Устройство для регистрации неупругоотраженных электронов в растровом электронном микроскопе Советский патент 1986 года по МПК H01J37/28 

Изобретение относится к электрон ной микроскопии и может быть .исполь зовано в приборостроительной промьш ленности при производстве растровьк электронных микроскопов (РЭМ). Одним из наиболее эффективных методов регистрации неупругоотражен ных электронов (НОЭ) в РЭМ является метод, использующий промежуточное преобразование НОЭ в медленные третичные электроны (ТЭ) и регистрацию ТЭ при помощи детектора истинно вторичных электронов. Соответствующие устройства содержат ту или иную систему электродов для улавливания и/или задерживания различных групп медленных электронов. . Целью изобретения является повышение точности анализа при регистра ции за счет увеличения отношения сигнал - шум путем уменьшения влияНИН фоновых электронов. На чертеже показана схема устройства. I . На оптической оси электронного зонда 1 расположена отклоняющая система 2, исследуемый образец 3, апертурная диафрагма 4 и трубчатый экран 5, соединяющий рабочий канал объективной линзы 6 с внутренней полостью полусферической задерживаю щей сетки 7. На нижней части объективной линзы 6 закреплены секционированная преобразовательная пластина 8 и вытягивающая сетка 9. Вблизи от преобразовательной пластины размещен детектор 10 истинно вторичных электронов. Образец 3 и преобразова тельная пластина 8 электрически изо лированы от корпуса РЭМ. В режиме регистрации НОЭ на образец 3 подает положительный потенциал относительно корпуса, а на преобразовательную пластину 8 - отрицательный. При регистрации истинно вторичных электро нов полярность потенциалов на образ це 3 и преобразовательной пластине изменяется на обратную. Устройство работает следующим образом. Электронный зонд 1, управляемый отклоняющей системой 2, взаимодейст вует с заданной точкой поверхности образца 3. Образованные в результате взаимодействия НОЭ попадают на преобразовательную пластину 8, где образуют ТЭ, вытягиваемые сеткой 9 улавливаемые детектором 10. Генерируемые объектом истинно вторичные электроны задерживаются задерживающей сеткой 7. Фоновые электроны, образованные зондом 1 на апертурной диафрагме 4 и в канале объективной линзы 6, попадают в задерживающее поле между сеткой 7 и образцом 3 и также задерживаются. Образец 3 может перемещаться относительно задерживающей сетки 7, поэтому любой его участок можно подвести в область сканирования электронного пучка. Поэтому неосвещенные пучком участки на образце отсутствуют. Пример. Секционированная преобразовательная пластина состоит из трех концентрических колец с внешним диаметром 40, 65 и 90 мм, выполненных подобно токоведущим дорожкам печатной платы из фольгированного стеклотекстолита . Кольца покрыты окисью магния для увеличения коэффициента вторичной эмиссии. Задерживающая и вытягивающая сетки изготовлены из стандартной стальной сетки с площадью ячейки 1 мм и прозрачностью около 60%. Задерживающая сетка в виде полусферы радиусом 12 мм закреплена посредством пайки на экране в виде трубки с внутренним диаметром 4 мм, внешним диаметром 5,5 м и длиной 15 мм. В сетке имеется отверстие, равное внутреннему диаметру трубки. Трубка установлена в канале объективной линзы по плотной посадке. Измерения проводились при энергии зонда 10 кэВ, токе зонда 10 А и ширине полосы пропускания тракта регистрации сигнала 10 Гц. На образец подавался положительный потенциал 50 В относительно корпуса РЭМ, а на все секции преобразовательной пластины - отрицательный потенциал -70 В Цифровым вольтметром типа В2-23 измерялся сигнал на выходе детектора истинно вторичных электронов при сканировании электронного пучка по линии поперек узкой границы между алюминием и кремнием. Теоретическое значение контраста для такого объекта, рассчитываемое как где Uniax min Максимальное и минимальное значения сиг3нала на выходе детектора, составляет 6,7%. Для известного устройства сигнал на А1 был равен 26 мВ, на Si 27,1 мВ, а для предлагаемого устрой ства - соответственно 16 мВ и 17,1 мВ. Поскольку уменьшение регистрируемого значения сигнала обусловлено задерживанием фоновых электронов, следовательно, сигнал фоновых электронов на выходе детектора для известного устройства равен 10 мВ. Из сравнения значений контраста можно получить,что улучшение от ношения сигнал-шум составляет 26%, Формула изобретени Устройство для регистрации неупругоотраженных электронов в раст7электронном микроскопе, вклюровомчающее последовательно расположенные вдоль оптической оси объективную линзу с рабочим каналом, секционированную преобразовательную пластину, выполненную из материала с повышенным коэффициентом вторичной эмиссии, вытягивающую сетку, задерживающую сетку, вьтолненную в виде полусферы, а также детектор вторичных электронов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа при регистрации за счет увеличения отношения сигнал - шум, оно снабжено соосным с оптической осью трубчатым экраном, соединяющим рабочий канал объективной линзы с внутренней полостью задерживающей сетки.