Kollektorstrom eine monotone Funktion der Objektoberflächenspannung ist, bei welchem ferner bei derselben Objektoberflächenspannungsänderung dieselbe Kollektorstromänderung gewährleistet ist, unabhängig davon, ob es sich um eine räumliche oder eine zeitliche Objektoberflächenspannungsänderung handelt, und wo auch immer der Primär-Elektronenstrahl angeordnet ist oder sich über die Objektoberfläche hin weg bewegt, bei welchem außerdem der gesammelte Elektronenstrom so weit als möglich eine lineare Funktion des Objektoberflächenpotentials ist, und bei welchem schließlich dieser Strom ausschließlich von der Anzahl der von dem kleinen Objektoberflächenbereich emittierten Sekundärelektronen, in welchen der Primär-Elektronenstrahl gerade einfällt, und von der Spannung an dieser selben Stelle abhängig ist.
Diese Aufgabe ist mit einem Emissionselektronenmikroskop gelöst, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen der Objektoberfläche und dem Elektronenkollektor ein erstes auf positivem Potential liegendes Gitter und ein zweites auf veränderbarem negativem Potential liegendes Gitter angeordnet sind. Während das erste, auf positivem Potential liegende Gitter einen hohen Anteil der aus der Objektoberfläche austretenden Sekundärelektronen anzieht, erlaubt das auf negativem Potential liegende zweite Gitter lediglich den Durchtritt von Elektronen mit einer Energie oberhalb eines bestimmten Grenzwertes, der über das veränderliche negative Potential auf jeden Wert eingestellt werden kann. Es wird ein beträchtlicher Raumwinkel am Auftreffpunkt des Primär-Elektronenstrahls auf der Objektoberfläche erfasst.
In weiterer Vervollkommnung der Erfindung sind eine Ablenkeinrichtung für den Primär-Elektronenstrahl zur Abtastung eines bestimmten Bereiches der Objektoberfläche und eine mit dieser Abtastung synchronisierte, durch den Elektronenkollektor gesteuerte, ein Potentialkontrastbild der Objektoberfläche liefernde Kathodenstrahlröhre vorgesehen.
Vorzugsweise ist das erste Gitter zwischen der Objektoberfläche und dem zweiten Gitter angeordnet. Das erste Gitter hat auch ein Feld zur Folge, welches alle Verformungen des Feldes oberhalb des untersuchten Objektes verbirgt, welche durch Potentialdifferenzen an der Objektoberfläche in der Nähe des Auftreffpunktes vom Primär-Elektronenstrahl bewirkt sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung liegt das erste Gitter an einem positiven Potential von wenigstens 25 Volt. Weiterhin beträgt der Potentialgradient zwischen der Objektoberfläche und dem ersten Gitter vorzugsweise wenigstens 5000 Volt/m, insbesondere wenigstens 10[hoch]5 Volt/m.
Einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zufolge ist zwischen dem zweiten Gitter und dem Elektronenkollektor ein drittes Gitter vorgesehen, welches vorzugsweise mit dem ersten Gitter elektrisch verbunden ist. Alle drei Gitter und der Elektronenkollektor sind mit Vorteil eben und parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die besagten drei Gitter und der Elektronenkollektor vorzugsweise senkrecht zur Normalen der Objektoberfläche verlaufend angeordnet.
Die drei Gitter sowie der Elektronenkollektor können auch kugelig gekrümmt, d.h. als Kugelabschnitte ausgebildet sein, wobei der gemeinsame Krümmungsmittelpunkt und der Auftreffpunkt des Primär-Elektronenstrahls identisch sind. Die Gitter sowie der Elektronenkollektor können auch zylindrisch oder konisch ausgebildet sein.
Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt
Fig. 1 die Ausführungsform in schematischer Wiedergabe.
Fig. 2 die graphische Darstellung der Energieverteilung von Sekundärelektronen und
Fig. 3 die graphische Darstellung der Abhängigkeit zwischen Kollektorstrom und Potentialdifferenz.
Das die Sonde bildende System ist von orthodoxem Aufbau, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Es weist eine Elektronenkanone G, d.h. eine einen ständigen Elektronenstrahl in vorbestimmter Richtung abgebende Vorrichtung, eine Anode A, eine erste elektronenoptische Linse L[tief]1, eine elektronische Endlinse L[tief]2 auf. Der in diesem System gebildete Elektronenstrahl trifft auf einen Prüfling S auf, und tastet eine kleine Fläche desselben ab, beispielsweise ein Quadrat mit Seitenlängen eines Millimeterbruchteils. Das Abtasten bewirken Abtastspulen C, welche an eine Zeitsteuerstufe T angeschlossen sind, welche auch die Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre CR steuert. Die Helligkeit bzw. Klarheit des Punktes auf dem Bildschirm der Röhre ist durch das Signal gesteuert, welches von einem Detektor D herrührt, so dass auf dem Bildschirm ein Abbild der abgetasteten Fläche des Prüflings reproduziert wird, wobei der Kontrast im Abbild von der Änderung des Signals am Detektor D beim Abtasten der Oberfläche des Prüflings durch den Elektronenstrahl bestimmt ist.
Wenn der Detektor lediglich die Sekundärelektronen vom Prüfling aufnimmt und der anzuzeigende Kontrast der Potentialkontrast an der Prüflingsoberfläche ist, dann weisen die bekannten Detektoren die oben angeführten Nachteile auf. Die festzustellenden Änderungen werden von zurückgeworfenen Primärelektronen hoher Energie, von Sekundärelektronen, welche durch Aufschlag von zurückgeworfenen Primärelektronen auf Teile des Gerätes um den Prüfling herum erzeugt sind, und dadurch verborgen, dass derselbe Potentialkontrast, der festgestellt werden soll, oberhalb der Oberfläche des Prüflings ein Feld hervorruft, das selbst wieder die Bahn der Sekundärelektronen niedriger Energie beeinflusst und daher den zu beobachtenden Kontrast in unvorhersehbarer Weise verändert bzw. verbirgt.
Normalerweise liegt die Elektronenkanone G an einem hohen negativen Potential, beispielsweise - 20 kV, und der Prüfling S an Erdpotential, so dass die Elektronen des Elektronenstrahls eine Energie von 20 kcV besitzen. Diejenigen Elektronen des
Strahls, welche vom Prüfling S zurückgeworfen werden, sind mit Energien derselben Größenordnung, d.h. bis zu 20 kcV, behaftet. Sie sind daher schnell und werden von kleinen elektrischen oder magnetischen Feldern nicht leicht abgelenkt. Die wirklichen Sekundärelektronen weisen andererseits niedrige Energien unterschiedlicher Größenordnung auf, meistens unter 5 Elektronen-Volt mit einer Spitze um etwa 2,5 Elektronen-Volt. Dies geht aus der graphischen Darstellung in Fig. 2 hervor.
Die einen Punkt in der an Erdpotential liegenden Prüflingsoberfläche verlassenden Sekundärelektronen weisen bei der Ankunft an einem vorgegebenen Gitter oder einer anderen Oberfläche von bestimmtem Potential eine Energie auf, welche sich aus der Eigenenergie von etwa 2,5 bis 4 Elektronen-Volt und der zuzüglichen oder abzüglichen Enerige zusammensetzt, welche auf Grund des Potentialunterschiedes zwischen dem geerdeten Prüfling und dem fraglichen Gitter oder der fraglichen Oberfläche gewonnen oder verloren wurde. Wenn die Prüflingsoberfläche nicht an Erdpotential liegt, dann ist die gewonnene oder verlorene Energie verschieden.
Der Detektor D weist ein Sauggitter G[tief]1 auf, das an einem verhältnismäßig hohen positiven Potential liegt, ferner ein Steuergitter G[tief]2 mit einstellbarem, niedrigem Potential, und ein Schirmgitter G[tief]3. Die drei Gitter G[tief]1, G[tief]2 und G[tief]3 sind zwischen der Oberfläche des Prüflings S und einem als Elektronenkollektor dienenden Szintillator SC angeordnet, dessen Lichtstrahlung über eine Lichtleitung einem Fotovervielfacher P aufgegeben ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das verstärkt zur Modulierung des Strahles in der Kathodenstrahlröhre CR dient.
Das Sauggitter G[tief]1 zieht die Sekundärelektronen vom Auftreffpunkt des Elektronenstrahles auf der Oberfläche des Prüflings S zum Detektor D und erzeugt darüber hinaus oberhalb der Prüflingsoberfläche ein elektrisches Feld, welches jegliche in diesem Bereich durch das Vorhandensein von Potentialdifferenzen beim Prüfling S verursachte Feldverformung verbirgt. Beispielsweise kann das Sauggitter G[tief]1 an einem positiven Potential von 500 Volt liegen, doch hängt die tatsächliche Spannung von dem Abstand vom Prüfling S ab. Vorteilhafterweise beträgt der Potentialgradient mindestens 5000 V/m. Bei einem Abstand des Sauggitters G[tief]1 von der Prüflingsoberfläche von 5 mm muß demgemäß das Gitterpotential 25 Volt betragen. Vorzugsweise liegt der Potentialgradient bei mindestens 10[hoch]5 V/m. Unabhängig vom Abstand von der Oberfläche des Prüfling S soll das Potential des Sauggitters G[tief]1 mindestens 25 Volt betragen, damit eine lohnende Wirkung erzielt wird.
Von wesentlicher Bedeutung ist das Steuergitter G[tief]2, welches eine Potentialbarriere veränderlicher Höhe darstellt, um zwischen aus Bereichen der Prüflingsoberfläche unterschiedlichen Potentials hervorgehenden Sekundärelektronen zu unterscheiden. Das Steuergitter G[tief]2 kann ebenso wie die Gitter G[tief]1 und G[tief]3 als Maschengebilde aus Drähten ausgestaltet sein, und sein wirksames Potential ist nicht das an den Drähten selbst liegende, sondern dasjenige des Feldes in den Lücken zwischen den Drähten, welches in weitem Umfang vom Potential der Drähte bestimmt ist, jedoch auch in gewissem Ausmaß von den Potentialen umgebender Elektroden beeinflusst wird. Ist dieses wirksame Potential gleich Null, dann treten Sekundärelektronen, welche von einem ein Nullpotential aufweisenden Punkt der Prüflingsoberfläche kommen, durch das Gitter G[tief]2 hindurch, da sie eine Potentialenergie von mindestens etwa 2,5 Elektronen-Volt aufweisen. Sekundärelektronen, welche von einem Oberflächenbereich des Prüflings S herrühren, der beispielsweise 2,5 Volt aufweist, laufen leicht durch das Gitter G[tief]2 hindurch, da sie die zusätzliche Energie von 5 Elektronen-Volt besitzen, welche aus ihrer Beschleunigung im Feld von - 5 Volt bis auf 0 Volt herrührt. Andererseits werden Sekundärelektronen, welche aus einem Oberflächenbereich mit + 5 Volt herrühren, verzögert, und nur diejenigen, welche mit einer Eigenenergie von mehr als 5 Elektronen-Volt gestartet sind, gelangen durch das Gitter G[tief]2. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist dies nur bei einem kleinen Teil der Fall. Demzufolge variiert das vom Detektor D empfangene Signal, wenn der Elektronenstrahl über einen Bereich der Oberfläche des Prüflings S streicht, welcher Potentialunterschiede aufweist, wobei diejenigen Abschnitte ein größeres Signal im Detektor D hervorrufen, welche negativer sind, während die positiveren Abschnitte kleinere Signale erzeugen.
In der Praxis sind die absoluten Potentiale von dem Betriebsfunktion-Potential derjenigen Elemente beeinflusst, aus denen der Prüfling S hergestellt ist. Da dies jedoch beim ganzen Prüfling in gleicher Weise der Fall ist, gelten auch insoweit die obigen Betrachtungen.
Der Detektor D ist auf diese Weise dazu fähig, zwischen Bereichen unterschiedlichen Potentials der Prüflingsoberfläche zu unterscheiden, und auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre CR wird ein Potentialkontrastabbild gebildet. Durch Einstellung des Potentials des Gitters G[tief]2 ist es möglich, das mittlere Potentialniveau zu verändern, bei welchem der abgetastete Bereich gerade kein Signal im Detektor D hervorruft. Auf diese Weise kann gewünschtenfalls zwischen Bereichen positiven und negativen Potentials oder zwischen Bereichen desselben Potentialvorzeichens jedoch unterschiedlichen Potentialniveaus unterschieden werden. Das Steuergitter G[tief]2 bildet eine Barriere B (Fig. 2), wobei sämtliche rechts von der Barriere B liegenden Elektronen durch das Gitter G[tief]2 hindurchlaufen können. Für maximale Diskriminierung wird die Barriere B gewöhnlich etwa in die Kuppe der Kurve oder an den Punkt mit der stärksten Neigung oder an den Krümmungsumkehrpunkt der Kurve rechts von der Kuppe gesetzt, oder an eine Stelle zwischen diesen beiden Punkten. Ein lineares Ansprechen ist ebenfalls erwünscht, d.h. eine gleichmäßige Änderung des Detektorsignals bei gleichmäßiger Änderung des Potentials an der Prüflingsoberfläche. Dies wird am besten beim Arbeiten am Krümmungsumkehrpunkt erzielt. In Fig. 3 ist näherungsweise dargestellt, wie der Kollektorstrom I[tief]c sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem effektiven Potential V[tief]g am Gitter G[tief]2 und dem Potential V[tief]s an der Prüflingsoberfläche ändert. Dies stellt tatsächlich das Integral der in Fig. 2 wiedergegebenen Kurve dar, wobei jedoch die Nullstelle der Horizontalachse um etwa 5 Volt verschoben ist, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass die besagte Potentialdifferenz bis zu -5 Volt betragen muß, damit die Eigenenergie der Sekundärelektronen überwunden wird. Vorzugsweise wird im etwa linearen Abschnitt der Kurve um -2,5 Volt herum gearbeitet.
Zur Aufnahme der Elektronen dient vorzugsweise ein Szintillator SC, da er einen sehr niedrigen Rauschfaktor besitzt. Sein Potential ist auf vorstehendes ohne Einfluß und kann jedes typische Maß aufweisen, beispielsweise 10 kV. Das Schirmgitter G[tief]3 wirkt als Unterdrückergitter und verhindert, dass das Signal von Sekundäremission des Kollektors selbst gestört wird, welche Sekundäremission vom Aufschlag zurückgeworfener Primärelektronen hoher Energie herrührt. Das Schirmgitter G[tief]3 ist vorteilhafterweise mit dem Sauggitter G[tief]1 verbunden, so dass beide Gitter dasselbe Potential von 500 Volt aufweisen.
Um die Linearität des Ansprechens zu verbessern, kann das Potential an dem Steuergitter G[tief]2 cyclisch sinusartig oder auf andere Weise um seinen Mittelwert schwankend variiert werden. Da der absolute Empfindlichkeitswert sich in gewissem Ausmaß mit dem Potential am Steuergitter G[tief]2 ändert, d.h. vom geraden Abschnitt der Kurve gemäß Fig. 3 entfernt, hat die cyclische Variierung selbst einige Verformung zur Folge, und ihre Amplitude sollte nur so groß sein, wie erforderlich.
Die Gitter G[tief]1, G[tief]2 und G[tief]3 sowie der Szintillator SC sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die normal zur Oberfläche des Prüflings S verläuft. Der Elektronenstrahl gelangt zum Prüfling S in einem solchen Winkel, dass er die Gitter G[tief]1, G[tief]2 und G[tief]3 sowie den Szintillator SC nicht trifft. Der Elektronenstrahl kann statt dessen auch normal zur Oberfläche des Prüflings S verlaufend angeordnet sein, wobei der Detektor D dann auf einer Seite liegt. Die Gitter G[tief]1, G[tief]2 und G[tief]3 müssen nicht eben sein, sondern können beispielsweise kugelig oder sogar zylindrisch gekrümmt sein und die Normale der Oberfläche des Prüflings S umgeben. In diesem Fall ist der Kollektor zweckmäßigerweise nicht als Szintillator ausgebildet, da ein Szintillator im allgemeinen notwendigerweise eben ist.
Ein Fenster W ist vorgesehen, welches den wirksamen Bereich des Szintillators SC begrenzt. Das Fenster W steigert den Anteil mit geringer Energie emittierter Elektronen, welche daher zum Spannungskontrast beitragen, zum Anteil der mit hoher Energie emittierten Elektronen im aufgefangenen Elektronenstrom. Das Gitter G[tief]1 zieht die bevorzugten Sekundärelektronen niedriger Energie mehr zur Normalen der Prüflingsoberfläche hin, als die Elektronen hoher Energie. Die hohe kinetische Energie dieser bevorzugten Elektronen am Gitter G[tief]1 bedeutet, dass sie vom verzögernden Feld zwischen den Gittern G[tief]1 und G[tief]2 weniger nach außen abgelenkt werden, als es ohne die zusätzliche kinetische Energie der Fall wäre, welche das Gitter G[tief]1 vermittelt. Das Gitter G[tief]3 zieht desgleichen diejenigen Elektronen zur Prüflingsoberflächen-Normalen hin, welche das Gitter G[tief]2 mit niedriger Energie durchdringen. Andererseits wird ein mit hoher Energie emittiertes Elektron von den verschiedenen Gitterpotentialen sehr viel weniger von seiner Bahn abgelenkt. Das Fenster W lässt lediglich diejenigen Elektronen zum Szintillator SC durchtreten, welche in der Nähe der Normalen der Prüflingsoberfläche laufen. Die Nettowirkung liegt also darin, dass Elektronen eines größeren Emissionsraumwinkels bezüglich niedriger Emissionsenergien gegenüber hohen Emissionsenergien gesammelt werden.
Das Emissionselektronenmikroskop, insbesondere der dabei vorgesehene Detektor, kann sowohl in Verbindung mit Wechselstrom-Sortierverfahren als auch in Verbindung mit stroboskopischen Abtastverfahren verwendet werden.
Claims (10)
1. Emissionselektronenmikroskop, bei dem ein Primär-Elektronenstrahl auf die Oberfläche eines abzubildenden Objektes gerichtet und ein Elektronenkollektor vorgesehen ist, der die aus der Objektoberfläche austretenden Sekundärelektronen sammelt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Objektoberfläche und dem Elektronenkollektor (SC) ein erstes auf positivem Potential liegendes Gitter (G[tief]1) und ein zweites auf veränderbarem negativem Potential liegendes Gitter (G[tief]2) angeordnet sind.
2. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ablenkeinrichtung (C;T) für den Primär-Elektronenstrahl zur Abtastung eines bestimmten Bereiches der Objektoberfläche, und eine mit dieser Abtastung synchronisierte, durch den Elektronenkollektor (SC) gesteuerte, ein Potentialkontrastabbild der Objektoberfläche liefernde Kathodenstrahlröhre (CR).
3. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gitter (G[tief]1) zwischen der Objektoberfläche und dem zweiten Gitter (G[tief]2) angeordnet ist.
4. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gitter (G[tief]1) an einem Potential von wenigstens 25 Volt liegt.
5. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Potentialgradient zwischen der Objektoberfläche und dem ersten Gitter (G[tief]1) wenigstens 5000 Volt/m beträgt.
6. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Potentialgradient zwischen der Objektoberfläche und dem ersten Gitter (G[tief]1) wenigstens 10[hoch]5 Volt/m beträgt.
7. Emissionselektronenmikroskop nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Gitter (G[tief]3) zwischen dem zweiten Gitter (G[tief]2) und dem Elektronenkollektor (SC) vorgesehen ist.
8. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Gitter (G[tief]3) und das erste Gitter (G[tief]1) elektrisch miteinander verbunden sind.
9. Emissionselektronenmikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter (G[tief]1; G[tief]2; G[tief]3) und der Elektronenkollektor (SC) eben und parallel zueinander angeordnet sind.
10. Emissionselektronenmikroskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter (G[tief]1; G[tief]2; G[tief]3) und der Elektronenkollektor (SC) senkrecht zur Normalen der Objektoberfläche verlaufen.
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Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5214999B2 (de) * | 1972-03-21 | 1977-04-26 | ||
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US3894233A (en) * | 1972-10-27 | 1975-07-08 | Hitachi Ltd | Ion microprobe analyzer |
DE2823642A1 (de) * | 1978-05-30 | 1980-01-03 | Siemens Ag | Verfahren zur beruehrungslosen potentialmessung an einem elektronischen bauelement |
DE2902495A1 (de) * | 1979-01-23 | 1980-07-31 | Siemens Ag | Einrichtung zur beruehrungslosen potentialmessung |
JPS55156867A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-06 | Hitachi Ltd | Potential measuring device |
JPS5932145A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-21 | Hitachi Ltd | 電位検出装置 |
JPS607049A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Hitachi Ltd | 電位測定装置 |
US4864228A (en) * | 1985-03-15 | 1989-09-05 | Fairchild Camera And Instrument Corporation | Electron beam test probe for integrated circuit testing |
US4721909A (en) * | 1985-08-16 | 1988-01-26 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus for pulsing electron beams |
DE69224506T2 (de) * | 1991-11-27 | 1998-10-01 | Hitachi Instruments Eng | Elektronenstrahlgerät |
DE69901787T2 (de) * | 1999-03-31 | 2002-11-21 | Advantest Corp., Tokio/Tokyo | Verfahren und Vorrichtung zur Abbildung eines Oberflächenpotentials |
US6359451B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-03-19 | Image Graphics Incorporated | System for contactless testing of printed circuit boards |
WO2001058558A2 (en) | 2000-02-14 | 2001-08-16 | Eco 3 Max Inc. | Process for removing volatile organic compounds from an air stream and apparatus therefor |
WO2017126089A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター | 阻止電位型エネルギー分析器 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3461306A (en) * | 1967-04-27 | 1969-08-12 | Gen Electric | Electron probe microanalyzer for measuring the differential energy response of auger electrons |
-
1969
- 1969-01-02 GB GB300/69A patent/GB1246744A/en not_active Expired
- 1969-12-31 US US889762A patent/US3646344A/en not_active Expired - Lifetime
- 1969-12-31 FR FR6945615A patent/FR2027656A1/fr not_active Withdrawn
-
1970
- 1970-01-02 DE DE19702000217 patent/DE2000217B2/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1246744A (en) | 1971-09-15 |
FR2027656A1 (de) | 1970-10-02 |
DE2000217A1 (de) | 1970-07-09 |
US3646344A (en) | 1972-02-29 |
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