SU517080A1 - Растровый электронный микроскоп - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к Зочектронной микроскопии .

Известны растровые электронные микроскопы (РЭМ), содержащие электронно-оптическую часть, видеоконтрольный блок, коллектор вторичных электронов с энергетическим анализатором электронов.

Недостатком таких микроскопов  вл етс  неточное построение картины эквипотенциалей при исследовании потенциального рельефа объектов.

Цель изобретени  - повышение точности построени  картины эквипотенциалей.

Поставленна  цель достигаетс  блатхэдар  тому, что микроскоп снабжен элек1ронно-лучевой трубкой, пластины вертикального отклонени  которой соединены через усилитель с выходом коллектора, генератором пилообразного напр жени , соединенным с управл ющим электродом энергетического анализато ра и с пластинами горизонтального отклонени  трубки, включенным на вход видеоконтрольного блока, фоторегистратором, фоточувствительна  поверхность которого ориентирована на экран электронно-лучевой, трубки, и

расположенным между тпафарегсм, БЬ полненным в виде непрозрач :--; ;; экрана с набором прор-ззей, ориентировашг-- гдс, L. направлени  горазонтальног-о OTK.iont/ijx -.ча в трубке.

На чертеже показана блок-схема предоюженного растрового электронного микроскопа .

Claims (1)

1. В колонне 1 электронно-оптической части прибора, где формируетс  остросфокусированный электронный зонд, наход тс  отклон ющие катушки 2, соединенные с генераторами строчной и кадровой разаертки, которые имеютс  в видеоконтрольном блоке 3 и питают также отклон ющие катушки его кинескопа. В камере объектов микроскопа установлен образец 4. Коллекторна  система 5, служаща  дл  выт гивани  и регистрации вторичных электронов, содержит энергетический анализатор 6 и детектор электронов 7. Выход детектора соединен через усилитель 8 с пластинами вертикального отклонени  электронно-лучевой трубки 9. Генератор пилообразного напр жени  10 соединен с пластинами горизонтального отклонени  той же трубки , а также с управл ющим электродом энергетического анализатора 6. Получаемое на экране трубки 9 изображение осциллограмм переноситс  с помощью линзы 11 в другую плоскость, где установлен трафарет 12. (Тра фарет может быть наложен и непосредственно на экран трубки). Часть изображени  осциллограмм , просвечивающа  через прорези трафарета, регистрируетс  фоторегистратором 13 (например, ФЭУ), выход которого соединен со входом видеосигнала видеоконтрольного блока растрового микроскопа 3. Описываемый растровый микроскоп работает следующим образом. Электронный зонд, формируемый в колонне 1, отклон етс  с помощью катущек 2 и генераторов строчной и кадровой разверток блока 3 так, что он выписывает на поверхности изучаемого объекта 4 растр. Эмитти- рованные вторичные электроны собираютс  коллектором 5 и проход т через анализатор 6. Если предположить, что анализатор действует как пороговый, т.е. пропускает электроны с энергией, превыщающей определенное значение (порог), то подача на управл ющий электрод анализатора 6 пилообразного напр жени  от генератора 10 приводит к периодическому сдвигу порога пропускани  электронов через анализатор 6. Прощедщие электроны улавливаютс  регистратором 7 и создают сигнал, поступающий через усилитель 8 на пластины вертикального отклонени  трубки 9. Если учесть, что пилообразное напр жение генератора Ю поступает также на пластины горизонтального отклонени  трубки 9, то на экране последней сформируетс  осциллограмма кривой задержки спектра вторичных электронов в диа пазоне, определ емом амплитудой пилообраз ного напр жени . (Если анализатор работает как узкополосный, т.е. пропускает электроны только определенной энергии, то осциллограмма представл ет собой кривую распреде лени  вторичных электронов по энерги м). Когда на поверхности образца отсутствует потенциальный рельеф и образец однороден по составу, крива  задержки на экране электронно-лучевой трубки 9 не измен ет н своей формы, ни своей позиции независимо от того, в какой точке изучаемой поверхнос ти объекта находитс  сканирующий электрон ный зонд. При наличии потенциального релье фа на объекте осциллограмма смещаетс  по горизонтали на экране трубки 9. Таким обр зом, информаци  о потенциалах в разных то ках образца отображаетс  в сдвиге кривой задержки по экрану трубки. Следует отметить , что частота пилообразно ixi напр жени  генератора 10 должна быть много выще, чем астота строчной развертки видеоконтрольного блока 3. В случае работы анализатора 6 как порогового элемента трафарет 12 представл ет собой непрозрачную плоскую заслонку с набором наклонных щелей, прорезанных в ней. Весь набор щелей ориентирован вдоль линии горизонтальной развертки в трубке 9, и угол их наклона выбран таким, чтобы проектируемое на трафарет изображение рсциллограмм кривой задержки своей наклонной частью приходилось на всю длину щели. (Трафарет может иметь серию отверстий, ориентированных по горизонтали, и указанное условие при этом не  вл етс  необходимым). В процессе наблюдени  объекта с потенциальным рельефом осциллограмма кривой задержки смещаетс  по горизонтали и ее наклонна  часть пробегает периодически (с частотой строчной развертки видеоконтрольного блока З) вдоль набора щепей трафарета . Фоторегистратор 13 улавливает проблески проектируемой на трафарет осциллограммы , вырабатыва  видеосигнал карты распределени  эквипотенциалей. Их число на изображении, создаваемом на экране кинескопа видеоконтрольного блока 3, определ етс  ЧИСЛО / пересеченных осциллограммой щелей трафарета. Естественно, что если трафарет имел бы од;ну щель (или отверстие), то на экране блока 3 формировалось бы изображение одной эквипотенциали. Прот женность прорези на трафарете и быстрота развертки трубки 9 определ ют длительность вспыщки, улавливаемой регистратором 13, при этом необходимо, чтобы врем  послесвечени  люминофора трубки 9 было достаточно малым. При условии, что частота пилообразного напр жени  генератора 1О намного превыщает частоту строчной развертки блока 3, изображени -эквипотенциале;н получаютс  практически слитными. Геометрическое разрещение оастрового микроскопа в режиме построени i эквипотенциалей практически равно его разрещению в обычном режиме при заданном рабочем отрезке объективной линзы РЭМ. Описанный микроскоп позвол ет получать картины распределени  эквипотенциальных областей изучаемой поверхности объектов , имеющих потенциальный рельеф, с желаемым числом эквипотенциалей и с высокой точностью, поскольку соседние четко различаемые эквипотенциали на изображени х отображают участки, потенциалы которых отличаютс  один от другого на 0,2 в, что превышает на пор док точность, достигнутую в устройстве-прототипе. Карты эквипотенциалей , получаемые на описанном РЭМ за один к фу содержат полную информацию о потенциальном рельефе на всем наблюдаемом участке поверхности. РЭМ может быть использован при физических исследовани х, когда необходимо измер ть поверхностные потенциалы, как статические , так и периодически измен ющиес  В последнем случае примен ют стробоскопию , при этом принцип действи  устройства не мен етс . РЭМ может быть рекомендован как контрольный прибор при проверке карты напр же ний на интегральных схемах. Формула изобретени  Растровый электронный микроскоп, содержащий электронно-оптическую часть, видеоконтрольный блок, коллектор вторичных электронов, снабженный энергетическим анализатором , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности построени  картины эквипотенциалей, он снабжен электронно-лучевой трубкой, пластины вертикального отклонени  которой соединены через усилитель с выходом коллектора, генератором пилообразного напр жени , соединенным с управл ющим электродом энергетического анализатора и с пластинами горизонтального отклонени  трубки, включенными на вход видеоконтрольного блока, фоторегистратором, фоточувствительна  поверхность которого ориентирована на экран электронно-лучевой трубки, и расположенным между ними трафаретом , выполненным в виде непрозрачного экрана с набором прорезей, ориентированных вдоль направлени  горизонтального отклонени  луча в трубке.