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DE2105455A1 - SLR electron microscope - Google Patents

SLR electron microscope

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Publication number
DE2105455A1
DE2105455A1 DE19712105455 DE2105455A DE2105455A1 DE 2105455 A1 DE2105455 A1 DE 2105455A1 DE 19712105455 DE19712105455 DE 19712105455 DE 2105455 A DE2105455 A DE 2105455A DE 2105455 A1 DE2105455 A1 DE 2105455A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electron beam
electron
electron microscope
observed
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712105455
Other languages
German (de)
Inventor
Teruo Akishima Sakurai Shigekata Musashino Tokio Someya (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP45010813A external-priority patent/JPS4831685B1/ja
Priority claimed from JP45026777A external-priority patent/JPS498449B1/ja
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Publication of DE2105455A1 publication Critical patent/DE2105455A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84Patent attorney Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 Munich 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

B 4996B 4996

NIHON DENSHI KABUSHIKI KAISHA 1418 Nakagami-cho, Akishima-shi, Tokyo, JapanNIHON DENSHI KABUSHIKI KAISHA 1418 Nakagami-cho, Akishima-shi, Tokyo, Japan

Spiegelreflex-ElektronenmikroskopSLR electron microscope

Die Erfindung betrifft ein Spiegelreflex-Elektronenmikroskop.The invention relates to a mirror reflex electron microscope.

In der US-Patentschrift 2 901 627 ist ein Spiegelreflex-Elektronenmikroskop beschrieben, bei dem ein paralleler Elektronenstrahl auf den zu beobachtenden Gegenstand, anIn U.S. Patent 2,901,627 there is a mirror reflex electron microscope described, in which a parallel electron beam on the object to be observed

WEH/HieWEH / Here

10 9 8 3 4/116?10 9 8 3 4/116?

dem ein negatives Potential anliegt, gerichtet, reflektiert und dann auf einen fluoreszierenden Schirm projiziert wird. Ba jedoch bei dieser Anordnung der divergierende Strahl als paralleler Strahl dient, 1st die Helligkeit des auf den Schirm projizierten Elektronenbildes sehr gering. Außerdem ist bei den bekannten Elektronenmikroskopen das auf den Schirm projizierte Bild ein Schattenbild, was eine wirkungsvolle Analyse beträchtlich erschwert.to which a negative potential is applied, directed, reflected and then projected onto a fluorescent screen. However, if the diverging beam serves as a parallel beam in this arrangement, the brightness of the beam is the The electron image projected on the screen is very small. In addition, in the known electron microscopes this is on the Screen projected image a silhouette, what an effective one Analysis made considerably more difficult.

Aufgabe der Erfindung ist ejs daher, ein Spiegelreflex-Elektronenmikroskop zu schaffen, das ohne Verringerung des Gesichtsfeldes eine größere Bildhelligkeit als die bekannten Elektronenmikroskope erlaubt. Dies v/ird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object of the invention is therefore to provide a mirror reflex electron microscope to create a greater image brightness than the known ones without reducing the field of view Electron microscopes allowed. This is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous configurations of the invention are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Elektronenmikroskop wird die Abtastmethode benutzt, in der Weise, daß der auftreffende Elektronenstrahl vor Erreichen des zu beobachtenden Gegenstandes fokusiert und anschließend der zu beobachtende Gegenstand mit dem Elektronenstrahl abgetastet wird. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Methode besteht darin, daß es möglich ist, mit Hilfe der reflektierten Elektronen ein Dunkelfeldbild zu erzeugen.In the electron microscope of the present invention, the scanning method is used used in such a way that the incident Electron beam focused before reaching the object to be observed and then the object to be observed is scanned with the electron beam. An additional benefit of this method is that it can it is possible to generate a dark field image with the help of the reflected electrons.

109834/1167109834/1167

Bas erfindungsgemäSe Elektronenmikroskop erlaubt es, den zu untersuchenden Gegenstand in einem weiten Gesichtsfeld zu beobachten. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Potentialverteilung auf der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes quantitativ beobachtet werden*The electron microscope according to the invention allows the object to be examined in a wide field of view to observe. In an advantageous embodiment of the Invention, the potential distribution on the surface of the object to be examined can be quantitatively observed will*

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen M der Erfindung näher erläutert· Es zeigen: Preferred embodiments M of the invention are explained in more detail with the aid of the drawings.

Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spiegelreflex-Elektronenmikroskops, bei dem der zu untersuchende Gegenstand von einem auf treffenden Elektronenstrahl abgetastet wird,Figure 1 is a schematic view of a mirror reflex electron microscope according to the invention, in which the object to be examined by an impacting one Electron beam is scanned,

Figuren abgewandelte Ausfuhrungsformen des in Fig.1 ge-Figures modified embodiments of the shown in Figure 1

2, 3, 42, 3, 4

zeigten Elektronenmikroskops,showed electron microscope,

figur 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,FIG. 5 another embodiment of the invention,

Figur 6 einen Querschnitt und eine Endansicht einer Halbleiter-Blende, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig«5 verwendet wird, FIG. 6 shows a cross-section and an end view of a semiconductor diaphragm as used in the embodiment of FIG.

109834/1167109834/1167

21054SS21054SS

«ia 'MagFwmf das die Verteilung der Ausgangs-Sjpannungen, die von. der Halbleiter-Blende der J?ig«6 gemessen werden, darstellt,« Ia 'MagFwm f das the distribution of the output voltages caused by. the semiconductor aperture of the J? ig «6 is measured, represents,

Figur B ein Schaltdiagramm zur Analyse des Oberflächen bildes des zu untersuchenden Gegenstandes,Figure B is a circuit diagram for analyzing the surface image of the object to be examined,

eine modifizierte Ausführungsform des Elektronenmikroskops gemäß I1Ig. 5, mit dem ein schrägbelichtetes Schattenbild des zu untersuchenden Gegenstandes auf einer Anzeigevorrichtung erzeugt werden kann,a modified embodiment of the electron microscope according to I 1 Ig. 5, with which an obliquely exposed silhouette of the object to be examined can be generated on a display device,

Figur 10 einen Querschnitt und eine Endansicht des zu untersuchenden Gegenstandes,Figure 10 shows a cross-section and an end view of the object to be examined,

figuren in schematischer Weise die Bilder, die mit dem u. 12figuren in a schematic way the pictures, which with the u. 12

Elektronenmikroskop gemäß Fig·9 erzeugt werden können.Electron microscope as shown in Fig. 9 can be produced.

Bei dem in Fig*1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung gelangt ein Elektronenstrahl, der von einer Elektronenkanone erzeugt wird, durch eine öffnung 2a in einen fluoreszierenden Schirm 2; er wird von einer Projektionslinse 3In the embodiment of the invention shown in FIG. 1 an electron beam arrives from an electron gun is generated, through an opening 2a in a fluorescent screen 2; it is controlled by a projection lens 3

13**3*13 ** 3 *

. fokusiert, so daß ein verkleinertes Bild S der öffnung entsteht. Der Elektronenstrahl gelangt dann durch die Mitte einer Blende 5» die in der rückwärtigen Brennebene einer Objektivlinse 4 angeordnet ist, und wird dann von der Objektivlinse 4 fokusiert, so daß ein verkleinertes Bild S1 von S entsteht. Zwei Paare von Ablenkspulen 7a und 7b, denen von einem Signalgenerator 8 über einen Verstärker 9 vertikale und horizontale Abtastsignale zugeführt werden, sind zwischen döLer Projektionslinse 3 und der Blende 5 angeordnet. Der Elektronenstrahl kann somit durch Steuerung der Intensität"der Abtastsignale in beliebiger Weise abgelenkt und dadurch in jeder gewünschten Richtung und unter beliebigem Ablenkwinkel durch die Blende 5 geführt werden; hierbei werden die diesen Strahl bildenden Elektronen, die mehr oder weniger parallel zueinander verlaufen, an einem Punkt r in der Nähe des zu untersuchenden Gegenstandes 6 fokusiert. Indem nun die Intensität der oben erwähnten Abtast signale variiert wird, kann der Brennpunkt rQ verschoben werden, d.h. der zu beobachtende Gegenstand wird abgetastet.. focused, so that a reduced image S of the opening is produced. The electron beam then passes through the center of a diaphragm 5 »which is arranged in the rear focal plane of an objective lens 4, and is then focused by the objective lens 4, so that a reduced image S 1 of S is produced. Two pairs of deflection coils 7a and 7b, to which vertical and horizontal scanning signals are fed from a signal generator 8 via an amplifier 9, are arranged between the projection lens 3 and the diaphragm 5. The electron beam may thus by controlling the intensity "of the scanning signals deflected in an arbitrary manner and be guided thereby in any desired direction and with any angle of deflection by the shutter 5; herein, the said beam-forming electrons which extend more or less parallel to each other, at a Focused on point r in the vicinity of the object to be examined 6. By now varying the intensity of the above-mentioned scanning signals, the focal point r Q can be shifted, ie the object to be observed is scanned.

Ferner wird an den zu untersuchenden Gegenstand mit Hilfe einer Energiequelle 20 eine große negative Spannung angelegt, so daß in der Nähe des Gegenstandes ein elektrisches Verzögerungsfeld entsteht, das die Elektronen des Elektronenstrahls in die entgegengesetzte Richtung, reflektiert undFurthermore, a large negative voltage is applied to the object to be examined with the aid of an energy source 20, so that in the vicinity of the object an electric retardation field arises which the electrons of the electron beam in the opposite direction, reflected and

B 4996B 4996

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beschleunigt, ehe sie die Oberfläche des Gegenstandes erreichen· Sie eich durch die Blende 5 bewegenden Elektronen werden von den Ablenkspulen 7a und 7b aus der Elektronenbahn herausgenommen und in der gleichen Ebene wie S f okusiert, um einen Elektronenfleck S" zu erzeugen. Der Elektronenfleck S" wird dann vergrößert und mit Hilfe der Projektionslinse 3 auf den fluoreszierenden Schirm 2 projiziert.accelerated before they reach the surface of the object · You calibrate through the diaphragm 5 moving electrons are taken out of the electron path by the deflection coils 7a and 7b and focused in the same plane as S f, to create an electron spot S ". The electron spot S" is then enlarged and with the aid of the projection lens 3 is projected onto the fluorescent screen 2.

Die Form des vor dem Gegenstand erzeugten elektrischen Feldes wird entsprechend der Potentialverteilung und der Ungleichförmigkeit der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes festgelegt. Als Folge hiervon werden die reflektierten Elektronen "zerstreut»f von dem elektrischen Feld beschleunigt und von der Blende 5 aufgefangen, wodurch die Anzahl der reflektierten Elektronen, die durch die Blende hindurchgehen, verringert wird· Somit entsteht auf dem fluoreszierenden Schirm 2 ein rasterförmiges reflektiertes Elektronenbild entsprechend der form des elektrischen Feldes, das eich vor dem zu beobachtenden Gegenstand befindet. Der Vergrößerungskoeffizient M dieses Bildes ergibt sich aus:The shape of the electric field generated in front of the object is determined according to the potential distribution and the non-uniformity of the surface of the object to be examined. As a result, the reflected electrons are "scattered" f accelerated by the electric field and captured by the diaphragm 5, thereby reducing the number of reflected electrons that pass through the diaphragm corresponding to the form of the electric field that is located in front of the object to be observed. The magnification coefficient M of this image results from:

M = j (I1 + I2 + I3) MpM = j (I 1 + I 2 + I 3 ) Mp

worin f die Brennweite der Objektivlinse, I1 der Abstand zwischen der Blende 5 und den zweiten Ablenkspulen 7b,where f is the focal length of the objective lens, I 1 is the distance between the diaphragm 5 and the second deflection coils 7b,

109834/1167109834/1167

"f"f

2 Abstand zwischen den ersten Ablenkspulen 7m »ad zweiten Ablenkspulen 7b, 1~ der Abstand zwischen dem ersten Ablenkspulen 7a und der Projjektionslinse 3 sowie Mp der YergröSeruagskoefflzient der Projjektionslinse 3 ist· 2 distance between the first deflection coils 7m »ad second deflection coils 7b, 1 ~ the distance between the first deflection coil 7a and the projection lens 3 and Mp of the YergröSeruagskoefflzient of the projection lens 3 is ·

Gleichzeitig werden Sekundgu:elektronenf die durch gen der reflektierten Elektronen auf der Blende 5 entstehen, von einem Sekundärelektronenvervielfacher 10 vervielfacht m und wahrgenommen. Das hierbei entstehende Signal wird dann von einem Verstärker 11 verstärkt und dem Gitter einer Anzeigevorrichtung 12 zugeführt. Außerdem wird das Abtastsignal, das Ton dem Signalgenerator 8 erzeugt wird, über einen Verstärker H an ein Paar Ablenkspulen 1? abg«geb«n, die 3?eil der Anzeigevorrichtung 12 bilden. Als Polge Mer«· von wird in der Anzeigevorrichtung 12 ein Dunkelfeldbilä erzeugt, dessen Helligkeitsbereiche denen des auf dem fluoreszierenden Schirm 2 erscheinenden Bildes entgegen* gesetzt sind. ™At the same time Sekundgu are: electron-f caused by the gene of the reflected electrons to the diaphragm 5, multiplied by a secondary electron multiplier 10 m and perceived. The resulting signal is then amplified by an amplifier 11 and fed to the grid of a display device 12. In addition, the scanning signal sound generated by the signal generator 8 is sent through an amplifier H to a pair of deflection coils 1? output which form part of the display device 12. As a pole merger, a dark field image is generated in the display device 12, the brightness areas of which are opposite to those of the image appearing on the fluorescent screen 2. ™

Da bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das auf den fluoreszierenden Schirm 2 projizierte Elektronenbild fokusiert ist, ist "das Bild so hell, dafi es ohne Schwierig-' keiten ausgewertet werden kann. Da ferner der Elektronenstrahl raeterförmig abgelenkt wird, läßt eich der »u untersuchend« Gegenstand innerhalb eines großen GesichtsfeldesSince in the embodiment described above on electron image projected on the fluorescent screen 2 is focused, "the picture is so bright that it can be easily can be evaluated. Furthermore, since the electron beam is deflected like a caterpillar, eich lets the "u investigate" Object within a large field of view

B 4996B 4996

109Β3Λ/1167109Β3Λ / 1167

beobachten« Das Dunkelfeldbild schließlich, das entsprechend der veränderlichen Anzahl der auf die Blende 5 auftreffenden Elektronen erzeugt wird, entsteht in der Anzeigevorrichtung zur gleichen Zeit, zu der das Hellfeldbild auf dem fluoreszierenden Schirm erzeugt wird.observe «The dark field image, which corresponds to the variable number of those impinging on the aperture 5 Electrons are generated, arises in the display device at the same time that the bright field image is formed on the fluorescent screen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 wird das Abtasten nur mit einem Paar Ablenkspulen durchgeführt, wobei zwischen den Ablenkspulen 7 und der Blende 5 eine Zwiscnenlinse 15 zum Ablenken des Elektronenstrahls angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich der Vergrößerungskoeffizient M des auf dem fluoreszierenden Schirm 2 entstehenden Bildes aus:In the embodiment according to FIG. 2, the scanning is carried out with only a pair of deflection coils, an intermediate lens 15 for deflecting the electron beam being arranged between the deflection coils 7 and the diaphragm 5. With this arrangement, the magnification coefficient M of the image emerging on the fluorescent screen 2 is given by:

2 I1-I,2 I 1 -I,

M = MpM = Mp

fl2 fl 2

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 werden die reflektierten Elektronen mittels eines Hagnetfeldes 16 aus der Bahn des auftreffenden Elektronenstrahls abgelenkt und herausbewegt· Die Elektronen, die von dem elektrischen Feld vor dem zu beobachtenden Gegenstand "zerstreut11 werden, treffen auf der Blende 5 auf und werden unmittelbar dem Verstärker 11 zugeführt·In the embodiment of Figure 3, the reflected electrons by means of a Hagnetfeldes 16 are deflected out of the path of the incident electron beam and moved out to be 11 · The electrons scattered by the electric field in front of the object to be observed, "meet at the aperture 5, and are fed directly to the amplifier 11

. B 4996. B 4996

109834/1167109834/1167

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig*4 ist der fluoreszierende Schirm durch eine als Detektor dienende Blende 21 * ähnlich der Blende 5, ersetzt, die irgendwo zwischen den Ablenkspulen und der Elektronenkanone angeordnet ist..Ferner ist ein Schalter 22 vorgesehen, so daß das Hellfeldbllä, . das von äen auf der Blende 2t fokusierten und durch den Yei>stärker 25 geführten Elektronen herrührt, wie auch das Dun·- keifeldbild, das von den auf der Blende 5 fokusierten und vom Verstärker 11 abgeführten Elektronen herrührt, nach Belieben in der Anzeigevorrichtung 12 dargestellt werden können.In the embodiment of FIG. 4, the fluorescent screen is replaced by a diaphragm 21 serving as a detector, similar to the diaphragm 5, which is arranged somewhere between the deflection coils and the electron gun. Furthermore, a switch 22 is provided so that the bright field blower . which originates from the electrons focused on the diaphragm 2t and guided through the Yei> stronger 25, as well as the dark field image, which originates from the electrons focused on the diaphragm 5 and discharged by the amplifier 11, is shown in the display device 12 at will can be.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.5 ist eine Blende 25 mit einer Anzahl von Detektorelementen versehen, die eine quantitative Information bezüglich der Potentialverteilung und/oder topographischen Ungleichmäßigkeit der zu beobachtenden Oberfläche liefern. Der auftreffende Elektronenstrahl EB, der von der Objektivlinse 4 fokusiert wird, wird unter einem Winkel γ, entsprechend der Form des vor dem Gegenstand gebildeten elektrischen Feldes reflektiert, das durch die Potentialverteilung und/oder topographische Ungleichförmigkeit der zu beobachtenden Oberfläche festgelegt wird. Die reflektierten Elektronen wandern dann durch die Objektivlinse 4 und treffen auf-der Blende 25 auf, die aus einemIn the embodiment of FIG. 5, a diaphragm 25 is provided with a number of detector elements which provide quantitative information with regard to the potential distribution and / or topographical unevenness of the surface to be observed. The incident electron beam EB, which is focused by the objective lens 4, is reflected at an angle γ , corresponding to the shape of the electric field formed in front of the object, which is determined by the potential distribution and / or topographical irregularity of the surface to be observed. The reflected electrons then migrate through the objective lens 4 and hit the diaphragm 25, which from a

B 4996 ί cB 4996 ί c

/ν »/ ν »

100834/1167100834/1167

Ϊ105455Ϊ105455

plattenförmigen R-Halbleiter und einer eingewanderten. Schickt von P-Halbleitem 27a, 27b, 27c, ... 27a (Fig.6 A und B) "besteht, wodurch, mehrere Detektorelemente mit einem PN-Übergang gebildet werden··plate-shaped R-semiconductor and one immigrant. Sends from P-semiconductors 27a, 27b, 27c, ... 27a (Fig. 6 A and B) "consists, whereby, several detector elements with formed by a PN junction

Die Dicke der Halbleiter schicht ist derart, daß die auftreibenden Elektronen die Basis der Schicht erreichen. Da ferner die P-Haibleiter, die die Halbleiterschicht bilden, voneinander getrennt sind, können von Klemmen 28a, 28b, 2Sc, ··.· 28n, die mit jedem Detektor element verbunden sind, Signale entsprechend der Menge der Elektronen, die auf jedes PN-Übergang-Detektorelement auf treffen, abgeführt werden. Venn beispielsweise die reflektierten Elektronen EB1 auf der Blende 25 auf treffen, werden Aasgangsspannungen V1, V2, V*, ··· Yn (Pig«7) von den PH-tJbergang-Detektorelementen gemessen· Da die Summe Y der Ausgangsspannungen, die von den Detektorelementen gemessen werden, dem Reflektionswinkel V*s VYX^ + yy2 des auf treffenden Elektronenstrahls ist, läßt sich die Größe des Reflektionswinkels γ ohne Schwierigkeiten ermitteln, indem die Gesamt spannung gemessen wird.The thickness of the semiconductor layer is such that the buoyant electrons reach the base of the layer. Furthermore, since the P semiconductors that form the semiconductor layer are separated from each other, signals can be obtained from terminals 28a, 28b, 2Sc, ·· -Transition detector element to meet, be discharged. If, for example, the reflected electrons EB 1 hit the diaphragm 25, output voltages V 1 , V 2 , V *, ··· Y n (Pig «7) are measured by the PH transition detector elements · Da the sum Y of the output voltages , which are measured by the detector elements, the reflection angle V * s VYX ^ + yy2 of the impinging electron beam, the size of the reflection angle γ can be determined without difficulty by measuring the total voltage.

Der Azimuth θ des maximalen Wertes V113x, der von den Detektorelementen gemessenen Ausgangsspannungen ist durch die Näherungskurve der Ausgangsspannungverteilung gemäß fig«7 bekannt und läßt sich wie folgt darstellen:The azimuth θ of the maximum value V 113x of the output voltages measured by the detector elements is known from the approximation curve of the output voltage distribution according to FIG. 7 and can be represented as follows:

109834/1167109834/1167

Tangens θ »Tangent θ »

worin jfy « jfcos θ und ^x β /sin θ gilt.where jfy «jfcos θ and ^ x β / sin θ holds.

Ba ferner/ dem/Wert Y entspricht, lassen sich /x und jy wie folgt ausdrücken:Ba furthermore / corresponds to / value Y, / x and jy express as follows:

yx is V cos θ yy =s V sin θyx is V cos θ yy = s V sin θ

Wie in Fig.8 gezeigt, werden die Ausgangssignale der Detektorelemente 27a, 27b, ... 27n einer Vergleichsstufe 29 und einer Integrierstufe 30 zugeführt. Die Vergleichsstufe 29 vergleicht die Intensitätswerte der Ausgangssignale und wählt das Ausgangssignal mit dem maximalen Intensitätswert aus, um den Azimuth 9 zu "bestimmen. . Die Integrierstufe 50 andererseits integriert die von den Detektorelementen gemessenen Ausgangsspannungen, wobei das Integral der Gesamtsumme V entspricht· Die Ausgangssignale der Vergleichsstufe 29 und der Integrierstufe 30 werden einem Rechner 31 zugeführt, in dem Vcosö, Vsinö, γχ und yy berechnet werden» Die auf diese Weise'' berechneten Werte yx und yy werden dann in einem Speicher 32 gespeichert, und die InformationssignaLe γχ und yy bezüglich jedes Punktes dee zu untersuchenden Gegenstandes werden in einen Rechner 33 eingegeben, in demAs shown in FIG. 8, the output signals of the detector elements 27a, 27b,... 27n are fed to a comparison stage 29 and an integrating stage 30. The comparison stage 29 compares the intensity values of the output signals and selects the output signal with the maximum intensity value in order to determine the azimuth 9. The integration stage 50, on the other hand, integrates the output voltages measured by the detector elements, the integral corresponding to the total sum V. Comparison stage 29 and integrating stage 30 are fed to a computer 31 in which Vcosö, Vsinö, γχ and yy are calculated. The values yx and yy calculated in this way are then stored in a memory 32, and the information signals γχ and yy relating to of each point of the object to be examined are entered into a computer 33 in which

B 4996 . 'B 4996. '

109834/1167109834/1167

das Bild der zu untersuchenden Oberfläche entsprechend der Oberflächenabtastung quantitativ analysiert wird.the image of the surface to be examined is quantitatively analyzed in accordance with the surface scan.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 werden die von den Detektorelementen 27a-h gemessenen elektrischen Signale in zwei Gruppen von Signalen umgewandelt, und zwar mit Hilfe eines Schalters 40, der mit dem jeweiligen Detektoreloment in Reihe geschaltete Klemmen 41a-h, zwei elektrisch leitende Platten 42, 43 und eine drehbare Isolierplatte 44 aufweist. Die Enden der Isolierplatte 44 sind an den elektrisch leitenden Platten befestigt. V/enn der auf treffende Elektronenstrahl auf einen Punkt A' des zu untersuchenden Gegenstandes (Fign.10 A und B) gerichtet wird, werden von den Platten 42 und 43 Signale Ia bzw. Ib erzeugt. Das Signal Ia, das der Anzahl der die Detektorelemente 27b,c,d,e treffenden reflektierten Elektronen entspricht, ist größer als das Signal Ib, das der Anzahl der die Detektorelemente 27a,h,g,f treffenden reflektierten Elektronen entspricht. Diese Signale werden einer Differenzier- bzw. Subtraktionsstufe 45 zugeführt, die das Signal Ib vom Signal Ia abzieht; die Differenz wird dann als positives Signal der Anzeigevorrichtung 12 zugeführt.In the embodiment of FIG. 9, the Detector elements 27a-h converted electrical signals measured into two groups of signals, with the help of a switch 40, which with the respective detector moment terminals 41a-h connected in series, two electrically conductive ones Plates 42, 43 and a rotatable insulating plate 44 has. The ends of the insulating plate 44 are at the electrically conductive Plates attached. V / if the electron beam impinging on a point A 'of the object to be examined (FIGS. 10 A and B) are directed by the plates 42 and 43 generates signals Ia and Ib, respectively. The signal Ia, which reflects the number of the detector elements 27b, c, d, e that hit Electrons is greater than the signal Ib, which corresponds to the number of the detector elements 27a, h, g, f striking corresponds to reflected electrons. These signals are fed to a differentiating or subtracting stage 45, which subtracts the signal Ib from the signal Ia; the difference is then reported as a positive signal to the display device 12 supplied.

Wenn der auftreffende Strahl auf einen Punkt B des zu untersuchenden Gegenstandes gerichtet ist, ist die Größe desWhen the incident beam hits a point B of the investigated Object is directed, is the size of the

1 0 9 8 3 Λ/11671 0 9 8 3 Λ / 1167

Signals Ia gleich der Größe des Signals Ib, mit dem Ergebnis, daß das Ausgangssignal der Differenzierstufe 45 2iull ist.Signal Ia is equal to the size of the signal Ib, with the result that the output signal of the differentiating stage 45 2iull is.

Wenn der auftreffende Elektronenstrahl auf einen Punkt C des zu untersuchenden Gegenstandes gerichtet wird, ist die Größe des Signals Ia kleiner als die Größe des Signals Ib, wobei die Differenz in diesem Pail als negatives Signal in die Anzeigevorrichtung 12 eingegeben wird.If the incident electron beam is directed at a point C of the object to be examined, the The size of the signal Ia is smaller than the size of the signal Ib, with the difference in this Pail as a negative signal in the display device 12 is input.

Als Folge des oben Gesagten ergibt sich, daß ein Schattenbild entsprechend einem bestimmten Belichtungszustand (vergl.Pig.11), der von der Ungleichförmigkeit der zu untersuchenden Oberfläche abhängt, in der Anzeigevorrichtung entsteht, wenn der zu untersuchende Gegenstand abgetastet wird.As a result of the above, it is found that a shadow image corresponds to a certain exposure condition (see Fig. 11), because of the irregularity of the to surface to be examined depends, arises in the display device when the object to be examined is scanned will.

Wenn die Isolierplatte 44 um 90° gedreht wird, v/erden die von den Detektorelementen 27d,e,f,g sowie 27h,a,b gemessenen Signale gruppiert, differenziert und angezeigt, wodurch ein Schattenbild wie in Fig.12 gezeigt entsteht.When the insulating plate 44 is rotated 90 °, the v / ground signals measured by the detector elements 27d, e, f, g and 27h, a, b are grouped, differentiated and displayed, whereby a shadow image as shown in Fig. 12 is created.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde ein Halbleiter mit PN-Übergang als Detektor für die reflektierten Elektronen benutzt. Diese Mittel könnten jedoch durch einen Funkenzähler oder irgendwelche andere Detektoren ersetzt werden. In the embodiments described above, a semiconductor with a PN junction was used as a detector for the reflected electrons. However, these means could be replaced by a spark counter or some other detector .

B 4996B 4996

109834/1 167109834/1 167

Claims (10)

PatentansprücheClaims f 1.j Spiegelreflex-Elektronenmikroskop mit einer Ulel-ctrononkanone, gekennzeichnet durch ein elektrisches Verzögorungcfeld zum Verzögern des von der Elektronenkanone (1) erzeugten Elektronenstrahls, das vor dem zu beobachtenden Gegenstand angeordnet ist und vorzugsweise durch ein am zu beobachtenden Gegenstand anliegendes starkes negatives Potential erzeugt wird, eine Linse (4), die den Elektronenstrahl in Nähe des zu beobachtenden Gegenstandes fokusiert, eine Ablenkeinrichtung (7) zum Ablenken des Elektronenstrahls und zum Abtasten des zu beobachtenden Gegenstandes mitf 1. j single-lens reflex electron microscope with an Ulel-ctronon cannon, characterized by an electrical delay field for delaying the electron beam generated by the electron cannon (1), which is arranged in front of the object to be observed and preferably by a strong negative potential applied to the object to be observed is generated, a lens (4) which focuses the electron beam in the vicinity of the object to be observed, a deflection device (7) for deflecting the electron beam and for scanning the object to be observed with (2,12) Hilfe des Elektronenstrahls, und eine Anzeigevorrichtung/ die mit Hilfe zumindest eines Teils der Elektronen des von dem elektrischen Verzögerungsfeld reflektierten Elektronenstrahls ein Bild der zu untersuchenden Oberfläche erzeugt.(2.12) Using the electron beam, and a display device / with the aid of at least some of the electrons of the electron beam reflected by the electric deceleration field generates an image of the surface to be examined. 2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen fluoreszierenden Schirm (2) aufweist, der in der Bahn des Elektronenstrahls angeordnet ist. 2. Electron microscope according to claim 1, characterized in that the display device has a fluorescent screen (2) which is arranged in the path of the electron beam. B 4996B 4996 109834/1167109834/1167 91 η91 η - 15 -- 15 - 3· Elektronenmikroskop nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen Detektor (10) zum Erfassen der reflektierten Elektronen und ein am Detektor angeschlossenes Bildgerät (12,13) aufweist.3 · Electron microscope according to claim. 1 or 2, thereby characterized in that the display device includes a detector (10) for detecting the reflected electrons and an am Has detector connected image device (12,13). 4. Elektronenmikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Magnetfeld (16), mit dessen Hilfe die reflektierten Elektronen aus der Bahn des Elektronenstrahls entfernt werden.4. Electron microscope according to one of the preceding claims, characterized by a magnetic field (16) with whose help the reflected electrons are removed from the path of the electron beam. 5. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (5) mit einer Öffnung vorgesehen ist, durch die der auftreffende Elektronenstrahl hindurchgeht, und daß die Anzeigevorrichtung das Bild der zu untersuchenden Oberfläche mit Hilfe sowohl der durch die Blende hindurchtretenden als auch von der Blende aufgefangenen reflektierten Elektronen erzeugt.5. Electron microscope according to claim 1, characterized in that a diaphragm (5) is provided with an opening through which the incident electron beam passes, and that the display device shows the image of the surface to be examined with the aid of both the image through the diaphragm generated reflected electrons passing through as well as being captured by the diaphragm. 6. Elektronenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen Detektor (10) zum Erfassen der von der Blende (5) aufgefangenen reflektierten Elektronen, ein am Detektor angeschlossenes Bildgerät (12,13) und einen fluoreszierenden Schirm (2) aufweist, der zwischen der Elektronenkanone (1) und der6. Electron microscope according to claim 5, characterized in that the display device has a detector (10) for detecting the reflected electrons captured by the diaphragm (5), an image device (12, 13) connected to the detector and a fluorescent screen (2), the one between the electron gun (1) and the 109834/1 167109834/1 167 ..fei...fei. Blende (5) in der Bahn des auftreffenden Elektronenstrahls angeordnet ist, um mit Hilfe der durch die Blende hindurchtretenden reflektierten Elektronen das Bild der zu untersuchenden Oberfläche zu erzeugen.Aperture (5) is arranged in the path of the impinging electron beam in order with the aid of the passing through the aperture reflected electrons to generate the image of the surface to be examined. 7. Elektronenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung zv/ei Detektoren (10,21) -, von denen der eine die durch die 31ende hindurchtretenden reflektierten Elektronen und der andere die von der Blende aufgefangenen reflektierten Elektronen erfaßt, einen an den Detektoren angeschlossenen Schalter (22) und ein am Schalter angeschlossenes Bildgerät (12) auf v/eist.7. Electron microscope according to claim 5, characterized in that the display device zv / egg detectors (10,21) -, one of which is the reflected electrons passing through the end and the other that of the diaphragm captured reflected electrons detected, a switch connected to the detectors (22) and an image device (12) connected to the switch to v / eist. 8. Spiegelreflex-Elektronenmikroskop mit einer Elektronenkanone, gekennzeichnet durch ein elektrisches Yerzögerungsfeld zum Verzögern des von der Elektronenkanone (1) erzeugten Elektronenstrahls, das vor dem zu beobachtenden Gegenstand angeordnet ist und vorzugsweise durch ein am zu beobachtenden Gegenstand anliegendes starkes negatives Potential erzeugt wird, eine Linse (4), die den Elektronenstrahl in der Nähe des zu beobachtenden Gegenstandes fokusiert, eine Ablenkeinrichtung (7) zum Ablenken des Elektronenstrahls und zum Abtasten des zu beobachtenden Gegenstandes mit Hilfe des Elektronenstrahls, und Detektorelemente (27) zum Erfassen8. Mirror reflex electron microscope with an electron gun, characterized by an electrical retardation field to delay the electron beam generated by the electron gun (1) that is in front of the object to be observed is arranged and preferably by a strong negative potential applied to the object to be observed is generated, a lens (4) that focuses the electron beam in the vicinity of the object to be observed, a deflection device (7) for deflecting the electron beam and for scanning the object to be observed with the aid of the electron beam, and detector elements (27) for detecting 109834/1167109834/1167 der von dem elektrischen Feld reflektierten Elektronen, die im Bereich, der rückwärtigen Brennebene der Linse angeordnet sind.the electrons reflected by the electric field, which are arranged in the area of the rear focal plane of the lens. 9. Elektronenmikroskop nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Integrierstufe (30) zum Integrieren der Ausgangs spannungen der Detektorelemente und eine Vergleichsstufe (29) zum Vergleichen der Größen der Ausgangsspannungen der Detektorelemente (Pig.8).9. Electron microscope according to claim 8, characterized by an integrating stage (30) for integrating the output voltages of the detector elements and a comparison stage (29) for comparing the magnitudes of the output voltages the detector elements (Pig. 8). 10. Elektronenmikroskop nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen mit den Detektorelementen (27) in Reihe geschalteten Schalter (40), der die Ausgangssignale der Detektorelemente in zwei Signale umwandelt, eine Stufe (45) zum Erzeugen der Differenz aus diesen beiden Signalen, und eine Anzeigevorrichtung (12), die mit Hilfe des Differenzsignals ein Bild der zu untersuchenden Oberfläche erzeugt (Fig.9).10. Electron microscope according to claim 8, characterized by one connected in series with the detector elements (27) Switch (40) which converts the output signals of the detector elements into two signals, one stage (45) for generating the difference from these two signals, and a display device (12) which, with the aid of the difference signal an image of the surface to be examined is generated (Fig. 9). 109834/1167109834/1167 LeerseiteBlank page
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1447983A (en) * 1973-01-10 1976-09-02 Nat Res Dev Detector for electron microscopes
FR2220871B1 (en) * 1973-07-27 1978-01-20 Jeol Ltd
JPS5243058B2 (en) * 1974-04-22 1977-10-28
US4376249A (en) * 1980-11-06 1983-03-08 International Business Machines Corporation Variable axis electron beam projection system
DE3888712D1 (en) * 1987-02-02 1994-05-05 Integrated Circuit Testing Detector lens for scanning microscopes.
JP2927627B2 (en) * 1992-10-20 1999-07-28 株式会社日立製作所 Scanning electron microscope
EP0769799B1 (en) * 1995-10-19 2010-02-17 Hitachi, Ltd. Scanning electron microscope
DE19543652C1 (en) * 1995-11-23 1997-01-09 Focus Gmbh Reflection electron microscope
WO1999009582A1 (en) 1997-08-19 1999-02-25 Nikon Corporation Object observation device and object observation method
JP3534582B2 (en) * 1997-10-02 2004-06-07 株式会社日立製作所 Pattern defect inspection method and inspection device
JP4093662B2 (en) * 1999-01-04 2008-06-04 株式会社日立製作所 Scanning electron microscope
US6633034B1 (en) * 2000-05-04 2003-10-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for imaging a specimen using low profile electron detector for charged particle beam imaging apparatus including electrostatic mirrors
EP1255278B1 (en) * 2001-04-24 2005-06-15 Advantest Corporation Scanning particle mirror microscope
JP3996774B2 (en) * 2002-01-09 2007-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern defect inspection method and pattern defect inspection apparatus
DE60323909D1 (en) * 2002-08-13 2008-11-20 Zeiss Carl Nts Gmbh Particle-optic apparatus and its use as an electron-microscopic system
US7138629B2 (en) * 2003-04-22 2006-11-21 Ebara Corporation Testing apparatus using charged particles and device manufacturing method using the testing apparatus
JP2004363085A (en) * 2003-05-09 2004-12-24 Ebara Corp Inspection apparatus by charged particle beam and method for manufacturing device using inspection apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2464419A (en) * 1947-12-26 1949-03-15 Rca Corp Method of and apparatus for selectively achieving electronic darkfield and bright field illumation
US2901627A (en) * 1953-02-19 1959-08-25 Leitz Ernst Gmbh Method of and apparatus for the electronic magnification of objects
FR1306719A (en) * 1961-09-07 1962-10-19 Csf Detection and measurement of high energy particle beams
NL285495A (en) * 1961-11-18
GB1058037A (en) * 1964-11-03 1967-02-08 Jeol Ltd Electron beam apparatus
US3614311A (en) * 1968-02-28 1971-10-19 Hitachi Ltd Apparatus for simultaneously displaying a plurality of images of an object being analyzed in an electron beam device

Also Published As

Publication number Publication date
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NL7100609A (en) 1971-08-10
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