Измерительное устройство для растрового электронного микроскопа Советский патент 1982 года по МПК H01J37/28 

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА

1

Изобретение относится к технике электронной микроскопии и может быть использовано в измерительных системах и устройствах растровых электронных микроскопов (РЭМ).

Известны измерительные устройства для РЭМ, срдержащие усилитель и систему преобразования сигнала t1.

Однакр с помощью этих устройств измерения геометрических размеров JQ объектов производят непосредственно на экранах телевизионных систем масштабной линейкой, что сильно ограничивает точность измерений.

Наиболее близким по технической 15 сущности является измерительное устройство для РЭМ, содержащее последовательно соединенные усилитель, систему преобразования сигнала и блок суммирования.20

В таких устройствах измерения могут осуществляться косвенным методом по характеристикам сигналов 2.

Однако известные устройства не обеспечивают высокой точности при измерении протяженных объектов или для этого требуется большое время.

Целью изобретения является повышение точности измерения линейных размеров объекта при повышении производительности.

Указанная цель достигается тем, что в измерительном устройстве для РЭМ, содержащем последовательно соединенные усилитель, систему преобразования сигнала и блок суммирования, система преобразования сигнала содержит последовательно соединенные основную дифференцирующую цепь с фазоинвертором, первый триггер, дополнитeJзьнyю дифференцирующую цепь, второй триггер и схему совпадений, один из входов которой соединен с выходом .основной дифференцирующей цепи.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства. 398 Измерительное устройство содержит усилитель 1, основную дифференцирующую цепь 2 с фазоинвертором 3, первы триггер k, дополнительную дифференцирующую цепь 5, второй триггер 6, схему 7 совпадений и блок 8 суммирования. Устройство работает следующим образо/. Электрический сигнал, регистрируемый детектором РЭМ после усиления главным усилителем 1 РЭМ поступает н основную дифференцирующую RC-цепь 2 системы преобразования сигнала с фазоинвертором 3. Положительным импуль сом переднего фронта импульса сигнал запускается первый триггер k с одним устойчивым состоянием. Триггер t име ет регулируемую длительность импульсов t, которая равна, времени прохождёния электронного пучка относительн измеряемого элемента объекта (микросхемы) . Сформированный триггером импуль дифференцируется дополнительной RC-цепью 5 задним фронтом импульса запускается второй триггер с одним устойчивым состоянием. Триггер 6 имеет регулируемую длительность, которая определяется величиной допуска колебаний измеряемых размеров.Импульс с триггера 6 поступает на схему 7 совпадений. На схему 7 совпадений поступает также задний фронт от дифференцированного основной RC-цепью 2 сигнала. Если импульс сигнала поступит на схему 7 совпадений в пе. риод действия импульса допуска, импульс сигнала проходит схему совпаде НИИ и будет зарегистрирован блоком 8 суммирования (счетчиком импульсов) и, следовательно, размер измеряемых элементов микросхемы изменяется в пределах установленного допуска. I .. Если импульс сигнала приходит раньше (размер меньше заданного), ли бо позже (размер больше заданного) .импульса допуска, такой импульс не пропустит схема 7 совпадений и не за регистрируется блоком суммирования. Если счетчиком зарегистрировано число импульсов, равное количеству измеряемых элементов все размеры элементов N схемы колеблятся в допустимых пределах. Отношение 00 дает количественную оценку бракованных элементов схемы. 4 Изменив длительность импульсов второго триггера 6, можно уменьшить или увеличить допуск на колебания размеров элементов. При изменении фазоинвертором 3 полярности регистрируемого сигнала устройство позволяет измерять расстояние между отдельными элементами микросхемы. Предлагаемая схема измерительного устройства позволяет за с переместить относительно электронного пучка микросхему длиною более 30 мм и зарегистрировать практически неограниченное количество элементов микросхемы (например, линии задержки, работающей на поверхностных волнах), геометрические размеры которых изменяются в заданных пределах, т.е. схема обеспечивает автоматическое измерение необходимых размеров. Важным является и то, что реализуется предельная разрешающая способность РЭМ, т.е. можно определять размеры элементов микросхем меньших 0,1 мкм при точности их изготовления до 50 100 А. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает повышенную производительность измерений и может быть использовано в серийном производстве микросхем. Формула изобретения Измерительное устройство для растрового электронного микроскопа, содержащее последовательно соединенные усилитель, систему преобразования сигнала и блок суммирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения линейных размеров объекта при повышении производительности, система преобразования сигнала содержит последовательно соединенные основную дифференцирующую цепь с фазоинвертором, первый триггер, дополнительную дифференцирующую цепь, второй триггер и схему совпадений, один из входов которой соединен с выходом основной дифференцирующей цепи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гоулдстейн Д. Практическая растровая микроскопия. М., Мир, .1979, с. 113-166. 2.Деркач В.П. и др. Эпектроннозондовые устройства. Киев. Наукова Думка, 197, с. 186-188 (прототип).