DE2508322C2 - Anwendung der dunkelfeld-elektronenmikroskopie - Google Patents
Anwendung der dunkelfeld-elektronenmikroskopieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine neue Anwendung der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie.
Bei der Herstellung von Dünnfilmschaltungen kommt es darauf an, daß die elektrischen Eigenschaften
der Schaltungselemente möglichst genau den gewünschten Sollwerten entsprechen. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß sich diese elektrischen Eigenschaften im Verlauf einzelner Herstellungsschritte der Dünnfilmschaltung
verändern können. Dies gilt insbesondere für Hochtemperaturprozesse, z. B. bei einer Temperung.
Solche Hochtemperaturschritte können u. a. die Verteilung und den volumenmäßigen Anteil verschiedener
Phasen eines mehrphasigen Materials verändern.
Die Verteilung und der voluinenmäßige Anteil der Phasen beeinflussen besonders stark die Größe des
elektrischen Widerstandes von dünnen Metallschichten, gleichfalls wird der Temperaturkoeffizient des Widerstandes
stark beeinflußt Unter Umständen kann, in Abhängigkeit von der Art der Temperung, dieser Temperaturkoeffizient
negative oder positive Werte annehmen, d. h. der Widerstand der Metallschicht sinkt mit
steigender Temperatur, bzw. der Widerstand steigt mit steigender Temperatur.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben,
mit dem die phasenmäßige Zusammensetzung einer Dünnschicht während ihrer Herstellung überwacht
werden kann.
Diese Aufgabe wird durch Anwendung der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie,
wie es im Patentanspruch I angegeben ist, gelost
Gemäß der Erfindung wird also ein Verfahren der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie angewandt. Ein
derartiges Verfahren ist beschrieben in: K. Heinemann, H. Poppa, Appl. Phys. Lett- VoI
ίθ, No. 3. 1. Febr. 1972, S. 122-125. Dieses Verfahren
verringert drastisch den Einfluß der chromatischen Aberration. Gemäß dieser Druckschrift sollte mit dem
Verfahren der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie insbesondere die Verteilung der Orientierung der einzelnen
Kristallite, beispielsweise bei der Analyse einer Goldschicht, bestimmt werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit einem derartigen Verfahren auch verschiedene Phasen
eines Materials unterschieden werden können. Damit können die Keimbildung sowie das Wachstum von
mehrphasigen Widerstandsschichten (z. B. Cermets, Carmets) beobachtet werden. Da die Herstellung von
Dünnfilmschaltungen im allgemeinen in einem Vakuum erfolgt, braucht für das Elektronenmikroskop keine zu
sätzliche Vakuumapperatur vorgesehen zu werden.
Da auf Grund 4er Erfindung der Herstellungsprozeß
der Schicht laufend verfolgt werden kann* lassen sich
Dünnschichtstrukturen mi» besonders gut reproduzierbaren Eigenschaften herstellen: Bislang mußte beispielsweise
bei der Temperung einer dünnen Metallschicht der vorgesehene zeitliche Verlauf der Temperatur
und die vorgesehenen Temperzeiiten außerordentlich genau überwacht und eingehalten werden, um Ausschösse
zu vermeiden. Mit dem Verfahren der Erfindung kann jedoch der Schichtzustand laufend überprüft
werden. Durch eine auf den jeweiligen Schichtzustand abgestimmte Veränderung der Herstellungsbedingungen
für die Schicht läßt sich der gewünschte Endzustand der Schicht erreichen. Auf Grund des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird also eine Korrektur während der Herstellung möglich, so daß gewährleistet ist, daß
in jedem Falle die gewünschte Phasenverteilung in der Metallschicht erreicht werden kann.
Vorteilhafterweise läßt sich bereits mit einer einzigen
Dunkelfeld-Aufnahme eine qualitative Aussage über den Volumenanteil und die Verteilung einer Phase
ermittein. Wird eine genaue quantitative Aussage benötigt so müssen die verschiedenen Orientierungen der
Kristallite einer Phase berücksichtigt werden. Dazu werden nacheinander Dunkelfeld-Aufnahmen mit Reflexen
in erster Ordnung einer Phase aufgenommen und summiert Dieser letzte Verfahrensschritt ist mit
handelsüblichen Geräten, z. B. mit Speicheroszillographen, durchführbar. Die unterschiedliche Größe der
Beugungsringe, die durch die Kristallite unterschiedlicher Orientierung erzeugt werden, wird durch verschieden
große Ringschlitzblenden berücksichtigt, d. h. es werden nacheinander Dunkelfeld-Aufnahmen mit
verschiedenen Ringschlitzblenden gemacht, wobei dann diese Dunkelfeld-Aufnahmen von dem Speicheroszillographen
summiert werden. An Stelle der verschieden großen Ringblenden kann auch die Beschleunigungsspannung
des Elektronenmikroskops variiert werden. Diese Maßnahmen können auch kombiniert
werden
An Hand der Figuren wird ein Beispiel für die Anwendung der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie gemäß
der Erfindung genauer erläutert:
F i g. 1 zeigt das angewandte Ver'ahren der Elektronen-Dunkelfeld-Mikroskopie;
F i g. 2 ?eigt eine Blende mit verschiedenen Ring
schlitzblenden.
In an sich bekannter Weise wird ein Elektronenstrahlbündel
1 mit zueinander parallelen Teilstrahlen erzeugt. Die Positionen 2 symbolisieren die Ablenkspu
len eines zur Elektronenstrahlerzeugung benntzten Elektronenmikroskops. Das Elektronenstrahlbündel
trifft auf ein Untersuchungsobjekt, z. B. eine dünne Metallschicht 3, das Strahlbündel wird zerlegt in Teilstrahlbündel
Oter, lter. 2ter, ...n-ter Ordnung. Gezeichnet
sind nur das Teilstrahlbündel Oter Ordnung 10 und das Teilstrahlbündel lter Ordnung 11. Das letztere Bündel
ist ringförmig, da durch das Untersuchungsobjekt rotationssymmetrische Teiistrahlbündel erzeugt werden.
Mittels einer elektronenoptischen Linse 4, dem Objekt des Elektronenmikroskops, werden die Teilstrahlenbündel
gebündelt, es entstehen die Strahlenbündel HC, 111. Die Ringschlitzblende 5 läßt im gewählten Beispiel
nur das Strahlenbündel 111 durchtreten, so daß also im
weiteren nur noch Teilstrahlen lter Ordnung zur elektronenopiischen
Abbildung beitragen. Mittels einer weiteren Elektronenlinse 6 kann nun ein vergrößertes
Bild auf einem Bildschirm 7 entworfen werden.
Um die verschiedenen Orientierungen der Kristallite der Schirht 3 berücksichtigen zu können, werden entsprechende
Abbildungen mit Ringschlitzblenden verschiedener Größe und/oder mit verschiedener Be- s
schleunigungsspannung des Elekr onenmikroskops hergestellt.
Die verschiedenen Abbildungen können nun in an sich bekannter Weise mit einem Speicherotziilographen
addiert werden, so daß festgestellt werden kann, welche räumliche Ausdehnung die jeweils untersuchte
Phase innerhalb der Schicht besitzt Ein geeigneter Speicheroszillograph ist z. B. der Quantiment 720
(Elektronenrechner für die Bildanalyse) der Fa. Imanco (Image Analysing Computers), Cambridge, England.
Als Elektronenmikroskop kann z. B. das Siemens Elmiskop
101 verwendet werden.
In der F i g. 2 ist nun eine Blende mit verschiedenen
Ringschlitzblenden dargestellt. Diese Blende besitzt
z. B. 5 Rtngschiitzblenden Jl, 32, 33, 34,35. Die Herstellung
einer solchen Blende kann entsprechend dem Verfahren gemäß Patent 23 44 111 erfolgen. Die Breite der
Schlitze der Schlitzblenden beträgt jeweils 0,01 mm, die Außendurchmesser der Schlitzblenden betragen
0,10 mm, 0,09 mm, 0.08 mm, 0,065 mm bzw. 0,05 mm.
Durch Kombination der möglichen Beschleunigungsspannungen des Mikroskops, 40 KV, 60 KV, 80 KV1
100 KV, mit den verschiedenen Ringschlitzblenden lassen sich Reflexe erfassen, die von Kristallgittern mit
Netzebenenabständen zwischen 0,08 nm und 0,4nm herrühren.
Die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich noch dadurch erhöhen, daß auch Abbildungen
mit Teilstrahlen höherer Beugungsordnung erzeugt werden, wobei dann diese Abbildungen mit einem
Speicheroszillographen addiert werden.
Da gemäß der Erfindung die Schichtherstellung laufend überwacht wird, werden die Sollwerte für die
Schicht mit hoher Genauigkeit erreicht, so daß z. 3. eine nachträgliche justierung entfallen kann, bei der
z.B. mittels eines Elektronenstrahles nachträglich Schichtmaterial entfernt wird, um einen gewünschten
Widerstandswert zu erreichen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:- 1. Anwendung der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie bei der Herstellung von DünnGlmschaltungjen, insbesondere von dünnen MetaUfilmen, zur Überwachung der Verteilung und volumenmäßigen Anteile der Phasen des Schichtmaterials.
- 2. Anwendung der Dunkelfeld-Elektronenmikroskopie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dabei für die Elektronenmikroskopie ringförmige ScnlitzbJenden {5) verwendet werden, deren Größe den'vom Schichtmaterial erzeugten,1 mittels einer Elektronenlinse (4) auf die Blende abgebildeten Beugungsringen entspricht is
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752508322 DE2508322C2 (de) | 1975-02-26 | 1975-02-26 | Anwendung der dunkelfeld-elektronenmikroskopie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752508322 DE2508322C2 (de) | 1975-02-26 | 1975-02-26 | Anwendung der dunkelfeld-elektronenmikroskopie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2508322B1 DE2508322B1 (de) | 1976-07-08 |
DE2508322C2 true DE2508322C2 (de) | 1977-02-24 |
Family
ID=5939877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752508322 Expired DE2508322C2 (de) | 1975-02-26 | 1975-02-26 | Anwendung der dunkelfeld-elektronenmikroskopie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2508322C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5130213A (en) * | 1989-08-07 | 1992-07-14 | At&T Bell Laboratories | Device manufacture involving lithographic processing |
-
1975
- 1975-02-26 DE DE19752508322 patent/DE2508322C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2508322B1 (de) | 1976-07-08 |
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