СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1994 года по МПК H01J37/28 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам контроля качества проводящей поверхности, которые основаны на явлении туннелирования электронов между поверхностью и подводимым к ней острийным электродом малого радиуса и позволяют контролировать рельеф поверхности.

Известен способ контроля качества проводящей поверхности, заключающийся в перемещении вблизи нее острийного электрода и измерении напряжения между электродом и поверхностью, требующегося для получения фиксированного тока автоэлектронной эмиссии, причем траектории перемещения электрода представляют собой прямые линии. В известном способе электрод перемещают по двум координатам вблизи исследуемой поверхности на удалении в несколько ангстрем, что обеспечивает протекание туннельного (или автоэмиссионного) тока порядка 10 нА при величине приложенного напряжения от нескольких милливольт до нескольких вольт. Схема автоматического регулирования поддерживает выбранное постоянное значение упомянутого тока путем изменения (по третьей координате) положения электрода, который, как правило, закрепляют на пьезоэлементе. Синхронная с перемещением запись напряжения на пьезоэлементе и представляет собой топограмму поверхности образца.

Недостатком известного способа является его малая производительность, обусловленная выбором прямоугольных ортогональных траекторий перемещения острийного электрода относительно поверхности.

Целью изобретения является повышение производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля проводящей поверхности, заключающемся в перемещении вблизи нее острийного электрода и измерении напряжения между электродом и поверхностью, требующегося для получения фиксированного тока автоэлектронной эмиссии, электрод перемещают по круговым концентрическим траекториям, радиусы которых удовлетворяют условию
r_n= (2n-1) где Δ - разрешающая способность;
n = 1,2...

На фиг.1 приведена схема контроля поверхности при перемещении острийного электрода по круговой траектории; на фиг.2 - то же, по прямолинейным траекториям.

В предлагаемом способе повышение производительности контроля обусловлено тем, что величина просматриваемой поверхности в случае концентрических траекторий выше, чем для известных прямолинейных траекторий перемещения острийного электрода.

Покажем это на примере случая n = 3, где n - номер шага. Тогда для перемещения по концентрическим траекториям
r₁= , r₂= , r₃= (фиг.1). При этом просматриваемая поверхность представляет собой круг с радиусом R = r₃ + R=r₃+ =3Δ (фиг.1), а проходимое электродом расстояние определяется выражением
L₀=2+++2Δ=30,26Δ.

В способе-прототипе расстояние L_□, проходимое электродом (сплошная линия на фиг.2), определяется выражением
L_□= a+ -1.

При выполнении условия L₀=L_□ в известном способе просматриваемая поверхность представляет собой квадрат со стороной l, показанной штриховыми линиями на фиг.2.

Значение l определяется из уравнения
a+ -1=30,26Δ
и составляет а = 5,12 Δ .

Тогда в способе-прототипе просматриваемая поверхность составляет S_□=l²= 26,2Δ² против S_o = π R² ≈28,3 Δ² . Таким образом, производительность способа увеличивается примерно на = =8% , что и свидетельствует о достижении цели изобретения. Следует, однако, отметить, что при увеличении n выигрыш в производительности составляет меньшее значение.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в повышении производительности контроля за счет увеличения просматриваемой площади по сравнению с использованием прямолинейных траекторий. Осуществление способа не вызывает затруднений, так как перемещение по предлагаемой траектории электрода осуществляется по программе для ЭВМ, управляющей устройством.

Использование: изобретение относится к электронной технике и может быть применено в сканирующих микроскопах. Цель изобретения - повышение производительности контроля. Сущность изобретения: согласно способу электрод перемещают по круговым концентрическим траекториям, радиусы которых удовлетворяют условию, описанному в описании, и измеряют напряжение между электродом и поверхностью, требуемое для получения фиксированного тока автоэлектронной эмиссии. 2 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ путем перемещения вблизи ее острийного электрода по заданной траектории и измерения напряжения между электродом и поверхностью, обеспечивающего получение фиксированного тока автоэлектронной эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, электрод перемещают по круговым концентрическим траекториям с радиусами r_n, удовлетворяющими условию
r_n= (2n-1) ,
где Δ - разрешающая способность;
n = 1, 2 ... - номер шага.