SU1191980A1

SU1191980A1 - Растровый электронный микроскоп

Info

Publication number: SU1191980A1
Application number: SU762399525A
Authority: SU
Inventors: Хох Вольфганг; Вильд Герхард
Original assignee: Volfgang Khokh; Gerkhard Vild
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1976-09-20
Publication date: 1985-11-15
Also published as: DD124091A1; FR2326030B1; GB1532862A; FR2326030A1; DE2635356C2; DE2635356A1

Description

(Г

со

00

Изобретение относитс к электрон . ной микроскопии и может быть использовано дл измерени рассто ний между структурами объекта, преимущественно объектов микроэлектроники, например , полупроводниковых шайб и фотошаблонов .

Целью изобретени вл етс повышение точности ц снижение времени измерени рассто ний.

,На фиг. 1 показана обща схема РЗМ на фиг. 2 - масштабна сетка дл измерени рассто ний.

. В вакуумированной электронно-оптической колонне 1 (фиг. 1) размещены источник 2 .электронов, система уменьшающих электромагнитных линз 3 и 4, электромагнитный стигматор 5 и аперТурна диафрагма 6 дл формировани тонкосфокусированного пучка первичных электронов 7; Внутри рабочего канала линзы 4 размещена основна отклон юща система 8, предназначенна дл растрировани поверхности объекта 9 в направлении осей X и У. Вблизи поверхности объекта установлены детекторы 10 и 11 электронов и датчик 12, имеющие вьгводы 13 из колонны 1. Генератор 14 основной развертки св зан с помощью электрической схемы 15 с отклон ющей системой 8 и с помощью коммутатора 16 с системами 17 отклонени индикаторных блоков 18, 19, 20 С помощью электрической .схемы 15, представл ющей собой управл емьш усилйтель , можно регулировать увеличение , измен токи в катушках основной отклон ющей системы 8.

Электронно-лучева измерительна система содержит позиционирукицее устройство в виде дополнительной отклон ющей системы 21, св занной с генератором 22 цифровых разверток позици .онировани в направлении осей X и У с калиброванным шагом 0,02 мкм в диаиазоне отклонени 10 мкм. Электронно-лучевое позиционирование осуществл етс вручную посредством перемещени стрелки на генераторе 22 развертки , или автоматически при включенном переключателе 23 между генератором развертки 21 и управл кнцим блоком 24. Управл ющий блок может бьггь выполнен на базе малой управл ющей ЭВМ типа KSR4100 1(фирма Роботрон, ГДР Величина отклонени в виде последот вательности целых чисел с шагом, соответствующим величине 0,02 мкм.

.может быть автоматически перенесена с учетом знака на устройство 25 отсчета , которое также может отображат результат измерени лазерной измерительной системы.

Индикаторньй блок 20 выполнен с возможностью проецировани на экра калиброванной масштабной сетки, что реализуетс с помощью добавочного устройства 26. Масштабна сетка выполнена таким образом, что учитьшаетс точна величина увеличени и искажени геометрической формы на кра х изображени .

Камера 27 объектов содержит прецизионный координатный стол 28 с диапазоном перемещени объектодержател до одного дециметра в направлении осей X и Ц. Прецизионные ходовые винты 29, которые соединены с координатным столом 28, и шаговые моторы 30 с блоками управлени обеспечивают дистанционное управление перемещением объектодержател . Шаговые моторы 30 св заны с управл ющим блоком 24, периферическа часть 31 которого служит дл ввода данных.

Управл ющий блок 24 служит дл . полного управлени столом 28 и сравнени заданного значени перемещени объекта со средним истинным значением , измеренным лазерной измерительно системой, подключенной в цепь обратной св зи управлени столом.

Лазерна измерительна система оснащена He-Ne-лазером и образует инкрементальную измерительную систем с инкрементом ,04 мкм.

Две .измерительные призмы 32 лазерной измерительной системы дл Xи У-направлений расположены непосредственно на координатном столе 28. Дв призмы 33 сравнени дл Х- и У-направлений расположены в камере 27 объектов таким образом, чтобы имело место небольшое ртносительное смещение между измерительными призмами и призмами сравнени при изменении температуры камеры объекта. Дополнительно может быть предусмотрено устройство 34 дл стабилизации температуры в камере 27 объектов. Видеоконтрольное устройство содержит также усилитель 35, св занный с коммутатором 16.

На фиг. 2 показана масштабна сетка 36 с центром 37 и кра 38, 39 структур объекта.

Изображение кра 38 структуры объекта 9, полученное с помощью РЭМ путем ввода координат в периферическую часть 31 управл ющего блока 24 перемещени стола 28 объектов при . определенном увеличении, вывод т в центр экрана индикаторного блока. Вследствие неточного ввода координат относите.льно нулевой точки координат объекта и погрешности позиционироваНИН стола край 38 структуры не находитс точно в центре экрана, а смеще на рассто ние d, Это рассто ние определ ют с помощью проецируемой масштабной сетки 36, котора в практике при увеличении 10000 вл етс двухмерной решеткой с шагом делени 1 мм и соответствует в плоскости предмета шагу делени 0,1 мкм. Дополнительно считываютс показани D устройства 25 о,тсчета лазерной измерительной системы.

После этого устанавливают, по возможности , изображение кра 39 структуры объекта 9 в центре экрана с помощью ввода соответствующих координат и последующего перемещени стола 28. Край 30 структуры расположен в общем случае на рассто нии d, ,которое также определ ют с помощью проецируемой на отражение масштабной сетки 36.

Дополнительно снимают показани D2 устройства 25 отсчета лазерной измерительной системы и.вычисл ютрассто ние между кра ми структур 38 и 39 по формуле

A D2-D +d2-d;.

Величину d целесообразно привест к нулю перемещением кра 38 структуры с помощью электронно-лучевого позиционирующего устройства в центр 37 экрана, а величину D - занулением устройства 25 отсчета лазерной измерительной системы. Тогда искомое рассто ние рассчитывают следующим образом

,

где величина D вл етс перемещением объекта, измеренным с помощью лазерной измерительной системы,а величина d определена с помощью масштабной сетки, или благодар перемещению кра структуры 39 посредством позиционирующего устройства в центр экрана и отсчету соответствующих шагов перемещени . При этом кра структуры всегда перемещаютс в центрэкрана до перекрыти с центром 37 мэсштабной сетки 36.

При автоматическом сложении измер емой величины D лазерной измерительной системы дл перемещени объекта с величиной d электронно-лучевото позиционировани вывод т кра структур 38 и 39 с помощью позиционирующего устройства по очереди до совмещени с центром 37 экрана. Тогда измер ема величина рассто ни получаетс автоматически и считываетс с устройства 25 отсчета управл ющего блока 24.

Дл определени рассто ний между структурами объекта, которые можно полностью представить на экране, служит только электронно-лучева измерительна система, работающа с высокой точностью. Дл этого кра структур 38 и 39 привод т соответствующим числом шагов в позиционирующем устройстве последовательно до перекрыти краев с центром масштабной сетки в то врем как объект остаетс неподвижным. Разница в количестве шагов перемещени дл достижени перекрыти краев структур с центром сетки определ ет искомое рассто ние.

Таким образом, комбинированное использование лазерной измерительной системы и электронно-л.учевого позиционирующего устройства позвол ет измер ть рассто ни с высокой точностью в широком диапазоне величин 0,1 10000 мкм при минимальных затратах времени.

38 36

Claims

' РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП, содержащий последовательно размещенные внутри Колонны источник электронов, систему электромагнитных линз, стигматор, апертурную диафрагму, основную отклоняющую систему и механизм перемещения объектодержателя с ходовыми винтами, связанными с шаговыми электродвигателями, а также двухкоординатную лазерную измерительную систему перемещения объектодержателя и видеоконтрольное устройство, включающее детектор электронов, усилитель и индикаторный блок с электронно-лучевой трубкой, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точности, и снижения времени измерения расстояний, он снабжен электронно-лучевой измерительной системой, содержащей позиционирующее устройство в виде дополнительной отклоняющей системы, связанной с генератором цифровых разверток, и управляющим _β блоком, соединенным с генератором S цифровых разверток, выходом лазерной измерительной системы и шаговыми электродвигателями, а индикаторный блок выполнен с возможностью проецирования масштабной сетки.