JPS6255616A - 走査型顕微鏡の作動方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走査型顕微鏡、特に走査型レーザー顕微鏡の
作動方法および本方法の実施のための装置に関する。

〔従来の技術〕

高密度集積回路の検査は通常、計算機により制御される
検査装置により行われる。しかしながら、これらの検査
装置で高い時間的費用をかけて行われる検査はたいてい
の場合に不完全である。なぜならば、欠陥の存在はそれ
ぞれ供給されるビットパターンに関係して被検査回路の
出力端で測定される電圧レベルの解析により確かに認識
され得るが、位置特定は非常に困難を伴うからである。

従って、特に開発段階の間に追加的な測定が高密度集積
回路の内部で行われなければならない、これらの目的に
特に通したものとして、マイクロエレクトロニック部品
の開発および製造のすべての範囲で使用される電子線測
定法が知られている。しかしながら、たいてい変形され
た走査型電子顕微鏡により行われるこの測定方法は高い
装置費用を必要とし、また特に不活性化層を設けられて
いる部品では測定精度を損なう試料表面の充電に通ずる
。

従って、電子線測定装置とならんで、無負荷で作動する
光学的な走査型顕微鏡、特に走査型レーザー顕微鏡が使
用される（アール・ミューラー（Ｒ，Ｍｕｌｌｅｒ　ｒ
マイクロエレクトロニックデバイスの検査用の走査型レ
ーザー顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ＬａｓｅｒＭｉｃｒ
ｏｓｃｏｐｅ　ｆｏｒ　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　
ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓ）　Ｊ
　、シーメンス研究開発報告（ＳｉｅｍｅｎｓＦｏｒｓ
ｃｈｕｎｇｓ−ａｎｄ　ＩＥｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇｓｂ
ｅｒｉｃｈｔｅ）、第１３巻（１９８４年）第１号、第
９〜１４頁）。

走査型レーザー顕微鏡の構成および作動の仕方はたとえ
ば国際光学技術学会論文集（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ
　　ｔｈｅ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　　５ｏｃ
ｉｅｔｙ　　ｆｏｒ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ）　：レーザー走査および記録の進歩（Ａ
ｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｌａ５ｅｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ
　ａｎｄ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）　、１９８３年４月１
９〜２０日、スイス（ジュネーブ）のウィルケ（ＶＪｉ
ｌｋｅ）の論文「マイクロスコピーにおけるレーザー走
査」に記載されている。

走査型レーザー顕微鏡内で試料、特に集積回路を検査す
るためには、それらの表面が点ごとに微細に集束された
レーザービームにより走査され、その際に半導体部品内
の試料物質とレーザービームとの相互作用が電子−正孔
対の発生に通ずる。

ｐｎ接合の範囲内でのこれらの電子−正孔対の分離によ
り生じ外部電流回路内で測定可能な光電流がレーザービ
ームと同期してスクリーン上を偏向させられる陰極線管
の電子線の強度の変関のために利用されると、回路の内
部のｐｎ接合の二次元表示が得られる。

一層ビームと試料物質との可能な相互作用がその走査速
度により影響され得ることは知られている。試料表面の
各位置で所望の物理的効果を一層ビームにより発生させ
、たとえば光電流を介して検知し得ることを保証するた
めには、これまで試料を非常に遅い走査速度で走査する
ことを強いられた。このことは特に、検査の間に低い駆
動速度で作動させられなければならないマイクロエレク
トロニック部品では非常に長い撮像時間を要することに
通ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、撮像時間を短縮し、またそのつどの検
査のために必要な一層ビームと試料との相互作用が確実
にすべての適当な点において発生されかつ検知され得る
走査型顕微鏡の作動方法を提供することである。さらに
、駆動装置により作動せしめられる試料がそのつどの走
査点で同一の特定の作動状態にあることが保証されなけ
ればならない。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項に
記載の方法により達成される。

特許請求の範囲第２項ないし第９項には特許請求の範囲
第１項による方法の好ましい実施態様があげられており
、また特許請求の範囲第１０項ないし第１６項には本方
法を実施するための有利な装置があげられている。

〔発明の効果〕

本発明により達成可能な利点は特に、試料に関係する撮
像時間が得られ、撮像時間が最小化され、また試料を所
望の相互作用の場合にのみ駆動すればよいことである。

追加的な利点として、試料との相互作用は一層ビームの
強度の制御を介して特定の選択可能な時間間隔に制限さ
れ、それによって試料が保護され、またたとえば信号処
理装置から供給された測定値の解析が容易にされる。

〔実施例〕

以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

光学的な走査型顕微鏡のビーム経路の概要が第１図に示
されている。光学的な走査型顕微鏡では通常、可視光の
波長範囲内で作動するレーザーＬ　′が強度の強い光源
として使用される。光源としてレーザーはなかんずく、
そのビームが高いコリメーショングレードの結果として
、装置内のビーム経路が長い場合にも収束が良好に行わ
れ得るという利点を有する。検査すべき試料ＰＲ上に微
細な一次ビームＰＢを発生するためには、プローブとし
ての役割をするレーザービームが鏡Ｍ１反照検流形ＳＭ
Ｉおよび３Ｍ２およびレンズＬｌないしＬ４から成る系
を介して対物レンズＯＬの入射瞳に入射させられる。そ
のためにビームは先ず望遠鏡ＴＨにより拡げられて対物
レンズＯＬの入射瞳の直径に適合されなければならない
。続いてビームはたとえば２つの高精度反照検流計ｓＭ
ｌおよび３Ｍ２から成る走査装置を介して導かれる。レ
ーザービームが対物瞳内に位置的に静止していること、
すなわち回転点として瞳のみを有する角度運動を行うこ
とを保証するため、直交軸線の回りを振動する両反照検
流計ＳＭＩお３Ｍ２はテレセントリック光学系Ｌ１ない
しＬ４により対物レンズＯＬの入射瞳内に結像される。

対物レンズＯＬにより試料表面上に収束されて、その直
径を減ぜられたレーザービームＰＢによる試料ＰＲの点
ごとの走査は、第１図には示されていないディジタル走
査発生器を介して反照検流計ＳＭＩおよび３Ｍ２の適当
な駆動により行われる。

試料の像を得るため、たとえば試料表面がら反射された
ビームを検出器に供給し得る。いわゆる入射光像を発生
するためには、対物レンズ内へ後方散乱されて反照検流
計ＳＭＩおよび３Ｍ２および半透明鏡ＢＳを介して出射
されたビームＲＢがたとえば光電子増倍管ＰＭ内で検出
され、その出力信号がレーザープローブＰＢと同期して
スクリーン上を偏向されるディスプレイＣＲＴの電子ビ
ームの強度を変調する。

これらの通常の光学顕微鏡による検査とならんで光学的
な走査型皿′４に鏡によっても走査型電子顕微鏡によっ
ても高密度集積回路の機能の検査または品質管理を行う
ことができる。これはたとえば、レーザープローブによ
り回路内に誘導された電流分布の表示、従ってまたｐｎ
接合の表示のために使用される０ＢＩＣ（光学ビーム誘
導電流）と呼ばれる方法（または電子プローブを使用す
る際のＥＢ　Ｉ　Ｃ）により行われる０回路の適当な駆
動により論理状態の表示または光学的に不可視の表面効
果または中断の！！！識も可能である。

集積回路の開発者にとって特に関心があるのは、いわゆ
るラッチ・アップ効果に対する０ＭＯ３構造の特性検査
である。０Ｍ０５回路内のラッチ・アップ効果の物理的
原因および検知はアール・ミューラーの前記印刷物に詳
細に記載されている（ここでは特に第２章「ラッチ・ア
ップ効果の調査」、第１２〜１４頁を参照）、０Ｍ０３
回路の正常作動中にラッチ・アップ効果は電子−正孔対
の熱発生により、またはイオン化放射（たとえばアルフ
ァ放射）によりトリガされ、場合によっては部品の損傷
に通じ得る。従って、特別に高いラッチ・アップ感度を
有する０Ｍ０３回路の弱い個所を発見し、再設計で改良
するべく努められている。

第２図に示されている本発明による装置により以下にラ
ッチ・アップ効果に対する０ＭＯ３構造の特性検査を例
として、いかにして走査型レーザーＳ微鏡内で本発明に
よる方法によりこのような検査のために必要な一次ピー
ムＰＢと試料ＰＲ（定格周波数で作動する集積ＣＭＯ３
回路）との相互作用（電子−正孔対の発生によるｎｐｎ
ｐまたはｐｎｐｎ構造の点弧）が確実に各点において発
生かつ検知され得るか、またいかにして試料ＰＲがその
つどの走査時点で同一の特定の作動状態にあることが保
証されるかを説明する。

本発明による方法はもちろんこの応用に限定されず、−
次ビームによる試料の走査の際に一次ビームと試料との
相互作用に基づいて導き出され得る二次信号が走査速度
の制御のために利用され得るところにはどこにでも応用
可能である。このことは特に、たとえば外部電流回路内
で測定可能な光電流が走査速度を制御し得るマイクロエ
レクトロニック部品における前記の０ＢＩＣまたはＥＢ
ＩＣ検査に当てはまる。

第２図には再び著しく簡単化して第１図による走査型レ
ーザー顕微鏡のプローブ形成部が示されている。レーザ
ーから発生されたほぼ単色の放射は走査装置ＳＵを介し
て行ごとにラッチ・アップ効果に対する特性を検査すべ
き定格周波数で作動するＣＭＯ３回路ＰＲの表面上を偏
向される。この場合、レーザーと走査装置ＳＵとの間の
ビーム経路内に第１図には示されていない変調器ＭＯＤ
がビーム強度の偏向のために配置されていることは有利
である。そのつどの衝突点でレーザービームＰＢと半導
体材料との相互作用により発生されてｐｎ接合の範囲内
で分離される電子−正孔対は供給電流の上昇、従ってま
た信号処理装置ＳＰＵ内で測定可能な電流に通ずる０回
路構造または設計に基づいて高い場の強さおよび場の勾
配が生ずる半導体部品ＰＲの範囲内で、光学的に発生さ
れた電荷キャリア対はｐｎｐｎまたはｎｐｎｐ構造の点
弧またはトランジスタの導通に通じ得る。サイリスタに
類似の構造の点弧は著しく高められた電流受入れ、従っ
てまた強い局部的な加熱および最後に回路ＰＲの損傷に
通ずる。従って、このような弱い個所の位置特定は特に
０Ｍ０３回路の開発段階の間に決定的に重要である。

ラッチ・アップ効果は高められた電流受入れによるトラ
ンジスタの導通と同様に信号処理装置ＳＰＵにより検知
され得る。ラッチ・アップの生起は自己保存効果として
レーザープローブＰＨの強度に無関係にしきい値以下へ
の供給電圧の減少によってのみ回避され得るが、トラ少
ジスタは減ぜられたと−ふ強度において再び阻止状態に
移行する。ラッチ・アップ検査は一般に定格周波数で作
動するＣＭＯ３回路において行うべきである。従って、
回路ＰＲ内で、部品ＰＲの作動のために必要な供給電圧
をも供給する駆動装置ＰＡを介してサイクリックに供給
する検査プログラムを完了させる。

ラッチ・アップの生起は一般に回路ＰＲの作動状態に関
係する。検査すべきＣＭＯ３回路ＰＲがそのつどの走査
時点で表面上の走査位置に無関係に同一の特定の作動状
態にあることを保証子るため、走査装置ＳＵに対する偏
向電圧を発生する走査発生器Ｇは試料駆動装置ＰＡから
信号線ＳＬ３を経て与えられる信号により、供給された
検査プログラムの少な（とも１つのサイクルまたは１つ
のサイクルの関心のある部分が完了した時に初めて次の
測定点へのレーザープローブＰＢの位置決めをするよう
に作動する。それとならんで、信号線ＳＬ２を経て試料
駆動装置ＰＡから変調器ＭＯＤ゛に与えられるレリーズ
信号によりレーザープローブＰＢをスイッチオフし、ま
たはその強度を減じ、こうして回路ＰＲを保護し、また
はたとえばトランジスタの回路状態を望ましくない仕方
で変更する意図せざる相互作用を避けることが可能であ
る。前記のように、電荷キャリア対の光学的発生により
半導体部品内のサイリスクに類似の構造の点弧またはト
ランジスタの導通が生じ得る。両効果は明らかに高めら
れた電流受入れ、従ってまた信号処理装置ＳＰＵの出力
端における高い出力信号に通じ、この出力信号が続いて
後段に接続されているコンパレータｃＭｐ′内で所与の
しきい値と比較され、かつ評価される。コンパレータＣ
ＭＰの代わりに、たとえば窓弁別器を使用することもで
きる。信号線ＳＬＩを経て、ディスプレイＣＲＴの電子
線の強度の変調のために利用されるコンパレータＣＭＰ
の出力信号は試料駆動装置ＰＡの１つの入力端にも供給
される。信号処理装置ＳＰＵの出力信号が所与のしきい
値ＳＷの下側にあれば、走査発生器Ｇは試料駆動装置Ｐ
Ａから信号線ＳＬ３を経て与えられる信号により、検査
プログラムの完了の後にレーザープローブＰＢを次の測
定点に位置決めするように作動する。それに対して、回
路ＰＲの１つの点で測定された信号レベルが当該のしき
い値を超えていれば、後記の過程が完全に完了するまで
レーザープローブＰＢは当該の測定点に位置決めされた
状態にとどまる。その後に初めて試料駆動装置ＰＡが信
号線ＳＬ３を経て走査発生器Ｇを次の測定点の開始のた
めにレリーズする。

サイリスタに類似の構造の点弧とトランジスタの導通と
を区別するために、信号処理装置ＳＰＵの評価された出
力信号を時限要素ＺＧを介して強度変調器ＭＯＤに供給
することによって、レーザープローブＰＢのスイッチオ
フまたはその強度の減少が行われなければならない。ビ
ーム強度の減少にもかかわらず信号処理装置ＳＰＵが引
き続きしきい値ＳＷを超える出力信号を供給すれば、当
該の測定点にランチ・アップが生じているに違いなく、
その出力信号はレーザープローブＰＢと同期してディス
プレイＣＲＴのスクリーン上を偏向される電子線の強度
の変調のために利用され得る。

サイリスタに［（ｆｆｌの構造にレーザープローブＰＢ
により生じた点弧を消すためには、試料駆動装置ＰＡが
信号線ＳＬＩを経て与えられる信号により、供給電圧を
減少させ、点弧の抑制後に再び供給電圧を所望のレベル
に高め、また回路ＰＲを所望の作動状態にもたらす、こ
の時間の間に再び信号線ＳＬ２を経て与えられる信号に
より一次ビームＰＨの強度を減することができる。検査
すべき回路ＰＲが再び所望の作動状態にあり、かつ検査
プログラムの少なくとも１つのサイクルまたは１つのサ
イクルの関心のある部分が完全に完了していれば、試料
駆動装置ＰＡが信号線ＳＬ３を経て走査発生器Ｇをレリ
ーズし、従って走査発生器Ｇは−次ビームＰＢを次の測
定点に位置決めする。

信号処理装置ＳＰＵの評価された出力信号に関係して、
ここで再び上記の過程が完了され、またはレーザープロ
ーブＰＢが検査プログラムの少なくとも１つのサイクル
の終了の後に直ちに次の測定点に位置決めされる。

ラッチ・アップが生ずる範囲の位置特定は、測定の間に
回路ＰＲの像を反射された光で記録しかつ同時にディス
プレイＣＲＴ上に表示するならば、顕著に容易にされる
。第２図には、その概要が第１図から公知の入射光経路
ＲＢとスイッチＳを介してディスプレイＣＲＴと接続さ
れている信号処理装置ＳＰＵの制御線ＳＬ４とにより示
されている。

本発明の方法により達成可能な利点は特に、ランチ・ア
ンプが生ずる回路ＰＲの範囲のみが低い速度で走査され
、関心のない範囲は高められた速度で走査されることで
ある。それにより、公知の装置に比較して、同一の位置
分解能および感度において撮像時間が著しく短縮される
。

技術的理由から試料駆動装置ＰＡを介しての走査発生器
Ｇの駆動が可能でなければ、前記の検査サイクル（プロ
グラムループの完了、またはラッチ・アップの生起の際
には追加的にビーム強度および供給電圧の減少、または
所定値への供給電圧の上昇など）が試料表面の各測定点
において少なくとも１回完全に処理されたことが確認さ
れていなければならない。このことは、本発明によれば
、第３図による装置により達成される。第２図中の要素
と同一の第３図中の要素には同一の符号が付されている
。第１図に示されている装置と異なり、当該の測定点上
のレーザープローブＰＢの滞在時間、従ってまた走査速
度の制御は、観察された効果（ラッチ・アップあり、ま
たはラッチ・アップなし）およびそれに基づいて実行す
べき検査サイクルに関係して、試料駆動装置ＰＡから発
生される信号を介してではなく、走査発生器Ｇの■ＣＯ
（電圧制御発振器）に設定可能な時限要素ＺＧ１を介し
て供給される信号処理装置ＳＰＵの評価された出力信号
を介して行われる。それにより走査発生器Ｇは、信号処
理装置ＳＰＵの出力信号がコンパレータＣＭＰ内に予め
与えられているしきい値ＳＷを、たとえばサイリスタに
類似の構造の点弧の際に超過する時には常に、第１の走
査速度からそれよりも低い第２の走査速度へ切゛換えら
れる。

それに対して、当該の測定点において記録された出力信
号がこのしきい値ＳＷの下側にあれば、走査速度は不変
にとどまる。走査速度に関係する１つの測定点上の一次
ビームＰＨの滞在時間は、低い第２の走査速度を介して
ＣＭＯ３回路ＰＲの電流受入れが高められている場合に
は、確実にサイリスタに類似の構造の点弧とトランジス
タの導通とを区別し得るように予め与えられていなけれ
ばならない。ラッチ・アップ効果を検知するための個々
の過程については既に第２図に示されている装置に関連
して詳細に説明した。これらの過程により定められた検
査サイクルが少なくとも１回完全に完了されたことを確
認するため、当該の測定点上の一次ビームＰＢの滞在時
間ｔ〔２）ａｓは検査サイクル（供給電圧およびビーム
強度の減少など）の実行のために必要な時間ｔｚよりも
少なくとも２倍だけ大きく選定されなければならない（
ｔ（２）ＰＲ＃２ｔＺ）１１相応のことが、高められた
電流受入れが観察されない測定点にも当てはまる。これ
らの点では、高い走査速度により決定される滞在時間ｔ
（１）、、は、回路ＰＲ内へ供給された検査プログラム
が少な（とも１回完全に完了され得るように予め与えら
れる。安全性の理由から、この場合にも、滞在時間ｊ（
１）、、は検査サイクルの完了のために必要な時間ｔｔ
ｐよりも２倍だけ大きく選定されなければならない（Ｅ
（１）ｐ　Ｂ’２　ｊ　Ｔｐ）・ 走査と駆動との同期が行われていないために、第３図の
装置では撮像時間が長くなるという不利益を甘受しなけ
ればならない。−次ビームＰＢの位置変化は第２図によ
る装置では正確に検査サイクルまたは検査プログラムの
実行のために必要な時間ｔ２またはｔＴ９の経過後に行
われるが、−次ビームＰＢは第３図による装置では同一
の検査サイクルまたは同一の検査プログラムに対してほ
ぼ２倍長くそのつどの測定点に位置決めされた状態にと
どまる。この制約にもかかわらず撮像時間は明らかに公
知の装置の撮像時間よりも短い、なぜならば、検査すべ
き効果（ここではラッチ・アップ）が生ずる範囲のみが
低い走査速度で走査されるからである。

第３図による装置の好ましい実施例によれば、信号処理
装置ＳＰＵの評価された出力信号はオアゲートＯＧの第
１の入力端に供給され、その出力端は走査発生器Ｇの制
御入力端Ａと接続されている。この場合、評価された出
力信号はモノフロップＭＦＩのクロック入力端にも供給
され、その出力端は第２のモノフロップＭＦ２のクロッ
ク入力端とＣＭＯ３回路ＰＲ上のレーザープローブＰＢ
の運動方向を反転する走査発生器Ｇの入力端Ｂとにも接
続されている。モノフロップＭＦ２の出力信号は最後に
オアゲート○Ｇの第２の入力端に供給される。信号処理
袋ＷＳＰＵの出力信号が所与のしきい値ＳＷを超過する
と直ちに、モノフロップＭＦＩが切換わり、その出力端
に１つの信号を供給し、この信号が走査発生器Ｇの入力
端ＢにおいてレーザープローブＰＢの走査方向の反転を
、また信号線ＳＬ５を経てディスプレイＣＲＴの電子線
の進行方向の反転を生じさせる。この場合、レーザープ
ローブＰＢおよびディスプレイＣＲＴの電子線の復帰跳
曜の大きさはモノフロップＭＦ１から発生される出力信
号の長さにより決定されている。この復帰跳曜は有利な
仕方で高い第１の走査速度で行われる。場合によっては
、ディスプレイＣＲＴは復帰跳■の間は暗く輝度変調さ
れ得る。１！Ｌ帰跳躍の終了後にレーザープローブＰＢ
およびディスプレイＣＲＴの電子線は再び前方に偏向さ
れ、その際にモノフロップＭＦＩから発生される出力信
号の縁により切換えられるモノフロップＭＦ２がその固
有時間の間に１つの信号を発し、この信号がオアゲート
ｏＧを介して走査発生器Ｇの制御入力端Ａに供給され、
また、たとい信号処理装置ＳＰＵの出力信号がこの復帰
跳曜の結果としてしきい値ＳＷの上側にもはや位置しな
いとしても、走査発生器Ｇを低いほうの第２の走査速度
で切換える。

この実施例により、−次ビームＰＢが高い走査速度の結
果として、ランチ・アップが生ずる０Ｍ０３回路の範囲
に到達した際にこの範囲の限界をディスプレイＣＲＴの
スクリーン上の表示中に不正確にしか再現しないという
問題点が回避され得る。

本発明による方法の好ましい実施例によれば、検査すべ
き回路ＰＲのより大きな表面範囲の第１の迅速な走査の
間に個々の測定点で得られた信号処理装置ＳＰＵの出力
信号がたとえば計算機内に一時記憶される。この迅速な
展望測定の後に、回路ＰＲの高められた電流受入れが検
知可能であった範囲が再び低いほうの第２の走査速度で
走査されて、ディスプレイＣＲＴのスクリーン上に表示
される。

走査発生器Ｇの好適な部分回路が第４図に示されている
。この部分回路は、入力端Ａに与えられる信号によりク
ロック周波数が影響される１つのクロック発振器Ｇ１か
ら成っている。このクロック発振器Ｇ１は電圧制御発振
器（ＶＣＯ）とも呼ばれる。後段に接続されているカウ
ンタｚ１はクロック発振器Ｇ１から発せられたパルスを
計数し、その際にディジタル−アナログ変換器ＤＡＣを
介してそのつどの計数結果に相当する振幅のアナログ信
号が導き出される。この信号は初期値への周期的なカウ
ンタＺ１のリセットの際に鋸歯状の偏向電圧を表し、こ
の偏向電圧が出力端Ｃを介して出力される。試料表面上
の一次ビームＰＢの偏向方向を反転するためには、走査
発生器Ｇがその入力端Ｂを介して、カウンタＺ１の計数
方向を反転する信号により駆動される。

Ｘ偏向電圧およびＹ偏向電圧を発生するための走査発生
器Ｇが第４図に示されている形式のそれぞれ１つの回路
を含んでいることは目的にかなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は走査型レーザー顕微鏡のビーム経路を示す図、
第２図は本発明による方法を実施するた５　めの第１の
装置のブロック図、第３図は本発明による方法を実施す
るための第２の装置のブロック図、第４図は第３図によ
る装置の部分回路のブロック図である。 ＣＭＰ・・・コンパレータ、ＣＲＴ・・・ディスプレイ
、ＤＡＣ・・・ディジタル−アナログ変換器、Ｇ・・・
走査発生器、Ｇ１・・・クロック発振器、Ｌ・・・レー
ザー、Ｌ１〜Ｌ４・・・テレセンドリンク光学系、ＭＦ
Ｉ、ＭＦ２・・・モノフロップ、ＭＯＤ・・・変調器、
ＯＬ・・・対物レンズ、ＰＡ・・・試料駆動装置、ＰＢ
・・・−次ビーム、ＰＲ・・・試料、ＳＭＩ、３Ｍ２・
・・反照検流計、ＳＰＵ・・・信号処理装置、ＳＵ・・
・走査装置、ＴＥ・・・望遠鏡、Ｚｌ・・・カウンタ。 ＩＧ　Ｉ ＦＩＧ４　　　８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）走査型顕微鏡作動方法であって、電気的または物理
   的特性を検査すべき試料（ＰＲ）の表面の範囲が点ごと
   に、走査型顕微鏡のプローブ形成部分で発生されて偏向
   装置（ＳＵ）により試料表面を振らされる放射または粒
   子プローブ（ＰＢ）により走査され、放射または粒子プ
   ローブ（ＰＢ）の相互作用により試料表面のそれぞれ照
   射された点でトリガされて検査すべき電気的または物理
   的特性を特徴付ける効果が電気信号に変換され、またこ
   の信号が信号処理のための装置（ＳＰＵ）に供給される
   方法において、試料（ＰＲ）がそのつどの電気的または
   物理的特性の検査に適応する特定の作動状態におかれ、
   試料表面の照射された点で信号処理のための装置（ＳＰ
   Ｕ）により発生された出力信号が評価され、また走査速
   度および（または）放射または粒子プローブ（ＰＢ）の
   強度が信号処理のための装置（ＳＰＵ）の評価された出
   力信号に関係して制御されることを特徴とする走査型顕
   微鏡の作動方法。 ２）それぞれ検査すべき電気的または物理的特性を特徴
   付ける効果が現れない試料表面の範囲は第１の走査速度
   で、またこの効果が現れる範囲は第１の走査速度よりも
   低い第２の走査速度で走査されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３）それぞれ検査すべき電気的または物理的特性を特徴
   付ける効果の一義的な検知のための検査サイクルの少な
   くとも１つまたは一部分が完了したことが確認されるま
   で、放射または粒子プローブ（ＰＢ）が試料表面のそれ
   ぞれ照射された点に位置決めされた状態にとどまること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   方法。 ４）それぞれ検査すべき電気的または物理的特性を特徴
   付ける効果の一義的な検知のための検査サイクルの少な
   くとも１つまたは一部分がまさしく完了し、また試料が
   再び同一の特定の作動状態にあるときに初めて、試料表
   面の第１の点から第２の点への放射または粒子プローブ
   （ＰＢ）の位置切換が行われることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の方
   法。 ５）試料駆動装置（ＰＡ）が試料（ＰＲ）の作動状態を
   設定かつ監視し、また放射または粒子プローブ（ＰＢ）
   の位置切換が、信号処理装置（ＳＰＵ）の評価された出
   力信号に関係して発生される試料駆動装置（ＰＡ）の信
   号によりトリガされることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の方法。 ６）第１の走査速度で試料表面を振らされる放射または
   粒子プローブ（ＰＢ）の運動方向が、検査すべき電気的
   または物理的特性を特徴付ける効果が現れる範囲に到達
   した際に短時間反転され、また放射または粒子プローブ
   （ＰＢ）が運動方向反転の後に第１の走査速度よりも低
   い第２の走査速度で再び元の運動方向に振らされること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
   れか１項に記載の方法。 ７）試料表面が第１の走査速度で振らされる放射または
   粒子プローブ（ＰＢ）により走査され、試料表面の照射
   された点で信号処理のための装置（ＳＰＵ）により発生
   された出力信号が一時記憶され、また一時記憶された出
   力信号を用いて、続いて２回目に第１の走査速度よりも
   低い第２の走査速度で振らされる放射または粒子プロー
   ブ（ＰＢ）により走査される範囲が決定されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
   １項に記載の方法。 ８）信号処理のための装置（ＳＰＵ）により発生された
   出力信号の評価が、それぞれ検査すべき電気的または物
   理的特性に関係する少なくとも１つのしきい値との比較
   により行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第７項のいずれか１項に記載の方法。 ９）信号処理のための装置（ＳＰＵ）の出力信号が記録
   され、かつ（または）ディスプレイ（ＣＲＴ）上に表示
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ８項のいずれか１項に記載の方法。 １０）走査型顕微鏡、走査発生器（Ｇ）、試料駆動装置
   （ＰＡ）および信号処理のための装置（ＳＰＵ）を有し
   、電気的または物理的特性を検査すべき試料（ＰＲ）の
   表面の範囲が点ごとに、走査型顕微鏡のプローブ形成部
   分で発生されて偏向装置（ＳＵ）により試料表面を振ら
   される放射または粒子プローブ（ＰＢ）により走査され
   、放射または粒子プローブ（ＰＢ）の相互作用により試
   料表面のそれぞれ照射された点でトリガされて検査すべ
   き電気的または物理的特性を特徴付ける効果が電気信号
   に変換され、またこの信号が信号処理のための装置（Ｓ
   ＰＵ）に供給される方法を実施するための装置において
   、信号処理のための装置（ＳＰＵ）の後にしきい値回路
   （ＣＭＰ）が接続されており、しきい値回路（ＣＭＰ）
   から発生された出力信号が第１の信号線（ＳＬ１）を経
   て試料駆動装置（ＰＡ）の入力端に供給されることを特
   徴とする走査型顕微鏡の作動装置。 １１）試料駆動装置（ＰＡ）からしきい値回路（ＣＭＰ
   ）の出力信号に関係して発生される出力信号が第２の信
   号線（ＳＬ２）を経て放射または粒子プローブ（ＰＢ）
   の強度を変調するための装置（ＭＯＤ）に供給されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２）しきい値回路（ＣＭＰ）の出力信号が、第１の走
   査速度からそれよりも低い第２の走査速度へ切換えるた
   めの設定可能な時限要素（ＺＧ１）を介して走査発生器
   （Ｇ）の入力端（Ａ）と接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項または第１１項記載の装置。 １３）しきい値回路（ＣＭＰ）の出力端が走査方向の時
   間的に制限された反転およびこの反転に続く元の走査方
   向への復帰のための走査発生器（Ｇ）の制御入力端と接
   続されており、その際にこの復帰と共に第１の走査速度
   よりも低い第２の走査速度への切換が行われることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項ないし第１２項のいず
   れか１項に記載の装置。 １４）試料駆動装置（ＰＡ）から評価回路（ＣＭＰ）の
   出力信号に関係して発生される出力信号が第３の信号線
   （ＳＬ３）を経て走査発生器（Ｇ）の制御入力端に供給
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１０項または
   第１１項記載の装置。 １５）走査発生器（Ｇ）がディスプレイ（ＣＲＴ）の電
   子線偏向装置と接続されており、ディスプレイの電子線
   強度を制御するための入力端が切換スイッチを（Ｓ）介
   して選択的にしきい値回路（ＣＭＰ）の出力およびトポ
   グラフ信号または二次電気信号を与えられ得ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項ないし第１４項のいず
   れか１項に記載の装置。 １６）走査発生器（Ｇ）がそれぞれ走査される点を特定
   する位置信号を供給し、この位置信号が信号処理のため
   の装置（ＳＰＵ）の出力信号と共に記録装置、特に計算
   機に供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項ないし第１５項のいずれか１項に記載の装置。