DE3703028A1 - Rastermikroskop - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rastermikroskop nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Die elektrischen Eigenschaften moderner integrierter mikro- und
optoelektronischer Bauelemente wird wesentlich von den geome
trischen Abmessungen ihrer Teilsysteme beeinflußt. Die Ein
haltung enger Maßtoleranzen ist deshalb insbesondere dann eine
unverzichtbare Voraussetzung für die Herstellung funktions
fähiger Bauelemente mit gleichbleibenden physikalisch-elektri
schen Eigenschaften, wenn sich die geometrischen Abmessungen
der mit Hilfe moderner Lithografieverfahren erzeugten Strukturen
im Mikrometer- und Submikrometerbereich bewegen.
In allen Bereichen der Entwicklung und Fertigung integrierter
mikro- und optoelektronischer Bauelemente besteht deshalb ein
steigender Bedarf an hochauflösenden abbildenden Systemen, die
eine prozeßnahe Inspektion der erzeugten Strukturen und deren
exakte Vermessung ermöglichen. Als für diese Zwecke besonders
geeignet haben sich Rasterelektronenmikroskope herausgestellt,
mit denen man Mikro- und Submikrometerstrukturen visuell beur
teilen, Fehler und Abweichungen von Sollmustern feststellen und
topographische Daten wie Längen, Breiten, Höhen oder Neigungs
winkel erfassen und auswerten kann. Bei allen Untersuchungen
der Bauelemente im Rasterelektronenmikroskop ist hierbei sicher
zustellen, daß Veränderungen des Substrats, wie sie beispiels
weise durch Kontaminationen oder Strahlenschäden auftreten
können, vermieden werden.
Konventionelle Rasterelektronenmikroskope erreichen eine Auf
lösung von wenigen Nanometern nur bei hohen Beschleunigungs
spannungen oberhalb etwa 20 kV, wo Resiststrukturen und Schal
tungen durch die hochenergetischen Elektronen geschädigt und
nicht- oder schlechtleitende Oberflächenbereiche der unter
suchten Proben aufgeladen werden. Die in der Rasterelektronen
mikroskopie übliche Metallisierung der Probe zur Unterdrückung
der die Auflösung und die Abbildungsgüte beeinträchtigenden
Aufladungen ist für die Untersuchung mikro- und optoelektro
nischer Bauelemente nicht geeignet, da deren Funktion durch
eine aufgebrachte Metallschicht gestört oder in unzulässiger
Weise verändert würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Rastermikroskop,
insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop der eingangs genann
ten Art anzugeben, mit dem hochauflösende Untersuchungen bei
niedrigen Strahlenergien durchführbar sind. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch ein Rastermikroskop nach Patentanspruch 1
gelöst.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere
darin, daß Teilchensonden mit kleinem Querschnitt auch bei
niedrigen Primärenergien erzeugt werden können. Außerdem sind
hochauflösende und nahezu aufladungsfreie Untersuchungen nicht-
oder schlechtleitender Proben gewährleistet.
Die Ansprüche 2 bis 15 sind auf bevorzugte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung gerichtet, die nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert wird.
Hierbei zeigt
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Raster
elektronenmikroskopes,
Fig. 2 ein Achtpolelement des Linsensystems zur Korrektur der
sphärischen und chromatischen Aberrationen der Objektivlinse
des Rasterelektronenmikroskops nach Fig. 1,
Fig. 3a und 3b die Objektivlinse des Rasterelektronenmik
roskops mit integriertem Ablenkelement.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Rasterelektronen
mikroskop besteht im wesentlichen aus einem Elektronenstrahl
erzeuger, vorzugsweise einer Feldemissionsquelle Q, einer Kon
densorlinse KL zur Fokussierung der von der Kathode K emittierten
und in Richtung der Anode A beschleunigten Primärelektronen
PE in ein auf der Strahlachse OA liegendes Zwischenbild ZP der
Elektronenquelle, einem Linsensystem (Korrektor) mit mindestens
vier Acht- oder Zwölfpolelementen KE₁ bis KE₄ zur Korrektur der
sphärischen und chromatischen Aberrationen der abbildenden
Linse, einem im Strahlengang unmittelbar hinter dem Korrektor
KO angeordneten zweistufigen Ablenkelement AE mit jeweils zwei
über nicht dargestellte Signalgeneratoren angesteuerten zylin
der- oder plattenförmigen Strukturen AE₁ und AE₂ und einer
elektrostatischen Objektivlinse OL zur verkleinerten Abbildung
des Zwischenbildes ZP der Quelle auf die unmittelbar unter
halb der Objektivlinse OL auf einer Halterung angeordneten
Probe PR. Als Objektivlinse OL ist eine Immersionslinse mit
Mittelelektrode KS₁ vorgesehen, deren auf dem Anodenpotential U s
liegende quellenseitige Elektrode eine ringförmige Blende RB
mit einem konzentrisch zur Strahlachse OA angeordneten und sich
in Richtung der Probe PR erstreckenden Hohlzylinder HZ auf
weist. Erfindungsgemäß sind die als Steuerelektrode wirkende,
mit einem variablen positiven Potential U m (U m <U s ) beauf
schlagte Mittelelektrode KS₁ und die auf dem Potential der
Probe PR liegende probenseitige Elektrode KS₂ der Immersions
linse OL kegelstumpfförmig ausgebildet und konzentrisch zur
Strahlachse OA angeordnet. Um die Probe PR auch in geneigtem
Zustand untersuchen und abbilden zu können, schließen die
Seitenflächen der sich in Richtung der Probe PR verjüngenden
Elektroden KS₁ bzw. KS₂ vorzugsweise einen Winkel α zwischen
etwa 30 und 70 Grad mit der Strahlachse OA ein.
Der Detektor DT zum Nachweis der auf der Probe PR von den
Primärelektronen PE ausgelösten Sekundärelektronen SE ist in
dem gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb der Immersionslinse
OL im Raumbereich zwischen der quellenseitigen und der mittleren
Elektrode RB/HZ bzw. KS₁ konzentrisch zur Strahlachse OA
angeordnet. Er besteht vorzugsweise aus einem ringförmigen
elektronensensitiven Teil, der in der Zentralbohrung des Hohl
zylinders HZ der quellenseitigen Elektrode der Immersionslinse
OL isoliert gehaltert ist. Zur Erzielung verschiedener Kon
traste ist es zweckmäßig, den Detektor in mehrere Segmente zu
unterteilen und die in den einzelnen Segmenten erzeugten Signale
in der gewünschten Weise zu kombinieren (z. B. Differenz
bildung der in zwei Halbringdetektoren erzeugten Signale oder
Unterdrückung eines der Signale). Da der Hohlzylinder HZ auf
einem etwas niedrigeren positiven Potential U s als die Mittel
elektrode KE₁ der Immersionslinse OL liegt (U m <U s ), werden
insbesondere die unter kleinen Winkeln zur Strahlachse OA
laufenden Sekundärelektronen SE in Richtung des Detektors DT
abgelenkt und nachgewiesen. Der Hohlzylinder HZ dient außerdem
der Abschirmung des primären Elektronenstrahls von der am
Detektor DT anliegenden Hochspannung von beispielsweise +10 kV
zur Nachbeschleunigung der Sekundärelektronen SE. Als Detek
toren DT kommen insbesondere die beispielsweise aus der Ver
öffentlichung von W. K. Hofkar, Philips Technische Rundschau
Nr. 12, 1966, Seite 323 bis 337 bekannten Halbleiterdetektoren
in Betracht, deren teilchensensitive Bereiche gegebenenfalls
segmentiert aufgebaut und als Metall-Halbleiter- oder p-n-
Übergang ausgebildet sind. Selbstverständlich kann man auch
Szintillator-Lichtleiterkombinationen oder Channel-Plates als
Sekundärelektronendetektoren verwenden. Ringförmige Detektoren
besitzen gegenüber anderen Detektorkonfigurationen allerdings
den Vorteil, daß man nahezu alle der im rotationssymmetrischen
elektrischen Feld der Immersionslinse OL von der Probe PR
abgesaugten Sekundärelektronen SE erfassen und nachweisen kann.
Das als Korrektor bezeichnete und aus mindestens 4 Acht-
oder Zwölfpolelementen KE₁ bis KE₄ bestehende Linsensystem KO
ist aus den Veröffentlichungen von H. Rose "Elektronenoptische
Aplanate", Optik 34, Heft 3, 1971 Seite 285 bis 311 (siehe ins
besondere Seite 308 Fig. 9) und H. Koops "Aberration Correction
in Electron Microscopy" 9th International Congress on Electron
Microscopy, Toronto 1978, Vol 3, Seite 185 bis 196 (siehe ins
besondere Seite 191, Fig. 4) bekannt. Dieses im Strahlengang un
mittelbar oberhalb des zweistufigen Ablenkelementes AE angeord
nete Linsensystem KO dient der Korrektur der Öffnungs- und Farb
fehler der Immersionslinse OL. Eines der Achtpolelemente KE i
(i=1. . . 4) des Korrektors KO ist schematisch in Fig. 2 darge
stellt. Es besteht aus acht auf dem Anodenpotential U s lie
genden inneren Polschuhen PI, die durch einen zylinderförmigen
Isolator IS von den auf Erdpotential liegenden und mit jeweils
einer Erregerspule SP umgebenen äußeren Polschuhen PA getrennt
sind. Mit jedem dieser Elemente KE i werden magnetische Quadru
pol- und Oktupolfelder zur Korrektur der Öffnungsfehler der
Objektivlinse OL erzeugt. Zur Korrektur ihres Farbfehlers wer
den elektrische Quadrupolfelder verwendet, die man mit Hilfe
eines an den Innenelektroden PI anliegenden Zusatzpotentials in
den mittleren Elementen KE₂ und KE₃ des Korrektors KO aufbaut.
Auf das quellenseitige Ablenkelement AE₁ kann verzichtet
werden, wenn man innerhalb des probenseitigen Korrektorele
mentes KE₄ zusätzlich noch elektrische Dipolfelder zur Vorab
lenkung des Primärelektronenstrahles PE erzeugt.
Vier Acht- oder Zwölfpolelemente KE₁ bis KE₄ reichen zur Korrek
tur der Öffnungs- und Farbfehler der Immersionslinse OL aus.
Die Verwendung von fünf Elementen bietet allerdings zusätzlich
die Möglichkeit, auch außeraxiale Fehler der Objektivlinse zu
korrigieren. Diese Abbildungsfehler sind in einem erfindungsge
mäßen Rasterelektronenmikroskop mit einem zweistufigen Ablenk
element AE allerdings vernachlässigbar klein, so daß man auf
ein fünftes Korrektorelement i. A. verzichten kann. Da die
Öffnungsfehler dritter Ordnung mit den Achtpolelementen KE₁ bis
KE₄ korrigierbar sind, begrenzen die mit dem Abstand zwischen
dem Korrektor KO und der Objektivlinse OL anwachsenden Öffnungs
fehler fünfter Ordnung die Auflösung. Deren Einfluß kann man
durch Verwendung zwölfpoliger Elemente im Korrektor KO erheb
lich reduzieren, ohne die Korrekturen niedrigerer Ordnung zu
beeinträchtigen.
Zur weiteren Reduktion des mit dem Abstand zwischen dem
Korrektor KO und der Immersionslinse OL anwachsenden Öffnungs
fehler fünfter Ordnung wird das zweistufige Ablenkelement AE,
wie in den Fig. 3a und 3b schematisch dargestellt, erfindungs
gemäß in die quellenseitige Elektrode der Immersionslinse OL
integriert, indem man den Hohlzylinder HZ isoliert von der
ringförmigen Blende RB anordnet, ihn in einer Ebene senkrecht
zur Strahlachse OA teilt und den oberen und unteren Zylinder
teil HZ₁ bzw. HZ₂ jeweils wieder in vier oder acht Sektoren S 1
bis S 4 untergliedert (siehe Fig. 3b). Diese auf dem Anodenpo
tential U s liegenden Segmente S 1 bis S 4 werden zur Positionie
rung des Primärelektronenstrahles PE auf der Probe PR bzw. zu
dessen zeilenförmiger Ablenkung mit geeigneten Zusatzpoten
tialen U x a bzw. U y a (Ablenkung in x- bzw. y-Richtung) beauf
schlagt. Ein weiterer Vorteil der Integration des Ablenkele
mentes in die Immersionslinse OL besteht darin, daß größere
Ablenkwinkel eingestellt (kleinerer Abstand Ablenkelement-
Linsenfeld) und damit größere Oberflächenbereiche der Probe PR
abgetastet werden können. Da der Primärelektronenstrahl PE in
zweistufigen Ablenkelementen auch bei großen Ablenkwinkeln um
den sogenannten komafreien Punkt der Objektivlinse OL gekippt
wird, werden die bei einstufigen Ablenkelementen auftretenden
außeraxialen Aberrationen (außeraxialer Linsendurchtritt des
Strahls) vermieden.
Es ist bekannt, daß sich der Ladungszustand eines von einem
Elektronenstrahl abgetasteten Oberflächenbereichs ändert, wenn
die den Ladeprozeß bestimmende Größe s (s=Ausbeute emittier
ter Elektronen= mittlere Zahl der pro auftreffenden Primär
elektron ausgelöste Sekundär- und Rückstreuelektronen) von eins
abweicht. Aufladungsfreie Untersuchungen nicht- oder schlecht
leitender Proben in einem Rasterelektronenmikroskop sind des
halb nur dann möglich, wenn die Energie E PE der Primärelektronen
mit der vom Probenmaterial abhängigen Neutralpunktenergie
E NP übereinstimmt
(E PE ≈ E NP ⇒ s(E PE ) ≈ 1).
Da die Neutral punktenergie E NP mit wenigen Ausnahmen im Energiebereich zwi schen etwa 0,5 und 4 keV liegt, müssen konventionelle Raster elektronenmikroskope mit niedrigen Beschleunigungsspannungen betrieben werden. Unter solchen Betriebsbedingungen wird aller dings der kleinste auf der Probe erreichbare Sondendurchmesser im wesentlichen durch den der Fokussierung entgegenwirkenden Boersch-Effekt und den axialen Farbfehler der abbildenden Linse begrenzt. So wächst infolge der auf dem gesamten Strahlengang zwischen Quelle und Probe wirkenden Coulomb-Abstoßung zwischen den Elektronen deren räumlicher Abstand und damit der Sonden durchmesser (lateraler Boersch-Effekt). Außerdem führt die Wechselwirkung zwischen den Elektronen in Bereichen hoher Stromdichten, also insbesondere im Elektronenstrahlerzeuger Q und den Strahlüberkreuzungspunkten (z. B. ZP in Fig. 1) zu einer Verbreiterung der Energieverteilung der Primärelektronen PE, was indirekt über den Farbfehler der Objektivlinse ebenfalls zu einer Vergrößerung des Sondendurchmessers führt. Für den die Auflösung bestimmten Sondendurchmesser d auf der Probe gilt hierbei die bekannte Beziehung
(E PE ≈ E NP ⇒ s(E PE ) ≈ 1).
Da die Neutral punktenergie E NP mit wenigen Ausnahmen im Energiebereich zwi schen etwa 0,5 und 4 keV liegt, müssen konventionelle Raster elektronenmikroskope mit niedrigen Beschleunigungsspannungen betrieben werden. Unter solchen Betriebsbedingungen wird aller dings der kleinste auf der Probe erreichbare Sondendurchmesser im wesentlichen durch den der Fokussierung entgegenwirkenden Boersch-Effekt und den axialen Farbfehler der abbildenden Linse begrenzt. So wächst infolge der auf dem gesamten Strahlengang zwischen Quelle und Probe wirkenden Coulomb-Abstoßung zwischen den Elektronen deren räumlicher Abstand und damit der Sonden durchmesser (lateraler Boersch-Effekt). Außerdem führt die Wechselwirkung zwischen den Elektronen in Bereichen hoher Stromdichten, also insbesondere im Elektronenstrahlerzeuger Q und den Strahlüberkreuzungspunkten (z. B. ZP in Fig. 1) zu einer Verbreiterung der Energieverteilung der Primärelektronen PE, was indirekt über den Farbfehler der Objektivlinse ebenfalls zu einer Vergrößerung des Sondendurchmessers führt. Für den die Auflösung bestimmten Sondendurchmesser d auf der Probe gilt hierbei die bekannte Beziehung
d = (d₀² + d F ²) 1/2
wobei d₀ den um die Coulomb-Abstoßung der Elektronen zwischen
Strahlerzeuger und Probe (Einfluß des lateralen Boersch-
Effektes) erweiterten geometrisch-optischen Sondendurchmesser
und d F den Durchmesser des durch den Farbfehler der abbilden
den Linse erzeugten Farbfehlerscheibchens bezeichnet. Die
Größe d F wiederum ist über die Beziehung
d F = 2 C F · α · Δ U/U
definiert, wobei C F die Farbfehlerkonstante der abbildenden
Linse, α die Strahlapertur, eU die Primärenergie (U=Be
schleunigungsspannung, e=Elementarladung) und e Δ U die
Breite der Energieverteilung der Elektronen bezeichnet. Eine
weitere Verbesserung der Auflösung des Rasterelektronenmikroskops
nach Fig. 1 kann daher insbesondere durch eine Reduk
tion des lateralen und energetischen Boersch-Effektes im
Strahlerzeuger und in der elektronenoptischen Säule erreicht
werden. Da der Einfluß des lateralen Boersch-Effektes mit
wachsender kinetischer Energie eU abnimmt (Verkürzung der Lauf
zeit der Elektronen zwischen Quelle und Probe), die Breite der
Energieverteilung e Δ U der Primärelektronen infolge des ener
getischen Boersch-Effektes aber deutlich zunimmt, sollten die
Elektronen den ersten Strahlüberkreuzungspunkt (Quellen-cross
over) mit niedriger Energie durchlaufen (kleine relative
Energiebreite e · Δ U/eU), um sie anschließend auf hohe Energien
zu beschleunigen und erst kurz vor dem Erreichen der Probe auf
die gewünschte niedrige Endenergie abzubremsen. Um den nach
teiligen Einfluß des Boersch-Effektes auf den Sondendurchmesser
in einem erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop nach Fig. 1
für Elektronenendenergien von 0,2-5 keV zu minimieren, können
die Elektroden des Strahlerzeugers K, A und der Objektivlinse
OL beispielsweise mit folgenden Potentialen beaufschlagt
werden:
Elektronenstrahlerzeuger Q
Kathode K U₀ = -0,2 bis -5 kV Anode A U s = +10 bis +30 kV
Kathode K U₀ = -0,2 bis -5 kV Anode A U s = +10 bis +30 kV
Immersionslinse
quellenseitige ElektrodeU HZ = U RB = U s HZ, RB
Mittelelektrode KS₁U KS 1 = 1,1 U s bis 2,5 U s probenseitige Elektrode KS₂U KS 2 = 0 V
quellenseitige ElektrodeU HZ = U RB = U s HZ, RB
Mittelelektrode KS₁U KS 1 = 1,1 U s bis 2,5 U s probenseitige Elektrode KS₂U KS 2 = 0 V
Probe PR U PR = 0 V
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So
kann das Rasterelektronenmikroskop mit weiteren, im Strahlen
gang oberhalb des Korrektors KO angeordneten Kondensorlinsen
und einem Strahlaustastsystem für stroboskopische Potential
kontrastaufnahmen ausgestattet sein. Es ist auch keineswegs
notwendig die Elektrode KS₂ der Immersionslinse OL und die
Probe PR auf das gleiche Potential zu legen. Die Primärelek
tronen können selbstverständlich auch erst außerhalb des
Strahlerzeugers Q auf hohe kinetische Energien beschleunigt
werden. In diesem Fall liegen der Korrektor KO und die quellen
seitige Elektrode HZ, RB der Immersionslinse vorzugsweise auf
dem Potential der die Primärelektronen beschleunigenden
Elektrodenanordnung.
Zum Nachweis der Rückstreuelektronen RE kann das Rasterelektro
nenmikroskop noch mit einem zweiten Detektor DR ausgestattet
sein, den man, wie in Fig. 1 dargestellt, beispielsweise seit
lich oberhalb der Probe PR anordnet. Dieser Detektor kann aber
auch anstelle des Sekundärelektronendetektors DT innerhalb
der Immersionslinse angeordnet werden.
Anstelle der Feldemissionsquelle Q kann man selbstverständlich
auch andere strahlerzeugende Systeme verwenden.
Als Primär- und Sekundärteilchen kommen beispielsweise auch
Ionen und andere geladene Teilchen in Betracht.
Wird in einem erfindungsgemäßen Rastermikroskop ein einstu
figes Ablenkelement zur Positionierung des Primärstrahls ver
wendet, so sollte das die Aberrationen der Immersionslinse
korrigierende Linsensystem (KO) aus fünf Acht- oder Zwölfpol
elementen bestehen (Korrektur der durch den außeraxialen
Linsendurchtritt bedingten Aberrationen).
Anstelle der elektrischen Ablenkelemente können selbstverständ
lich auch ein- oder zweistufige magnetische Ablenkelemente ver
wendet werden.
Claims (15)
1. Rastermikroskop mit einem Strahlerzeuger (Q), einem ersten
Linsensystem (KL) zur Bündelung eines primären Teilchenstrahls
(PE), einem zweiten Linsensystem (OL) zur Fokussierung des
Teilchenstrahls (PE) auf eine Probe (PR), einem Ablenkelement
(AE) zur Positionierung des Teilchenstrahls (PE) auf der Probe
(PR) und einem Detektorsystem (DT) zum Nachweis der auf der
Probe (PR) ausgelösten sekundären oder rückgestreuten Teilchen
(SE, RE), dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Linsensystem eine Immersionslinse (OL) mit Mittelelek
trode (KE₁) als Objektivlinse aufweist und daß das Detektor
system (DT) innerhalb der Immersionslinse (OL) angeordnet ist.
2. Rastermikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die quellenseitige Elektrode (RB, HZ)
der Immersionslinse (OL) auf einem ersten positiven Potential
(U s ) liegt und daß die Mittelelektrode (KS₁) der Immersions
linse (OL) mit einem höheren zweiten positiven Potential (U m )
beaufschlagt ist.
3. Rastermikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die quellenseitige Elektrode
(HZ, RB) der Immersionslinse (OL) auf dem Potential (U s ) einer
teilchenbeschleunigenden Elektrode (A) des Rastermikroskops
liegt.
4. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die probenseitige Elektrode
(KS₂) der Immersionslinse (OL) und die Probe (PR) auf dem
gleichen Potential liegen.
5. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (KS₁)
und die probenseitige Elektrode (KS₂) der Immersionslinse je
weils kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
6. Rastermikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mantelfläche der Mittelelektrode
(KS₁) und der probenseitigen Elektrode (KS₂) der Immersions
linse (OL) jeweils einen Winkel zwischen 30 und 70 Grad mit
der Strahlachse (OA) des Rastermikroskops einschließt.
7. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die quellenseitige Elek
trode (RB, HZ) der Immersionslinse (OL), einen konzentrisch zur
Strahlachse (OA) angeordneten ringförmigen Teil (RB) und einen
in dessen Bohrung angeordneten, sich in Richtung der Probe (PR)
erstreckenden Hohlzylinder (HZ) aufweist.
8. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Detektorsystem (DT)
ringförmig ausgebildet und zwischen der quellenseitigen
Elektrode (HZ, RB) und der Mittelelektrode (KS₁) der Immer
sionslinse (OL) konzentrisch zur Strahlachse (OA) angeordnet
ist.
9. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dem zweiten Linsensystem
(OL) ein im Strahlengang oberhalb der Immersionslinse (OL)
angeordnetes, aus mindestens vier Acht- oder Zwölfpolelementen
(KE₁ bis KE₄) bestehendes weiteres Linsensystem (KO) zur Korrek
tur der Farb- und Öffnungsfehler des zweiten Linsensystems
vorgelagert ist.
10. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das weitere Linsensystem
(KO) aus fünf Acht- oder Zwölfpolelementen besteht.
11. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (AE) im
Strahlengang zwischen dem weiteren Linsensystem (KO) und dem
zweiten Linsensystem (OL) angeordnet ist.
12. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (AE) in
die quellenseitige Elektrode (RB, HZ) der Immersionslinse (OL)
integriert ist.
13. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ge
kennzeichnet durch ein zweistufiges Ablenkele
ment (AE₁, AE₂).
14. Rastermikroskop nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Hohlzylinder (HZ) der quellenseiti
gen Elektrode isoliert angeordnet und in einer Ebene senkrecht
zur Strahlachse (OA) unterteilt ist und daß der obere und un
tere Teil des Hohlzylinders (HZ₁, HZ₂) jeweils aus vier oder
acht Segmenten (S₁ bis S₄) besteht.
15. Rastermikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Linsensystem
mindestens eine magnetische Linse (KL) aufweist.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3938660A1 (de) * | 1989-11-21 | 1991-05-23 | Integrated Circuit Testing | Korpuskularstrahlgeraet |
EP0440901A2 (de) * | 1990-01-10 | 1991-08-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für HalbleiterprÀ¼ftechnik mbH | Ionenstrahlgerät sowie Verfahren zur Durchführung von Potentialmessungen mittels eines Ionenstrahles |
DE19549022A1 (de) * | 1994-12-28 | 1996-07-11 | Hitachi Ltd | Rasterelektronenmikroskop und Probenbetrachtungsverfahren mittels eines solchen |
DE19845329C2 (de) * | 1998-03-10 | 2001-09-27 | Erik Essers | Rasterelektronenmikroskop |
US6590210B1 (en) | 1998-03-10 | 2003-07-08 | Erik Essers | Scanning electron microscope |
EP1492151A2 (de) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Jeol Ltd. | Mehrpol-Linse, Ladungsträgerteilchenstrahlgerät mit einer Mehrpol-Linse und Herstellungsverfahren einer Mehrpol-Linse |
US6949744B2 (en) | 2003-04-17 | 2005-09-27 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Electron microscopy system, electron microscopy method and focusing system for charged particles |
WO2006015732A1 (de) | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Elektronenstrahlgerät |
EP1305816B1 (de) * | 2000-04-24 | 2010-12-29 | Fei Company | Sammeln von sekundärelektronen durch die objektivlinse eines rasterelektronenmikroskops |
DE102009052392A1 (de) * | 2009-11-09 | 2011-12-15 | Carl Zeiss Nts Gmbh | SACP-Verfahren und teilchenoptisches System zur Ausführung eines solchen Verfahrens |
US8129693B2 (en) | 2009-06-26 | 2012-03-06 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Charged particle beam column and method of operating same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4551625A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Spectrometer objective for particle beam measurement technique |
EP0180723A1 (de) * | 1984-08-13 | 1986-05-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Korpuskularstrahlgerät |
-
1987
- 1987-02-02 DE DE19873703028 patent/DE3703028A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4551625A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Spectrometer objective for particle beam measurement technique |
EP0180723A1 (de) * | 1984-08-13 | 1986-05-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Korpuskularstrahlgerät |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
9th Int.Congr. on Electron Microscopy, Toronto 1978, Bd. 3, S. 185-196 * |
DE-Z: Optik, Bd. 34, 1971, S. 285-311 * |
NL-Z: Philips Techn. Rundschau, Nr. 12, 1966, S. 323-327 * |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3938660A1 (de) * | 1989-11-21 | 1991-05-23 | Integrated Circuit Testing | Korpuskularstrahlgeraet |
EP0440901A2 (de) * | 1990-01-10 | 1991-08-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für HalbleiterprÀ¼ftechnik mbH | Ionenstrahlgerät sowie Verfahren zur Durchführung von Potentialmessungen mittels eines Ionenstrahles |
EP0440901A3 (en) * | 1990-01-10 | 1991-11-06 | Ict Integrated Circuit Testing Gesellschaft Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | Ion beam apparatus as well as a process to perform potential measurements by means of an ion beam |
DE19549022A1 (de) * | 1994-12-28 | 1996-07-11 | Hitachi Ltd | Rasterelektronenmikroskop und Probenbetrachtungsverfahren mittels eines solchen |
DE19549022C2 (de) * | 1994-12-28 | 2001-05-31 | Hitachi Ltd | Rasterelektronenmikroskop und Probenbetrachtungsverfahren mittels eines solchen |
DE19845329C2 (de) * | 1998-03-10 | 2001-09-27 | Erik Essers | Rasterelektronenmikroskop |
US6590210B1 (en) | 1998-03-10 | 2003-07-08 | Erik Essers | Scanning electron microscope |
EP1305816B1 (de) * | 2000-04-24 | 2010-12-29 | Fei Company | Sammeln von sekundärelektronen durch die objektivlinse eines rasterelektronenmikroskops |
US6949744B2 (en) | 2003-04-17 | 2005-09-27 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Electron microscopy system, electron microscopy method and focusing system for charged particles |
EP1492151A3 (de) * | 2003-06-24 | 2006-08-02 | Jeol Ltd. | Mehrpol-Linse, Ladungsträgerteilchenstrahlgerät mit einer Mehrpol-Linse und Herstellungsverfahren einer Mehrpol-Linse |
EP1492151A2 (de) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Jeol Ltd. | Mehrpol-Linse, Ladungsträgerteilchenstrahlgerät mit einer Mehrpol-Linse und Herstellungsverfahren einer Mehrpol-Linse |
WO2006015732A1 (de) | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Elektronenstrahlgerät |
US8431894B2 (en) | 2004-08-03 | 2013-04-30 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Electron beam device |
US8129693B2 (en) | 2009-06-26 | 2012-03-06 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Charged particle beam column and method of operating same |
US8558190B2 (en) | 2009-06-26 | 2013-10-15 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Charged particle beam column and method of operating same |
DE102009052392A1 (de) * | 2009-11-09 | 2011-12-15 | Carl Zeiss Nts Gmbh | SACP-Verfahren und teilchenoptisches System zur Ausführung eines solchen Verfahrens |
US9093246B2 (en) | 2009-11-09 | 2015-07-28 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | SACP method and particle optical system for performing the method |
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