DE2461202A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen fokussieren eines elektronenstrahls in einem abtastgeraet - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum automatischen fokussieren eines elektronenstrahls in einem abtastgeraet

Info

Publication number
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
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scanning
electron beam
signal
output
condenser lens
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19742461202
Other languages
English (en)
Other versions
DE2461202B2 (de
DE2461202C3 (de
Inventor
Takao Namae
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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
Priority claimed from JP741436A external-priority patent/JPS5917496B2/ja
Priority claimed from JP49046286A external-priority patent/JPS5847824B2/ja
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Publication of DE2461202A1 publication Critical patent/DE2461202A1/de
Publication of DE2461202B2 publication Critical patent/DE2461202B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2461202C3 publication Critical patent/DE2461202C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/21Means for adjusting the focus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

Liedl, Dr. Pontani, Moth, Zeitler 2461202
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
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
7038 5 09827/0708
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.
50 9827/07 0 8
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.
$09827/0708
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
7038 . $09827/0708
2481202
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.
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
SO 9827/070 8
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,
609827/0708
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-
5 0 9 8 2 7/0708
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.
7038 509827/0708
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-
7038 S09827/0708
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.
7038 50 9 8 2 7/ 07 0 8

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    ί 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 und
    d) 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 abgegebenen
    zur 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 08
    Ausgangs 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 7/0708
    9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bei
    der Integration zweier aufeinander folgender Ausgangssignale des
    erhaltene Signale
    Detektors/miteinander verglichen werden und die Brennweite des
    Kondensorlinsensystems 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
DE2461202A 1973-12-24 1974-12-23 Verfahren zum automatischen Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Probe eines Rasterelektronenmikroskops und Rasterelektronenmikroskop zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2461202C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP741436A JPS5917496B2 (ja) 1973-12-24 1973-12-24 走査電子顕微鏡等における焦点合わせ方法及びそのための装置
JP49046286A JPS5847824B2 (ja) 1974-04-24 1974-04-24 ソウチデンシケンビキヨウトウヨウ シヨウテンアワセホウホウ オヨビ ソウチ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2461202A1 true DE2461202A1 (de) 1975-07-03
DE2461202B2 DE2461202B2 (de) 1979-04-12
DE2461202C3 DE2461202C3 (de) 1979-11-29

Family

ID=26334650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2461202A Expired DE2461202C3 (de) 1973-12-24 1974-12-23 Verfahren zum automatischen Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Probe eines Rasterelektronenmikroskops und Rasterelektronenmikroskop zur Durchführung des Verfahrens

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3937959A (de)
DE (1) DE2461202C3 (de)
FR (1) FR2255701B1 (de)
GB (1) GB1477030A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856688A1 (de) * 1977-12-29 1979-07-05 Jeol Ltd Verfahren und vorrichtung zur korrektur von astigmatismus in einem rasterelektonenmikroskop

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5221763A (en) * 1975-08-13 1977-02-18 Hitachi Ltd Electronic microscope
JPS5457949A (en) * 1977-10-18 1979-05-10 Jeol Ltd Automatic focusing unit for scanning electron microscope and so on
US4387304A (en) * 1981-04-06 1983-06-07 Mcdonnell Douglas Corporation Phase dependent SEM IC chip testing with voltage contrast
GB2118009B (en) * 1982-03-02 1985-09-04 Cambridge Instr Ltd Improvements in and relating to electron beam focussing
JPS58152354A (ja) * 1982-03-05 1983-09-09 Hitachi Ltd 電子顕微鏡の軸調整装置
JPS5918555A (ja) * 1982-07-22 1984-01-30 Erionikusu:Kk 荷電粒子線取扱方法および装置
JPS6070651A (ja) * 1983-09-28 1985-04-22 Hitachi Ltd 焦点合わせ方法およびその装置
GB8410168D0 (en) * 1984-04-18 1984-05-31 Smith K C A Charged-particle beams
US4595836A (en) * 1984-06-29 1986-06-17 International Business Machines Corporation Alignment correction technique
US4879468A (en) * 1985-10-28 1989-11-07 Trw Inc. Photoionization optical filter and detector
US4764818A (en) * 1986-02-03 1988-08-16 Electron Beam Memories Electron beam memory system with improved high rate digital beam pulsing system
JPS63119147A (ja) * 1986-11-07 1988-05-23 Jeol Ltd 荷電粒子線の集束状態を検出する装置
JPH01255142A (ja) * 1988-04-01 1989-10-12 Nichidenshi Tekunikusu:Kk 電子顕微鏡のオートフォーカス回路
JPH0689687A (ja) * 1990-12-27 1994-03-29 Jeol Ltd 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置
JPH0594798A (ja) * 1991-05-21 1993-04-16 Jeol Ltd 焦点深度切り換え可能な電子顕微鏡等の電子光学観察装置
JP2535695B2 (ja) * 1992-01-13 1996-09-18 株式会社東芝 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ方法
US5216235A (en) * 1992-04-24 1993-06-01 Amray, Inc. Opto-mechanical automatic focusing system and method
US6365897B1 (en) 1997-12-18 2002-04-02 Nikon Corporation Electron beam type inspection device and method of making same
US6278114B1 (en) 1997-12-19 2001-08-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for measuring dimensions of a feature of a specimen
US7262765B2 (en) * 1999-08-05 2007-08-28 Microvision, Inc. Apparatuses and methods for utilizing non-ideal light sources
JP2004055239A (ja) * 2002-07-18 2004-02-19 Topcon Corp 走査形電子顕微鏡
EP1777728A1 (de) * 2005-10-20 2007-04-25 Carl Zeiss SMS GmbH Lithographisches System
JP4896626B2 (ja) * 2006-08-22 2012-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡
JP4945463B2 (ja) * 2008-01-18 2012-06-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3356792A (en) * 1964-06-02 1967-12-05 Hazeltine Research Inc Automatic electron beam focusing system
US3409799A (en) * 1966-08-29 1968-11-05 Ibm Automatic focusing system for beam devices
US3436589A (en) * 1967-01-12 1969-04-01 Hughes Aircraft Co Focus monitor arrangement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856688A1 (de) * 1977-12-29 1979-07-05 Jeol Ltd Verfahren und vorrichtung zur korrektur von astigmatismus in einem rasterelektonenmikroskop

Also Published As

Publication number Publication date
US3937959A (en) 1976-02-10
FR2255701A1 (de) 1975-07-18
FR2255701B1 (de) 1978-04-28
DE2461202B2 (de) 1979-04-12
GB1477030A (en) 1977-06-22
DE2461202C3 (de) 1979-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2461202A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum automatischen fokussieren eines elektronenstrahls in einem abtastgeraet
DE2813948C2 (de)
DE2436160A1 (de) Rasterelektronenmikroskop
DE10163583A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Belichtung von Röntgenaufnahmen
DE3105359A1 (de) Ionenimplantationssystem, verfahren zur strahlablenkung zwecks gleichfoermiger bestrahlung, ablenksystem und verfahren zur erzeugung einer nichtlinearen wellenform
DE1943140B2 (de) Verfahren zum analysieren des oberflaechenpotentials eines prueflings
DE2454826A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur probenanalyse mit ionen- und elektronenstrahlen
DE2542356C2 (de) Verfahren zur Fokussierung der Objektivlinse eines Korpuskular-Durchstrahlungs-Rastermikroskops und Einrichtung zur selbsttätigen Durchführung des Verfahrens, sowie Anwendung
DE3130422C2 (de) Verfahren zum Aufzeichnen eines Bildmusters auf einem mit einem für Elektronen empfindlichen Material beschichteten Substrat
DE2318023A1 (de) Abtast-elektronenmikroskop
DE2856688C2 (de)
DE3342076C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Umwandeln von Video-Kamerabildern in elektrische Signale
DE2615841A1 (de) Verfahren zum automatischen nachfuehren der scharfeinstellung eines mit einer fernsehkamera ausgeruesteten mikroskops
DE2657331A1 (de) Einrichtung zur darstellung einer probe, insbesondere elektronenmikroskop
DE3151204A1 (de) Einrichtung zur kontrolle der fokussierung einer farbbildroehre
DE2731142C3 (de) Verfahren zur Feststellung der Lage eines Elektronenstrahls in bezug auf auf einem Objekt angeordnete Ausrichtmarkierungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2411841B2 (de) Auger-Elektronenspektrometer
DE1564658B2 (de) Verfahren zur fokussierung der objektivlinse eines korpus kularstrahlmikroskops insbesondere eines elektronenmikros kops
DE3025830C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Astigmatismus bei Raster-Elektronenmikroskopen und dergleichen
DE2052777A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum raschen Loschen des elektrischen Ladungs bildes in einer Fernsehkamerarohre, »eiche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren Zeitkonstante aufweist
EP0472938A2 (de) Anordnung zum Testen und Reparieren einer integrierten Schaltung
DE1924262C3 (de) Gerat zum farbigen photographischen Aufzeichnen der Verteilung radioaktiver Isotope in einem Korper
DE69020775T2 (de) Detektor für ein optisches Signal.
DE2440120A1 (de) Vorrichtung zur wiedergabe der energieverteilung eines aus geladenen teilchen bestehenden strahles
DE3040895C2 (de) Bildaufnahmevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)