DE2461202A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen fokussieren eines elektronenstrahls in einem abtastgeraet - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum automatischen fokussieren eines elektronenstrahls in einem abtastgeraetInfo
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- DE2461202A1 DE2461202A1 DE19742461202 DE2461202A DE2461202A1 DE 2461202 A1 DE2461202 A1 DE 2461202A1 DE 19742461202 DE19742461202 DE 19742461202 DE 2461202 A DE2461202 A DE 2461202A DE 2461202 A1 DE2461202 A1 DE 2461202A1
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Description
Patentanwälte
0 0 München 2 2 ■ S t e i η s ti υ r ί j t ra C <j 2", - 22 · ': e I β f ο η 089 / 29 8462
0 0 München 2 2 ■ S t e i η s ti υ r ί j t ra C <j 2", - 22 · ': e I β f ο η 089 / 29 8462
B 7038
NIHON DENSHI KABUSHIKI KAISHA 1418 Nakagamicho, Akishimashi, T O K Y O / 196 Japan
Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Fokussieren eines
Elektronenstrahls in einem Abtastgerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen
' Fokussierung des Elektronenstrahls in einem Rasterelektronenmikroskop oder einem anderen Gerät, in welchem ein elektronenoptisches System eingebaut
ist.
N/M
509827/0708
l l »J r
Es ist bekannt, daß man zur Erzielung eines Bildes mit hoher Auflösung
ein Kasterelektronenmikroskop o. dgl. verwendet. Hierzu ist es notwendig,
die Probe mit einem Elektronenstrahl zu bestrahlen, der einen Auftreffpunkt mit äußerst geringem Durchmesser aufweist. Um dies zu erreichen,
d. h. um den Elektronenstrahl zu fokussieren, muß die Bedienungsperson
die Brennweite der Kondensorlinse in Abhängigkeit von ihrer eigenen visuellen
Einschätzung des Mikroskopbildes justieren bzw. einstellen. Diese Arbeit
erfordert, wenn sie äußerst exakt ausgeführt werden soll, einen erheblichen Zeitaufwand, der insbesondere dann gegeben ist, wenn die Bedienungsperson
in der Durchführung der Einstellung noch ungeübt ist.
In neuerer Zeit wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um den
obengenannten Fokussiervorgang zu automatisieren. Ein Vorschlag besteht
in der Differentiation des empfangenen Video-Signals nach der Zeit und der Maximierung des differenzierten Wertes durch Steuerung des Erregerstroms
'für die Kondensorlinse.
Bei diesem Verfahren ergeben sich jedoch Fokus sie rungsfehler, da lediglich
die Schärfe des Anstieges (Amplitude) des Detektorausgangssignals überwacht wird. Die Fokussierungsfehler ergeben sich aufgrund des Signalrausehens,,
welches immer möglich ist, da, obgleich dielrtensität des gewöhnlichen
Häuschens niedrig ist, der Anteil an hohen Frequenzkomponenten
im Signal groß ist. Im Fall der Differentiation nach der Zeit ist der
differenzierte Wert der Rauschkomponente hoch, so daß es in der Praxis äußerst schwierig ist, zu entscheiden, ob der Elektronenstrahl fokussiert
oder nicht fokussiert ist.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der im vorstehenden
beschriebenen Fokussierung durch Beobachtung des Bildes ein Verfahren und eine Vorrichtung zu zeigen, bei denen eine automatische
und präzise Steuerung der Erregung der Kondensorlinse derart ermöglicht
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S_
wird, daß optimale Ergebnisse erhalten werden. Ferner soll jegliche Möglichkeit
von Fokus sie rfehlern aufgrund von Rauschsignalen unterdrückt werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum automatischen Fokussieren
eines Elektronenstrahls auf eine Probe unter Verwendung einer Abtasteinrichtung mit einer Elektronenstrahlquelle, einem Kondensorlinsensystem zum
Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Probe, Abtastmitteln, Detektoren zum Erfassen des von der Probe ausgehenden Signals und Wiedeigabeeinrichtungen
für die Wiedergabe des Proberibildes unter Verwendung des von den
Detektoren abgegebenen Ausgangssignals synchron mit den Abtastmitteln erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß - - -
a) die Brennweite des Kondensorlinsensystems synchron mit den Abtastmitteln
schrittweise geändert wird,
b) das Ausgangs signal der Detektoren in ein Signal umgewandelt wird, das
dem Durchmesser des Elektronenstrahls entspricht,
c) die beiden beim Schritt b) erhaltenen, umgewandelten Signale miteinander
verglichen werden und
d) die Polarität und die Änderungsbreite bzw. -größe beim Sehritt a) in
Abhängigkeit vom Ergebnis des Schrittes c) gesteuert wird. "
Bei der Erfindung kann der Ausgang eines Speicherzählers,. der das von
einer Probe erhaltene Video-Signal zählt, als Signal verwendet werden, das dem
Durchmesser des Elektronenstrahls, der die Probe bestrahlt, entspricht. Dieser
Speicherzähler wird periodisch synchron mit der Strahlabtastung zurückge-
setzt und zwei aufeinanderfolgende \ Ausgänge des Zählers werden
ständig durch eine Vergleicherschältung miteinander verglichen. Der Erregerstrom der fokus sierenden Linse wird synchron mit der Strahlabtastung verändert. Die Änderungsbreite und die Polarität (Anwachsen oder Abfallen) des
Erregerstroms werden in Abhängigkeit vom Ausgang der Vergleicherschaltong
gesteuert, so daß der Ausgang des Speicherzählers auf ein Maximum einge-*
stellt wird.
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4" . 2A612Q2
In den beiliegenden Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt und es soll anhand dieser Figuren die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1, schematische Darstellungen, in denen die Beziehung zwischen
dem Elektronenstrahldurehmesser und den Wellenformen des Video-Signals, das von der Probe empfangen wird, erläutert ist;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung;
Fig. 5 in schematischer Darstellung einen wesentlichen Teil des Aus- j
führungsbeispiels, das in Fig. 4 gezeigt ist;
Fig. 6 ein Schaltbild eines Speicherzählers, der in Fig. 5 zur Anwendung
kommt und der einen Teil der automatischen Steuerschaltung in Fig. 4 bildet; .
Fig. 7 schematische Darstellungen, welche die Wirkungsweise des in
Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutern;
Fig. 9 einen wesentlichen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels
in schematischer Darstellung;
Fig. 10 in schematischer Darstellung den Betrieb des in Fig. 9 dargestellten
Ausführungsbeispiels und
Fig. 11 schematische Darstellungen wesentlicher Teile anderer Ausführungsbeispiele.
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In Fig. 1 bezeichnet "a" den linienförmigen Bereich, wo die Größe des erzeugten
Signals "1" ist. Es wird angenommen, daß sonst die Größe des ■
erzeugten Signals "0" ist. Die Fig. 2 zeigt drei Strahlfleckdurchmesser und
die entsprechenden Detektorsignale, wenn der Elektronenstrahl ein Objekt, ausgehend vom Punkt b zum Punkt c hin in Fig. 1 abtastet. Aus Fig. 2a,
b und c ist ersichtlich, daß der Elektronenstrahlfleck mit dem geringsten
Durchmesser das schärfste Signal mit der größten Amplitude erzeugt und
daß bei Anwachsen des Strahlfleckdurchmessers das Signal das Bestreben hat, flacher zu werden. Wenn man demgemäß zwei oder mehr Signale hat
und deren Amplitudenänderungen speichert, ergeben sich Speicherwerte Vl, V2 und V3, wie sie in den Fig. 3a, b und c dargestellt sind. Wenn
man diese gespeicherten Werte miteinander vergleicht, so ergibt sich die Beziehung Vl
> V2 >V3. Da der Speicherwert dann ein Maximum hat, wenn der Elektronenstrahl im Brennpunkt liegt bzw. fokussiert ist, bedeutet
dies, daß man eine automatische Fokussierung erreichen kann, indem man den Speicherwert bei einer bestimmten Brennweite der Kondensorlinse
mit dem Speicherwert bei einer sich gering unterscheidenden Brennweite
vergleicht und den Erregerstrom für die Linse so steuert, daß der Speicherwert auf einem maximalen Wert gehalten wird.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Rasterelektronenmikroskops gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 eine Mikroskopsäule bezeichnet,
welche das elektronenoptische System enthält. Dieses besteht im wesentlichen aus einer Elektronenstrahlquelle 2 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls
3, der eine Probe 4 bestrahlt. Ferner sind eine erste Kondensorlinse 5 und eine zweite Kondensorlinse (Objektivlinse) 6 usw. vorgesehen.
Mit 7X und 7Y sind Abtastsignalgeneratoren bezeichnet, welche gegenseitig synchronisiert sind und in horizontaler X-Richtung und Y-Richtung abtasten.
Jeder dieser Generatoren liefert Abtastsignale an die Abtastspulen 8X und 8Y, so daß der Elektronenstrahl 3 die Oberfläche der Probe 4 zweidimensional
abtastet. Andererseits wird ein Teil der entsprechenden Signale, welche von
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den Abtastsignalgeneratoren erzeugt werden, an Abtastspulen 9X und 9Y
gelegt, welche einen Teil eines CRT (Katbiodenst rahige rates) IO bilden,
so daß ein Elektronenstrahl 11 den Bildschirm abtastet. Die Intensität des . Elektronenstrahls wird durch Änderung.des Potentials von Steuergittern 12
und 13 moduliert und das Probenbild wird auf dem Bildschirm in Abhängigkeit von Sekundärelektronen, Röntgenstrahlen u. dgl., welche von der Probe
aufgrund der Elektronenstrahlbestrahlung ausgesendet werden, wiedergegeben.
Die Sekundärelektronen, Röntgenstrahlen u. dgl. werden von einem Detektor empfangen und von einem Verstärker verstärkt, bevor sie als elektrisches
Signal an das Steuergitter 13 gelegt werden. Das Signal, das an das Steuergitter
12 gelegt wird, wird von einem Austastsignalgenerator 16 geliefert, der synchron mit dem X-Richtung-Abtastsignalgenerator 7X arbeitet. Der
daß
Zweck dieses Signals besteht darin,/die Kathodenstrahlhelligkeit während der sogenannten Austastzeit, d. h. der Umschaltzeit der Vielfachabtastung in X-Richtung (direkte Linie) zu Null wird. Bei dem soeben beschriebenen Gerät wird das Probenbild dadurch fokussiert, daß der Erregerstrom einer Erregerstromquelle 17 der Objektivlinse 6 entsprechend eingestellt wird. Durch Hinzufügen einer weiteren kleinen Hilfslinse 18, welche von einer Erregerstromquelle 19 versorgt wird, kann jedoch, wie das bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen werden kann und durch Anordnung dieser Hilfslinse nahe der Objektivlinse 6, das Probenbild sowohl automatisch als auch präzise fokussiert werden. Die automatische und präzise Fokussierungssteuerung wird mittels einer automatischen Steuerschaltung erreicht. Diese liefert ein Steuersignal an die Erregerstromquelle 19, das auf dem vom Detektor 14 kommende Signal und auf dem Austastsignal für den abtastenden Elektronenstrahl basiert.
Zweck dieses Signals besteht darin,/die Kathodenstrahlhelligkeit während der sogenannten Austastzeit, d. h. der Umschaltzeit der Vielfachabtastung in X-Richtung (direkte Linie) zu Null wird. Bei dem soeben beschriebenen Gerät wird das Probenbild dadurch fokussiert, daß der Erregerstrom einer Erregerstromquelle 17 der Objektivlinse 6 entsprechend eingestellt wird. Durch Hinzufügen einer weiteren kleinen Hilfslinse 18, welche von einer Erregerstromquelle 19 versorgt wird, kann jedoch, wie das bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen werden kann und durch Anordnung dieser Hilfslinse nahe der Objektivlinse 6, das Probenbild sowohl automatisch als auch präzise fokussiert werden. Die automatische und präzise Fokussierungssteuerung wird mittels einer automatischen Steuerschaltung erreicht. Diese liefert ein Steuersignal an die Erregerstromquelle 19, das auf dem vom Detektor 14 kommende Signal und auf dem Austastsignal für den abtastenden Elektronenstrahl basiert.
Bei der automatischen Fokussierung gemäß der Erfindung ändert sich die
Brennweite der Kondsnsorlinse bei jeder horizontalen Abtastung und die während jeweils zwei horizontalen Abtastungen erhaltenen Video-Signale
werden in Gleichspannungen umgewandelt, die dem Strahldurchmesser des
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bestrahlenden Elektronenstrahls entsprechen, wie das im folgenden noch
näher beschrieben werden soll. Auf diese Weise-ist es möglich, festzustellen,
ob die Brennweite der Kondensorlinse sich einem Optimum nähert oder nicht, indem die Gleichspannungen eines jeden Paares von horizontalen
Abtastungen miteinander verglichen werden. Hieraus folgt, daß dann,
wenn die Änderung der Brennweite kleiner gemacht wird, die Brennweite der Kondensorlinse sich allmählich der optimalen Brennweite nähert.
In Fig. 5 ist im einzelnen die Zusammensetzung der automatischen Steuerschaltung
20 der Fig. 4 dargestellt. Das vom Verstärker 15 erhaltene Video-Signal und das Ausgangssignal aus dem Austastsignalgenerator 16, welches
synchron mit dem Abtastsignal ist, werden an zwei Eingangsklemmen S
und B gelegt. Ein Teil des Video-Ausgangs signals aus dem Verstärker 15
wird in einen Speicherzähler 21 tibex die Klemme S weitergeleitet. Hier
wird dje Amplitudenänderung des Signals in ein Gleichspannungssignal umgewandelt, so daß man ein Signal erhält, das dem Strahldurchmesser entspricht.
Der Speicherzähler 21 wird durch jedes Austastsignal zurückgesetzt.
Ein geeigneter Speicherzähler enthält einen Operationsverstärker A, zwei Dioden Dl und D2 und zwei Kondensatoren Cl und C2, wie das in Fig. 6
dargestellt ist. Das Video-Signal vor und nach der Speicherung ist in den
Cl
Fig. 7a und 7b, in welchen "n" ■ ■■ ist. Das gespeicherte Ausgangssignal
des Speicherzählers 21 wird in zwei Torschaltungen 22a. und 22b geliefert. Diese Torschaltungen werden abwechselnd von einem von einer Zeitgeberschaltung
23 gelieferten Steuersignal, das mit dem Austästsignal synchronisiert
ist, während einer horizontalen Abtastzeit eingeschaltet und ausgeschaltet. Mit anderen Worten, wenn die Torschaltung 22a eingeschaltet ist
("on"), ist die Torschaltung 22b ausgeschaltet ("off") und umgekehrt. Demgemäß gelangt der Speicherwert eines Signals in Abhängigkeit von einer
horizontalen Abtastung des Elektronenstrahls auf der Probe 4 durch die Torschaltungen in abwechselnder Reihenfolge. Die abwechselnden Ausgänge
der Torschaltungen 22a und 22b erreichen Speicherkreise 24a und 24b,
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bevor sie. in einer Vergleicherschaltung 25 miteinander verglichen werden.
Die Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung des
Betriebes des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 dienen soll. Die Fig. 8a
und 8b zeigen die Wellenform des horizontalen Abtastsignals und das gepulste Austastsignal. Die Fig. 8c zeigt das Video-Signal, das an den
Speicherzähler 21 gelegt wird und die Fig. 8d und 8e zeigen das Ausgangssignal der Speicherkreise 24a und 24b. Die Amplituden dieser beiden Ausgangssignale,
welche in den Fig. 8d und 8e gezeigt sind, werden durch die Vergleicherschaltung 25 im Äusführungsbeispiel der Fig. 5 miteinander
verglichen. Der Ausgang der Vergleicherschaltung 25 hat Anstiegs- und Abfallzeiten, wie das durch die Rechteckwellenform in Fig. 8f "dargestellt
ist. Dieses Rechteckwellensignal wird dann an einen Impulsgenerator 23
geliefert, der ein gepulstes Ausgangssignal erzeugt, dessen Wellenform
in der Fig. 8g dargestellt ist. Mit 27 ist ein Steuersignalgenerator bezeichnet,
der Signale zur Steuerung der Erregerstromquelle 19 für die Hilfslinse 18 liefert. Dieser Steuersignalgenerator enthält einen Impulsverteiler
28, welcher in bestimmten, festgelegten Abständen einen Strom an Konverter El, E2 ... En in Abhängigkeit von einem Verteilereingangs Signal
liefert. Ferner ist eine Addierschaltung 29 vorgesehen, welche die Ausgänge der Konverter El5 E2 ... En addiert, nachdem sie durch
Dämpfungsglieder F2, F3 ... Fn hindurchgelangt sind. Mit 30 ist eine
UND-Schaltung bezeichnet, deren Ausgang an den Impulsverteiler 28 als Steuersignal gelegt ist. Dieses Steuersignal wird nur dann erzeugt, wenn
das Abtastsignal b und das Impulssignal g miteinander übereinstimmen, wie es in Fig. 8h dargestellt ist. Genau genommen dient dieses Signal als
Schiebesignal bzw. Schiebeimpuls zur Lieferung eines Gleichstroms an einen der beiden Konverter El, E2 ... En. Die Ausgangsimpulse (Austastimpulse)
einer zweiten UND-Schaltung 31 werden ebenfalls an den Impulsverteiler 28 als weiteres Steuersignal zur Änderung des Gleichstroms, der
an die Konverter El, E2 ... bzw. En geliefert wird, gelegt. Diese Ände-
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rung erfolgt schrittweise jedesmal dann, wenn ein horizontales Abtastsignal
erzeugt wird. Ein Austastsignal wird an eine der Eingangsklemmen der UND-Schaltung 31 gelegt. Die Fig. 8i zeigt die Wellenform des Ausgangssignals
an einer Klemme O des Steuersignalgenerators 27. Jl, J2;
J3 und J4 zeigen den Zustand bzw. die Bedingung, bei der das Steuersignal
schrittweise jedesmal bei der Erzeugung eines horizontalen Abtastsignals mittels des Konverters El geändert wird. Wenn der Hilfsiinsenstrom
den korrekten Strom i überschreitet, werden Impulse h von.der
UND-Schaltung 30 erzeugt, so daß die Richtung des Steuerstroms (siehe
J5 und J6) umgeändert wird, indem der Ausgang des Konverters El
aufrechterhalten wird und gleichzeitig der nächstfolgende Konverter E2 eingeschaltet wird. Gleichzeitig wird die Stromschrittbreite auf einen
geringeren Betrag eingestellt, als dies bei Jl, J2, J3 und J4 der Fall ist. Hierzu dient das Dämpfungsglied F2. Wenn die J6-Bedingung erreicht
wird, wird der Konverter E2 im eingeschalteten Zustand gehalten und der
Konverter E3 beginnt zu arbeiten und es wird allmählich der optimale
Wert i erreicht. Die im vorstehenden beschriebene Folge läuft solange ab, bis der letzte Konverter En zu arbeiten beginnt. Zu diesem Zeitpunkt
erzeugt ein Stoppimpulsgenerator 32 ein Stoppsignal mit Hilfe eines vom Impulsverteiler 28 kommenden Signals. Ferner liefert ein Startsignalgenerator
33 ein Startsignal an eine Zeitschaltung 26, so daß mit der Ansteuerung der Torschaltungen 22a und 22b sowie der Speicherkreise 24a
und 24b begonnen wird. Ferner wird das Startsignal an den Steuersignalgenerator 27 geliefert, so daß die Konverter El, E2 En zurückgesetzt
werden. Auf diese Weise kann das Bild genau und automatisch fokussiert
werden, wobei eine nur äußerst geringe Zeitdauer, während der der Startsignalgenerator
33 in Betrieb ist, notwendig ist.
Die Fig. 9 zeigt den wesentlichen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels
der Erfindung. In dieser Figur bedeutet 18a eine Hilfslinse, wie sie in
Fig.4 dargestellt ist. Mit 20a ist eine Steuerschaltung bezeichnet, welche.
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mehr oder weniger der Steuerschaltung in Fig. 5 gleicht. Das dargestellte
- Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch von dem vörbeschriebenen
Ausführungsbeispiel darin, daß eine Schaltung 34 zur Steuerung der Polarität . des Stroms, der an die Hilfsspule 18a von der Steuerschaltung 20a geliefert
wird, und ein Verstärker 35 zwischen dem Ausgang der Steuerschaltung 20a und der Hilfsspule 18a vorgesehen sind. Darüber hinaus ist" dieses Ausführungsbeispiel
so ausgestaltet, daß die Steuerschaltung 20a solange nicht in Betrieb gesetzt ist, bis die Polaritätsidentifizierungsschaltung 38 ausgeschaltet
ist (d. h. bis der Betrieb der Schaltung 34 vollständig ist). Der Ausgangsstrom I (siehe Fig. 10b), welcher von einer Kippschaltung 36 an
die Hilfsspule 18a geliefert wird, bleibt Null, ausgenommen während der
Einstellung der Polarität, d. h. wenn der Startsignalgenerator*37 ein Signal
erzeugt, erzeugt die Kippschaltung 36 ein Kippsignal, wie es durch dl und d2 in Fig. 10b dargestellt ist. Dieses ist mit dem Austastsignal in
Fig. 10a synchronisiert. Ferner wird vom Startsignalgenerator 37 ein
Signal an die Polaritätsidentifizierungsschaltung 38 geliefert, das mit einem über die Klemme B gelieferten Austastsignal synchronisiert ist.
Auf diese Weise empfängt die Polaritätsidentifizierungsschaltung 38 die entsprechenden Video-Signale und wandelt diese in Spannungen um, deren
Werte denen der Durchmesser des Strahles, der die Probe bestrahlt, entspricht, wie sie in Fig. 10c dargestellt sind. Die Größen der beiden
empfangenen Werte werden miteinander verglichen. Der höhere Wert wird identifiziert und es wird dann ein ausgewähltes Signal an einen Flip-OFlop
geliefert, der einen Teil der Polaritätssteuerungsschaltung 34 bildet. Beispielsweise
sei angenommen, daß der richtige Fokussierungsstromwert Ic ist, wie es in Fig. 10b dargestellt ist. Da ein hoher Wert empfangen wird,
wenn der Kippstrom d2 ist, ergibt sich ein Signal, welches in negativer Richtung sich bewegt. Die Polaritätssteuerungsschaltung 34 bestimmt, ob
das von der Steuerschaltung 20a kommende Ausgangssignal an den + oder
- Eingang des Verstärkers 35 gelegt wird. Zur Vervollständigung des Betriebes wird die Steuerschaltung 20a durch ein von der Polaritäts-
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identifizierungsschaltung 38 geliefertes Startsignal in Betrieb gesetzt. Auf
diese Weise ändert sich der an die Hilfsspule bzw. Korrekturspule ge-*
lieferte Strom, wie es durch Jl', J2'-, J3' .... usw. in Fig. 10b dargestellt
ist. Hierdurch nähert man sich schrittweise dem richtigen Fokussierstromwert Ie; Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9
und dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Verschiebung von Jl' nach J2' im Normalfall in der richtigen Polaritätsrichtung erfolgt, während das in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht der Fall ist (Jl* nach J2").
Bei den vorbeschriebenen. Ausführungsbeispielen wird während-des automatischen
Fokussierungsbetriebes jede Blektronenstrahlabtaststellung auf der
Probe leicht geändert. Man kann jedoch die Lageänderung in einfacher Weise dadurch vermeiden, daß man Mittel zusätzlich vorsieht, welche den Ausgang
des Abtastsignalgenerators 7Y für die Y.-Riehtung in Fig. 4 während des
automatischen Fokussierungsbetriebs konstant hält.
Die Fig. 11 zeigt den wesentlichen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Hilfsspule bzw. Hilfslinse 40 um das Joch der Objektivlinse 41 gewickelt, während
die Hilfslinse 18 vollständig unabhängig von der Objektivlinse 6 ist. Ferner
ist es möglich, die Erregerstromquelle 19 direkt zu steuern.
Die Fig. 12 zeigt den wesentlichen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel enthält ein Hoehfrequenzfilter 42,
Integrierschaltungen 4 34 und 43b anstelle des Speicherzählers 21 und der
Speicherkreise 24a und 24b, welche beim Ausführungsbeispiel in den Fig. 4 und 5 verwendet werden.
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Claims (1)
- Patentansprücheί 1. ) Verfahren zum automatischen Fokussieren eines Elektronenstrahls auf eine Probe unter Verwendung einer Abtasteinrichtung mit einer Elektronenstrahlquelle, einem Kondensorlinsensystem zum Fokussieren' des Elektronenstrahls auf die Probe, Abtastmitteln, Detektoren zum Erfassen des von der Probe ausgehenden Signals und Wiedergabeeinrichtungen für die Wiedergabe des Proberibildes unter Verwendung des von den Detektoren abgegebenen Ausgangssignals synchron mit den Abtastmitteln·, dadurch gekennzeichnet,a) daß die Brennweite des Kondensorlinsensystems synchron mit den Abtastmitteln schrittweise geändert wird,b) daß das Ausgangssignal der Detektoren in ein Signal umgewandelt wird, das dem Durchmesser des Elektronenstrahls entspricht,c) daß zwei beim Schritt b) erhaltene und umgewandelte Signale miteinander verglichen werden undd) daß die Polarität und die Änderungsbreite beim Schritt a) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Schrittes c) gesteuert wird.2. Abtasteinrichtung mit einer Elektronenstrahlquelle, einem Kondensorlinsensystem zum Fokussieren· eines Elektronenstrahls auf eine Probe, Abtastmitteln zum Abtasten der Probe durch den Elektronenstrahl, Detektoren zum Erfassen der von der Probe ausgehenden Signale bei der Elektronenbestrahlung und Wiedergabeeinrichtungen zur Wiedergabe des Probenbildes unter Verwendung des von den Detektoren abgegebenenzur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, Ausgangssignals synchron mit den Abtast- bzw. Ablenkmitteln/ gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (18, 19 bzw. 18a) zur schrittweisen Änderung der Brennweite synchron mit den Abtast- bzw. Ablenkmitteln (8 X, Y)5 Umformern (21 und 24a, b; 42 und 43a, b) zum Umwandeln des -7038 . 509827/0 7 08Ausgangs des Detektors (14) in ein dem Elektronenstrahlfleckdurehmesser entsprechenden Signal während eines Zeitintervalls bei jeder Brennweite, eine Vergleiehereinriehtung(25) zum Vergleichen von zwei aufeinander folgenden Ausgangswerten aus den Umformern und eine Steuerschaltung (27 bzw. 34) zum Steuern der Polarität und der Änderungsbreite des Ausgangs der Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgang der Vergleichereinrichtung (25).13. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformer ein Hochpaßfilter (42) und Integrierschaltungen (43a, b) enthalten.4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (18, 19; 18a) in der Endstufe der Kondensorlinse angeordnet ist.5. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine unabhängige Hilfslinse (40) aufweist, welche um das Joch der Endstufenkondensorlinse gewickelt ist und eine Erregerstromquelle (19) für die Hilfslinse aufweist.6. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein unabhängiges Hilfslinsenjoch mit Linsenspule aufweist, welche mit der Erregerstromquelle (19) verbunden ist.7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung der Ausgangssignale des Detektors die Intensitätsänderungen dieser Ausgangssignale integriert werden.8. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformer einen Speicherzähler (21) enthalten, der die Intensitätsänderungen des Ausganges des Detektors (14) integriert. .7038 5 0 9 8 2 7/07089. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beider Integration zweier aufeinander folgender Ausgangssignale deserhaltene Signale
Detektors/miteinander verglichen werden und die Brennweite desKondensorlinsensystems schrittweise synchron mit den Ablenkmitteln
in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis geändert wird.10. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2 und 8, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vergleichseinrichtung (25) zwei aufeinander folgende Ausgangssignale des
Speicherzählers (21) miteinander verglichen werden und daß die Steuerschaltung (27) die Brennweite des Kondensorlinsensystems schrittweise und synchron mit den Ablenkmitteln (8 X, Y) in Abhängigkeit vom
Ausgang der Vergleichereinrichtung (25) ändert.509827/07 0 8
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