DE2433999A1

DE2433999A1 - Abtast-elektronenstrahlmikroskop

Info

Publication number: DE2433999A1
Application number: DE2433999A
Authority: DE
Inventors: Vincent John Coates; James Jay Gold; Leonard Melvin Welter
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Nanometrics Inc
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1975-02-13
Also published as: IT1016963B; DE2433999C2; JPS5044769A; SE7409441L; FR2239013B1; US3842272A; NL178923B; CA1013483A; FR2239013A1; SU572230A3; AU7148674A; GB1465518A; DD113661A1; NL7409951A; SE389762B; NL178923C; JPS5822854B2

Description

Priorität: 24« Juli 1973; V.St.A.; Nr. 382 230

Die Erfindung betrifft mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskope, z. B. ein Abtast-Elektronenstrahlmikroskop, insbesondere zur Verwendung bei der Kompensation von externen Störungen' in bezug auf den Teilchenstrahl.

Ein Problem, das durch die Erfindung gelöst wird, bezieht sich auf eine optische Verzerrung, die bei einer mit einem Teilchenstrahl arbeitenden Mikrosonde, z. B. einem Abtast- oder Raster-Elektronenstrahlmikroskop, das mit hoher Vergrößerung verwendet wird, anzutreffen ist. Diese Verzerrung kann durch sich zeitlich wiederholende elektrische oder magnetische Felder hervorgerufen werden, die eine unerwünschte Ablenkung des kleinen aus geladenen Teilchen bestehenden Strahls im Mikroskop bewirken. Solche äußeren Einflüsse haben natürlich je nach der Stärke und der Orientierung des Feldes eine sich ändernde Wirkung auf das System. In einem Laborraum, in dem ein Abtast-Elektronenstrahlmikroskop benutzt wird, bewirkt z. B. das Einschalten eines in der Nähe befindlichen Lötkolbens oder einer

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Kaffeemaschine im Fall eines Versorgungsstroms mit 60 Hz die Ausbildung von 60 Hz-Elektromagnetfeldern in diesem Laborraum-Aufgrund der Empfindlichkeit der kleinen Elektronensonde für Auswirkungen dieser Felder wird der Elektronenstrahl aus seiner erwünschten Bahn abgelenkt. Bei dem genannten Beispiel wird durch die Kombination des "Kaffeemaschinen-Feldes" und des "Lötkolben-Feldes" ein resultierendes Feld erzeugt. Weitere im Raum befindliche Geräte, die zeitweise eingeschaltet werden, tragen ebenfalls zum elektromagnetischen Gesamtfeld im. Raum bei. Der Betrieb solcher Geräte von der 60 Hz-Leitung und die Lage von feldbeeinflussenden Objekten, z. B. einer Anzahl von Menschen im Raum, können sich ebenfalls auf die Feldstörung des Elektronenstrahls auswirken. Die Gesamtauswirkung dieses Feldes auf die Sonde kann durch Anwendung der Erfindung kompensiert werden; dabei wird periodisch das externe elektromagnetische Feld erfaßt, und die Strahlablenkung während der Abtastung wird so gesteuert, daß die Verzerrung beseitigt wird.

Bei bereits vorgeschlagenen Lösungen dieses Verzerrungsproblems wird die Elektronensonde gegen die Störfelder ab-· geschirmt. Dazu sind jedoch große Mengen kostspieliger Werkstoffe, z. B. von Mumetall, erforderlich, und es ergeben sich auch andere Nachteile. Eine weitere Lösung des Problems besteht im Erzeugen eines großen feldfreien Bereichs um das Instrument. Der große feldfreie Bereich konnte durch HeImholtz-Spulen erzeugt werden, die jedoch im Arbeitsbereich des Labors aufgrund ihrer sperrigen Anordnung viel Platz wegnehmen. Diese großen Spulen warfen hinsichtlich ihrer Größe und Kosten und ihrer insgesamt unbefriedigenden Leistungsfähigkeit weitere Probleme auf.

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Gemäß der Erfindung wird das bestehende Problem in bezug auf Störfelder und Verzerrungen dadurch gelöst, daß ein Funktionsgeber vorgesehen ist, der für die Erzeugung eines negativen oder entgegengesetzten Signals programmiert ist, das der Strahlablenkungs-Abtaststeuerung zuführbar ist zum Ausgleich der durch die externen Störfelder bewirkten Strahlablenkung. Die Korrektionssignale werden zum Erreichen einer Kompensation aller feldsynchronen Strahlablenkungen synchron mit den externen Feldern erzeugtj und das Kompensationsausgangssignal wird den normalen Strahlablenksignalen hinzuaddiert=

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hat zwei Funktionsgeber, die beliebig gewählt und mit der 60 Hz-Stromversorgung des Instruments synchronisiert sind (z. B= über 60 Hz-Vertikalabtast-Synchronisierimpulse , die in einem Abtast-Elektronenmikroskop vom Synchronisier-Abtaststeuerkreis erzeugt werden) . Ein Fünktionsgeber· ist so ausgelegt, daß er eine Korrektion einer Komponente der Verzerrung (Vertikalkomponente) bewirkt, und der andere Funktionsgeber ist so ausgelegt, daß er eine Korrektion der anderen orthogonalen Komponente (Horizontalkomponente) bewirkt. Vorzugsweise ist jeder Funktionsgeber von Hand programmierbar zum Erzeugen eines Signals, das gleiche Amplitude und entgegengesetzte Phase wie die durch das externe Störsignal bewirkte Strahlverzerrung hat. Der erläuterte Funktionsgeber besteht aus 24 Potentiometern, deren jedes mit einer positiven und einer negativen Versorgungsspannung verbunden ist. So ist jedes Potentiometer zum Erzeugen einer positiven oder einer negativen Ausgangsspannung am Abgriff jedes Potentiometers innerhalb der Grenzen der Versorgungsspannung einstellbar. Jeder Potentiometerabgriff ist mit dem Eingang eines Multiplexschalters verbunden, der synchron mit dem Signal arbeitet. Das resul-

tierende Stufenspannungssignal, das durch die Folgeabtastung der Potentiometer erzeugt wird, wird durch ein Filter geglättet und zur Kompensation des Fehlers der Strahlablenkspulenschaltung zugeführt.

Das programmierte Korrektions-Eingangssignal wird dadurch bestimmt, daß zuerst die eine Komponente des Elektronenstrahl-Ablenksystems unwirksam gemacht wird. Wenn das Vertikalablenksystem unwirksam ist, werden auf einer üblichen Kathodenstrahlröhren-Sichtanzeige breite vertikale Bandbereiche erzeugt. Da der Strahl bei Abwesenheit einer Verzerrung die gleiche Zeile kontinuierlich wiederabtasten soll, erscheint die von Störfeldern herrührende Verzerrung in der Sichtanzeige als Schlangenlinie oder Kurvenlinie zu den sonst geraden vertikalen Bandbereichen. Durch Ändern der der Strahlablenkschaltung zugeführten Eingangsspannung durch Verstellen der einzelnen Potentiometer, bis sämtliche Schlangenlinien im wesentlichen beseitigt sind", ist eine Korrektion der Verzerrung möglich. Dann wird der gleiche Vorgang in bezug auf das andere orthogonale Ablenksystem durchgeführt zur Korrektion der "horizontalen" Störung.

Die Erfindung erzeugt somit eiri Funktionssignal, das die Störfeldauswirkung auf den Abtastteilchenstrahl beseitigt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Abtast-Elektronenstrahlmikroskops, bei dem eine leicht in das System zu programmierende Kompensation von Strahlablenkungen erfolgt und die Kompensationseinrichtung leicht auf eine sich in bezug auf elektrische oder magnetische Felder ändernde Umgebung einstellbar ist.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Abtast-Elektronenstrahlmikroskop, bei dem eine Quelle geladener Teilchen als

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kollimierter Strahl auf eine zu untersuchende Probe gerichtet wird. Der Strahl führt eine Abtastung der Probe in einem vorgegebenen Muster (Raster) durch, und es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Aufzeichnen der Anzahl geladener Teilchen, die von der Oberfläche der abgetasteten Probe austreten. Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen zum Erfassen der Ablenkung des Strahls an vorgegebenen Stellen aufgrund von externen störenden elektrischen und magnetischen Feldern, ferner eine Einrichtung zum Erzeugen von Strahlabtastkorrektionssignalen, die zu der störenden Strahlablenkung komplementär sind, sowie eine Einrichtung zum Zuführen der Strahlkorrektionssignale zur Strahlabtasteinrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abtast-Elektronenstrahlmikroskops;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen F\mktionsgeber;

Fig. 3 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Funktionsgebers nach Fig. 2; und

Fig. 4 eine Ansicht eines Kontrollgeräts für ein Abtast-Elektronenstrahlmikroskop, wobei eine gemäß der Erfindung durchzuführende Korrektion veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt eine mit geladenen Teilchen arbeitende Abtastmikrosonde, z. B. ein Feldelektronen-Emissionsmikroskop gemäß der US-PS 3 678 333. Eine solche Abtastmikrosonde-hat im wesentlichen eine Feldemissionsspitze 12 als Quelle eint^

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hellen Strahls geladener Teilchen 14, de* in einen Punkt auf einer Probe 16 fokussiert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform erzeugt die Spitze 12 einen Elektronenstrahl, wenn ein hohes negatives Potential angelegt wird, z. B. durch eine Spannungsquelle 18, während die Spitze 12 in einem hohen Teilvakuum (z. B. 10 Torr) gehalten wird. Der so erzeugte Strahl wird durch eine.Anode 20 fokussiert, an die von einer Spannungsquelle 22 geeignete Nachbeschieunigungsspannungen angelegt werden, wie in der genannten US-PS erläutert wird.

Der fokussierte Strahl 14 wird durch eine Ablenk- und Stigmatoreinheit abgetastet. Information bezüglich der Probe 16 wird erhalten, indem aus der Probe ausgelöste geladene Teilchen, z. B. durchgelassene Elektronen, Sekundärelektronen, reflektierte Elektronen, absorbierte Elektronen, Photonen, Röntgenstrahlen, positive Ionen usw., die sämtlich durch den einfallenden Strahl erzeugt werden, erfaßt werden. Ein Detektor 26, z. B. eine Szintillationseinheit, wird häufig zum Erfassen der Anwesenheit ednes der gekannten Teilchen verwendet. Der Detektor 26 setzt den Teilchenbeschuß in ein Lichtsignal um, das wiederum z. B. durch einen Fotomultiplier 30 in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Das elektrische Signal wird dann zur Modulation der Intensität einer synchron abgetasteten Anzeigeeinheit 32, z. B. einer Kathodenstrahlröhre, verwendet. Zweckmäßig werden die Anzeigeeinheit 32 und die Stigmatoreinheit 24 von einem Kippgenerator in einem Synchronisier- und Abtastkreis 34 gesteuert, wobei der Kreis 34 üblicherweise einen Horizontalfiurchl&ufbereich 34™ und

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einen Vertikaldurchläufbereich 34_V hat für die Synchronisation der Bewegung des Strahls 14 auf der Probe mit der Anzeige auf der Anzeigeeeinheit 32. Die Stigmatoreinheit 24 hat für sich bekannte Ablenkspulen (nicht gezeigt), wodurch der Strahl 14 in Orthogonalrichtungen entlang der Probenoberfläche steuerbar ist; die eine Spule ist als Vertikal-

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spule bezeichnet und wird vom Durchiaufbereich 34_V gesteuert, während die andere Spule als Horizontalspule bezeichnet und vom Durchlaufbereich 34„ gesteuert wird.

Wie bereits erläutert, werden übliche Verzerrungsprobleme durch die gemeinsame Stromversorgung hervorgerufen, deren Frequenz konstant ist, wodurch die Störungen unmittelbar korrigierbar sind. Die gezeigte Ausführungsform eignet sich für eine 60 Hz-Korrektion und ist daher bei einer 60 Hz-Stromversorgung verwendbar, wie sie z. B. in den Vereinigten Staaten üblich ist. Eine solche direkte Korrektion für eine Festfrequenzverzerrung (z. B. 60 Hz) wird durch Funktionsgeber 36_V und 36„ bewirkt, die mit dem Haupt-Synchronisierund Abtastkreis 34 synchronisiert sind. Wenn natürlich die zu korrigierende Festfrequenzver&errung eine andere als die Frequenz der Stromversorgung hat, ist für den Funktionsgeber 36 eine getrennte Frequenzquelle erforderlich,

Fig. 2 zeigt im einzelnen den Funktionsgeber 36 mit einem Vertikalglied 36_V und einem Horizontalglied 36„. Jeder Funktionsgeber hat eine Reihe einzeln einstellbarer Spannungsquellen V₁, V₂—$> V_n für den Vertikal teil 36_y und H₁, H₂—>■ H_n für den Horizontalteil 36„. Die Spannungsquellen V_n und H

η ■ η Ii

sind einstellbare Potentiometer, die von einer Stromversorgung 38» 40, die beiden gemeinsam zugeordnet sein kann, gesteuert werden, wodurch jedes potentiometer V bzw. H eine einzeln wählbare Korrektionsspannung liefern kann. Die Spannungsquellen V bzw. H sind über Schaltglieder 42_γ bzw. 42„ und Filter 44·,, bzw. 44„ mit den Vertikal- bzw. Horizontal-

rl V rl

spulen der Stigmatoreinheit 24 verbunden.

Die Schaltglieder 42„ und 42„ werden durch Glieder 46y und 46„ gesteuert, die auf den Synchronisier- und Abtastkreis 34 für den Strahl 14 und die Anzeigeeinheit 32 ansprechen. Durch die Glieder 46_γ und 46„ werden die Schaltglieder 42_γ

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und 42„ entsprechend der Frequenz der zu korrigierenden Verzerrung wiedereingeschaltet. So wird für jede Periode der Störfeldfrequenz an den Strahldurchlauf eine endliche Korrektion angelegt, wobei -jede der einzelnen endlichen Korrektionen für ein Zeitintervall l/n der Gesamtperiode der Storfrequenz angelegt wird.

Bei der erläuterten Ausführungsform wird die volle Korrektion für eine 60 Hz-Verzerrung jede sechzigstel Sekunde angelegt, da bei der bevorzugten Ausführungsform die die Spannung liefernden Schaltglieder 42 durch den Synchronisier- und Abtaststeuerkreis 34 (Fig. 3) wiedereingeschaltet werden. Da bei der noch zu erläuternden bevorzugten Ausführungsform 24 einzelne Spannungsausgleicher V , H_n verwendet werden, werden an die Horizontal- und die Vertikalabtastung des Elektronenstrahls 14 vierundzwanzig Segmentkorrektionen angelegt. Die zur Durchführung der Verzerrungskorrektion gewählte Betriebsweise wird im folgenden erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in einem Abtastelektronenmikroskop entsprechend der genannten US-PS. Die Auswirkung der durch die Schaltung gemäß Fig. 3 angelegten Korrektion ist in Fig. 4 veranschaulicht. Fig, 4 zeigt die Vorderseite der Anzeigeeinheit 32, und Zeilen 50 stellen die üblichen horizontalen Abtastzeilen eines Kathodenstrahlröhren-Fernsehgeräts dar. Der Einfluß äußerer elektrischer oder magnetischer Felder auf den Strahl*14 während des Betriebs besteht darin, daß der Elektronenstrahl in Horizontal- oder Vertikalrichtung, gewöhnlich in beide Richtungen gleichzeitig, abgelenkt wird. Wenn der Elektronenstrahl so abgelenkt wird, geben die angedeutete Lage des Elektronenstrahls und das durch die Abtastung d&r Anzeigeeinheit 3S₁ erzeugte Bild nicht die Soll-Lage des Elektronenstrahls 14 an. Fig. A

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zeigt die Art der Horizontalverzerrung, die sich durch solche Störfelder in vertikaler Abtastrichtung ergibt. In diesem Fall wird die Vertikalabtastung des Elektronenstrahls 14 unwirksam gemacht, z. B. durch Abschalten des Eingangssignals zu den Vertikalablenkspulen vom Vertikaldurchlaufbereich 34_V· Durch die Horizontalabtastung läuft der Elektronenstrahl 14 wiederholt über die gleiche Zeile auf einer Probe in Horizontalrichtung, und die Anzeigeeinheit 32 erzeugt das vollständige Bild, da ihr nicht bekannt ist, daß die Vertikalabtastung des Elektronenstrahls 14 unwirksam ist. Somit zeigt die Anzeigeeinheit 32 eine einzelne Vertikallinie 52, die ein die ortsfeste Horizontalabtastung des Elektronenstrahls 14 erfassendes Signal darstellt. Bei nicht vorhandener Horizontalverzerrung wäre die Linie 52 gerade, da der Elektronenstrahl 14 bei Abwesenheit einer solchen Verzerrung eine einzige gerade Bahn von links nach rechts auf der Probe durchlaufen und ein sich wiederholendes Signal an der gleichen relativen Horizontallage erzeugen sollte, die bei vertikalem Verlauf über die Anzeigeeinheit 32 als die genannte gerade Vertikallinie 52 angezeigt werden würde. Die gezeigte Wellenlinie ist das Ergebnis der Strahlablenkung in Horizontalrichtung aufgrund des Einflusses des überlagerten externen Feldes von links nach rechte, und zwar in bezug auf den untersuchten Probenbereich von oben nach unten.

Die Erfindung korrigiert die gezeigte Strahlverzerrung aufgrund des externen Störfeldes durch Erzeugen eines den geeigneten Ablenkspulen zuzuführenden Strahlausrichtsignals. Es wurde festgestellt, daß es nicht erforderlich ist, für jeden Horizontaldurchlauf des Elektronenstrahls im gesamten vertikalen Raster ein, Korrekfionssignal zu erzeugen, sondern der etwa 1200 Zeilen umfassende Raster des gezeigten Abtast-Elektronenmikroskops wird vorzugsweise in Gruppen unterteilt, z. B. in 24 Abschnitte, die auf der Anzeigeeinheit als Durch-

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laufgruppen SG,-24 gezeigt sind. Dementsprechend wird für jede dieser 24 Durchlaufgruppen eine Plus- oder Minus-Strahlverschiebefunktion (Links- oder Rechts-StrahlVerschiebefunktion) erzeugt zum Korrigieren der unerwünschten Horizontalablenkung durch das Störfeld. Wenn jede einzelne StrahlVerschiebefunktion erzeugt und dem Elektronenstrahl 14 während des Durchlaufs durch jede der Durchlaufgruppen SG zugeführt wird, wird die verzerrte Linie 52 geradegerichtet. Die folgende Erläuterung der Schaltung gemäß Fig. 3 veranschaulicht, vie die Strahlverschiebefunktion jeder Durchlaufgruppe SG bestimmt und zugeführt wird.

Jede Durchlaufgruppe SG hat einen zugeordneten Elektronenstrahllage-Ausgleicher V , H , der zweckmäßig ein an eine Spannungsquelle 62 angeschlossenes Potentiometer 60 ist. Jede einzelne Strahlverzerrungs-Korrektionsfunktion für eine Durchlaufgruppe wird als eine Spannung am ensprechenden Potentiometer erzeugt und dem Strahldurchlauf über die Schaltglieder 42„ und 42_V zugeführt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist es zweckmäßig, einen Halbleiter-Multiplexschalter 64 zu verwenden; ein solcher Schalter wird z. B. unter der Typennummer 3705 von der Fairchild Semiconductor Corporation, der National Semiconductor Corporation oder dfer Siltconix vertrieben. Der gewählte Schalter hat eine Kapazität von acht Kanälen und ist mit zwei weiteren Schaltern gekoppelt zum Schalten der 24 einzelnen Potentiometer für die Horizontal- und die Vertikalfunktionsgeber 36„ und 36_V· Jeder Schalter 64 ist seinerseits mit acht Potentiometern 60 verbunden. Durch Vorsehen von für sich bekannten logischen Schaltgliedern 66 sind die Schalter sequentiell betätigbar und bewirken die aufeinanderfolgende Zuführung jeder einzelnen Strahlverzerrungs-Korrektionsfunktion zu der jeweiligen Ablenkspule in der Stigmatoreinheit 24. Das Ausgangssignal jedes Schalters 64 wird daher einem Ansteuerverstärker 68

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für die jeweilige Ablenkspule zugeführt. Da das Ausgangssignal der Potentiometer 60 eine Stufenfunktion für eine Durchlaufgruppe ist und unmittelbar zum nächstfolgenden Potentiometer (z. B. V, zu V« usw.) verschoben wird, ist es erwünscht, den Übergang zu glätten zur Näherung an den komplementären Verlauf der Linie 52. Deshalb weist die bevorzugte Schaltung gemäß Fig. 3 ein Filter 44 auf. Zum Trennen des Betriebs der verschiedenen Schaltungsglieder (Schalter 42, Filter 44 usw.) voneinander sind Trennverstärker vorgesehen, z. B. ein Schalter-Trennverstärker 70_o und ein Filter-Trennverstärker 70„, so daß eine Belastung eines Glieds durch ein anderes Vermieden wird.

Die Schalter 42 sind so mit dem Synchronisier- und'Abtastkreis 34 synchronisiert, daß sie (für das verwendete 60 Hz-Korrektionssystem) jede sechzigstel Sekunde durch ihre einzelnen Programme folgegesteuert werden. Jeder der Vertikal- und Horizontalfunktionsgeber 36_V und 36„ wird zu Beginn einer Abtastung der Probe 16 und der Anzeigeeinheit 32 eingeschaltet, Zähler A und B koppeln die Funkt ions geber 36.. und 36„ mit dem Synchronisier- und Abtastkreis 34 und bewirken ein aufeinanderfolgendes Einschalten der einzelnen Schalter für die Durchlaufgruppen-StrahlVerzerrungskorrektion. Der Zähler A ist mit den Vertikal- und Horizontaldurchlaufbereichen 34_V und 34tt verbunden, zählt die Durchlauf gruppen SG von 1 bis 24 und trifft eine geeignete Auswahl der Schalter 42„ und

1-3 42„ , wodurch die jeweilige Strahlverzerrungskorrektion den jeweiligen Ablenkspulen zugeführt wird. Der Zähler B ist mit dem HorijZiöntaldurchlaufbereich 34 und dem

Zähler A verbunden, zählt horizontale Durchläufe zum Identifizieren jeder Durchlauf gruppe und führt diese -Information dem Zähler A zu, so daß anschließend jede Gruppe folgegesteuert werden kann.

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Hinsichtlich der Strahlkorrektion wurde hauptsächlich auf den Vertikalfunktionsgeber 36_V von Fig. 3 Bezug genommen. Der untere Teil der Schaltung von Fig^ 3 stellt Horizontalfunktionsgeber 36„ dar, die im wesentlichen den Funktionsgebern 36y entsprechen.

Zum Bestimmen der Auswirkung einer Vertikalverzerrung wird der Elektronenstrahl 14 vertikal über die Probe gesteuert, wobei das Vertikalabtastsignal unwirksam gemacht und durch das Horizontalabtastsignal ersetzt ist. Aufgrund der Auswahl von Durchiaufgruppen in der Vertikalen und der Einfachheit der Korrektion wird jedoch die Vertikale mit der Horizontaldurchlaufrate abgetastet und horizontal, wie vorher, auf der Anzeigeeinheit 32 angezeigt. Die Potentiometer 60„ werden wiederum so eingestellt, daß die verzerrte Linie 52 geradegerichtet wird, und nach erfolgter Korrektion wird das System auf Normalbetrieb zurückgebracht, wobei die Zähler A und B die Folgesteuerung für die einzelnen Horizontal- und Vertikal-StrahlVerzerrungsfunktionen für jede abgetastete Durchlaufgruppe bewirken.

Da die Korrektion der Strahlverzerrung zu jödem Zeitpunkt nur in einer der Orthogonalrichtungen erfolgt, kann es erforderlich sein, die Korrektionsbestimmung der Vertikal- und der Horizontalfunktion zu wiederholen zur Beseitigung möglicher Auswirkungen der Korrektion in einer Richtung auf der anderen Achse oder zur Korrektion von Auswirkungen der Probenoberfläche.

Es ist zu beachten, daß die Verzerrungskorrektion auf den Raster der Anzeigeeinheit 32 getastet ist und daß Korrektionen für Gruppen von Horizontalzeilendurchläufen (SG) erfolgen. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Horizontalablenkung für den gesamten Horizontaldurchlauf einer Gruppe

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SG gleichmäßig korrigierbar ist, da die Periode eines solchen Durchlaufs kurz und ihre Entfernung klein ist. Wenn diese Annahme bei bestimmten Verzerrungsarten unrichtig sein sollte, könnte der Horizontaldurchlauf in Rastergruppen unterteilt und eine entsprechende Korrektion vorgenommen werden. Es ist jedoch zu beachten, daß in das System beliebige Gruppenfunktionsgeber (für zeitlich oder räumlich erzeugte Funktionen) einzubauen sind, die die Funktion der Zähler A und B für den Horizontalfunktionsgeber 36„ ausüben. Die Ausgleichsschaltung wird in hohem Maß dadurch Vereinfacht, daß die Identifizierbarkeit jedes Horizontaldurchlaufs im Vertikalmuster und die Einfachheit der Vornahme entsprechender Korrektionen ausgenutzt werden.

Gleichermaßen ist die Anzahl der SG-Gruppen beliebig einstellbar, wobei auch für jede Zeile 50 eine Gruppe vorgesehen werden kann. Selbstverständlich würde ein Rechner das Speichern der einzelnen zu erzeugenden Funktionen und die Folgesteuerung des Anlegens der einzelnen Strahlversserrungskorrektionen erleichtern.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch in jeder mit einem geladenen Teilchenstrahl arbeitenden Einrichtung verwendbar, z. B. bei Elektronenstrahlätz- und -Schreibeinrichtungen, Ionenstrahlsonden usw.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

Abtast-Elektronenstrahlmikroskop, mit einer Elektronenstrahlquelle, mit einer Kollimatoreinheit zum Ausrichten der Elektronen in Strahlform, mit einer Einheit zum Abtasten des Elektronenstrahls in einem vorgegebenen Raster über einer Probe im" Mikroskop, mit einem Detektor, der einen Generator zum Erzeugen eines den erfaßten geladenen Teilchen proportionalen Signals hat, und mit einer Aufzeichnungseinheit, die mit dem Detektor verbunden ist zum Aufzeichnen der von der Probenoberfläche austretenden geladenen Teilchen,

gekennzeichnet durch.

einen Funktionsgeber (36) zum Ausgleichen der Auswirkungen externer elektrischer Streufelder, die eine unerwünschte Strahlablenkung bewirken, der aufweist:

eine Einheit zum Bestimmen der Strahlstörablenkung an vorgegebenen Strahlpositionen, einen Signalerzeuger für Strahlabtastkorrektionssignale, die zur Strahlstörablenkung komplementär sind, eine Einheit zum Zuführen der Strahlkorrektionssignale zur Strahlabtasteinheit, wodurch die störende Strahlablenkung erfaßbar und eine Korrektionsfunktion zum Beseitigen der Verzerrung erzeugbar und der Abtasteinheit zuführbar ist, so daß der Strahl die Probe im wesentlichen mit dem vorgegebenen Raster abtastet.
2. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinheit eine Vorrichtung zum Ablenken des Strahls im wesentlichen in Orthogonalrichtungen aufweist, und daß der Signalerzeuger für Strahl-

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abtastkorrektionssignale aufweist: eine Einheit zum Erzeugen eines Ablenkungskorrektionssignals in wenigstens einer der genannten Richtungen im wesentlichen gleich und entgegengesetzt zu der Strahlstörablenkung und eine Einheit zum Überlagern des Korrektionssignals auf die Strahlablenkeinheit.
3. Abtast-Elektronenstrahlmikrbskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Erzeugen eines Strahlkorrektionssignals eine Vorrichtung zum Identifizieren von Segmenten der Strahlabtastung und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Strahlkorrektionssignals für jedes Abtastsegment hat.
4. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Zuführen der Korrektionssignale eine Vorrichtung zum Speichern der Korrektionssignale für jedes Abtastsegment hat.
5. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Zuführen der Korrektionssignale eine Vorrichtung zum Zuführen der gespeicherten Korrektionssignale entsprechend einer vorbestimmten Folge hat.
6. Abtast-Elekronenstrahlmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinheit eine Abtastanzeigeeinheit (32) ist, deren Abtastung mit der Strahlablenkung synchronisiert ist.

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7. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetastete Anzeigeeinheit (32) eine Kathodenstrahlröhre ist.
8. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 7,-dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtastung und'die Kathodenstrahlröhrenabtastung in einem Raster mit mehreren in Vertikalgruppierung angeordneten Horizontaldurchlaufzeilen erfolgt..
9. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Unterteilen der Vertikalgruppierung in mehrere Abtastgruppen (SG), eine Einrichtung zum Erzeugen eines Strahlkorrektionssignals für jede der Orthogonalrichtungen der Strahlablenkung für im wesentlichen sämtliche Abtastgruppen, und eine Einrichtung zum wahlweisen Zuführen der Korrektionssignale zu der Strahlablenkeinheit, während der Strahl durch die Gruppen abgetastet wird.
10. Abtast-Elektronenstrahlmikroskop nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen der Korrektionssignale mit der Strahlabtasteinheit und der Anzeigeeinheitsabtastung synchronisiert ist.

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