DE4216730C2 - Rasterelektronenstrahlgerät - Google Patents

Rasterelektronenstrahlgerät

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Description

Die Erfindung betrifft ein Rasterelektronenstrahlgerät, insbesondere einen Elektronenstrahltester oder ein Ra­ sterelektronenmikroskop, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Rasterelektronenmikroskop ist beispielsweise durch die Litera­ turstelle "Septième Congrès International de Microsco­ pie Eléctronique, Grenoble (1970)", S. 205 bis 206 be­ kannt.
Der Primärelektronenstrahl durchsetzt hierbei eine von vier magnetischen Prismen gebildete Ablenkbrücke, durch die gleichzeitig der Sekundärelektronenstrahl so weit umgelenkt und vom Primärelektronenstrahl getrennt wird, daß er mittels eines Detektors erfaßt werden kann. Nachteilig ist bei dieser Ausführung vor allem die er­ forderliche mehrmalige Umlenkung des Primärelektronen­ strahles. Sie erfordert einen großen technischen Auf­ wand, wenn einerseits Störeinwirkungen auf den Primär­ elektronenstrahl vermieden und andererseits eine für den Einbau des Detektors günstige große Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles erreicht werden sollen.
Mit ähnlichen Nachteilen ist ein Rasterelektronenmikro­ skop behaftet, das aus J. Vac. Sci. Technol. B 9 (6), Nov/Dez 1991, S. 3010 bis 3014 bekannt ist. Hierbei er­ folgt die Umlenkung des vom Primärelektronenstrahl am Objekt ausgelösten Sekundärelektronenstrahles durch ein Wienfilter. Ohne sehr großen technischen Aufwand und ohne negative Ausweitungen auf den Primärelektronen­ strahl lassen sich jedoch mit einer derartigen Einrichtung nur kleine Umlenkwinkel für den Sekundärelektro­ nenstrahl erzielen.
Aus der EP 340 861 A1, der DE 31 28 927 A1 und der GB 2 183 898 A sind ferner Rasterelektronenstrahlgeräte be­ kannt, die zur Umlenkung eines vom Primärelektronen­ strahl am Objekt ausgelösten Sekundärelektronenstrahls wenigstens einen elektrostatischen Spiegel enthalten, der so angeordnet ist, daß er zumindest einen wesentli­ chen Teil des Sekundärelektronenstrahls erfaßt und um­ lenkt.
Aus der JP 1-124 949 A und der JP 61-232 544 A sind au­ ßerdem Rasterelektronenstrahlgeräte gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 bekannt. In der DE 35 90 146 C2 wird zur Trennung der Primärelektronen von den Sekun­ därelektronen ein einstufiger Wien-Filter verwendet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ra­ sterelektronenstrahlgerät entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß die Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles um einen großen Winkel auf besonders einfache Weise erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeich­ nende Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Aus­ gestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß einerseits die gerade Achse des Primärelektronenstrahles beibehalten wird, andererseits jedoch mittels des elektrostatischen Spiegels die Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles um einen großen Winkel und damit ein günstiger Einbau der Einrichtungen (Spektrometer oder Detektor) zur Wei­ terverarbeitung des umgelenkten Sekundärelektro­ nenstrahles ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß ist dabei der Spiegel außerhalb des Strahlenganges des Primärelektro­ nenstrahles angeordnet, und es ist zwischen dem Objekt und dem Spiegel wenigstens ein elektronenoptisches Element vorgesehen, das eine Vorablenkung des Sekundär­ elektronenstrahles um einen geringen Winkel gegenüber dem Strahlengang des Primärelektronenstrahles bewirkt.
Für diese Vorablenkung des Sekundärelektronenstrahles kann vorteilhaft - wie noch an Ausführungsbeispielen näher erläutert wird - ein ein- oder zweistufiges Wien­ filter Verwendung finden.
Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet besitzt die Erfindung bei Rasterelektronenstrahlgeräten, bei denen der Primärelektronenstrahl auf eine Energie beschleu­ nigt wird, die höher als die Endenergie ist, mit der er auf die Probe auftrifft. Bei derartigen Rasterelektro­ nenstrahlgeräten sind Einrichtungen vorgesehen, durch die der Primärelektronenstrahl vor dem Auftreffen auf die Probe auf seine Endenergie abgebremst wird, wobei durch diese Einrichtungen zugleich der Sekundärelektro­ nenstrahl vom Objekt abgesaugt und auf eine hohe Ener­ gie beschleunigt wird.
Durch die erfindungsgemäße Trennung des Primär- und Se­ kundärelektronenstrahles durch eine elektronenoptische Vorablenkung des Sekundärelektronen­ strahles und eine anschließende Umlenkung über einen elektrostatischen Spiegel läßt sich einerseits eine hohe Energie des Primärelektronenstrahles bis unmittel­ bar vor das Objekt aufrechterhalten (um auf diese Weise die Elektron-Elektron-Wechselwirkung zu minimieren), und andererseits eine Weiterverarbeitung des umgelenk­ ten Sekundärelektronenstrahles erzielen, ohne die Lei­ stungsfähigkeit der optischen Einrichtungen für den Primärelektronenstrahl zu beeinträchtigen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, daß der Sekundärelektronenstrahl durch die Rasterung des Primärelektronenstrahles überhaupt nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt wird. Dies wird da­ durch erreicht, daß die zur Fokussierung des Primär­ elektronenstrahles auf das Objekt dienende Objektiv­ linse und das - in Bewegungsrichtung des Primärelektro­ nenstrahles betrachtet - im wesentlichen vor der Objek­ tivlinse angeordnete Ablenksystem zur Auslenkung des Primärelektronenstrahles derart dimensioniert sind, daß der ausgelenkte Primärelektronenstrahl bei seiner Fo­ kussierung durch die Objektivlinse zugleich um etwa 90° gegenüber der Auslenkrichtung gedreht wird, so daß der gleichfalls um etwa 90° gedrehte Sekundärelektronen­ strahl das Ablenksystem unter einem Winkel erreicht, der dem negativen Auslenkwinkel des Primärelektronen­ strahles entspricht. Auf diese Weise verläßt dann der Sekundärelektronenstrahl das Ablenksystem im wesentlich axial und tritt damit - unabhängig von der Rasteraus­ lenkung des Primärelektronenstrahles - stets nahezu axial in die erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Umlen­ kung des Sekundärelektronenstrahles ein.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
Es zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rasterelektro­ nenmikroskop in schematischer Darstel­ lung;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Elektronen­ strahltester in schematischer Darstel­ lung;
Fig. 3 eine Variante des in Fig. 2 veranschau­ lichten Elektronenstrahltesters,
Fig. 4 und 5 Aufsicht und Seitenansicht eines ein­ stufigen Wienfilters,
Fig. 6 Kombination eines einstufigen Wienfil­ ters mit einem elektrostatischen Spie­ gel,
Fig. 7 Kombination eines zweistufigen Wien­ filters mit einem elektrostatischen Spiegel,
Fig. 8 und 9 eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 6,
Fig. 10 und 11 eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 7,
Fig. 12, 13 und 14 Seitenansicht und zwei Auf­ sichten eines weiteren Ausführungsbei­ spieles.
Das in Fig. 1 ganz schematisch veranschaulichte erfin­ dungsgemäße Rasterelektronenmikroskop enthält eine Elektronenquelle 1 zur Erzeugung eines Primärelektro­ nenstrahles 2. Hierbei kann es sich um eine thermische Elektronenquelle, beispielsweise mit Wolfram- oder LaB6-Kathode, um eine thermische Feldemissionskathode oder um eine kalte Feldemissionskathode handeln.
Weiterhin enthält das Rasterelektronenmikroskop gemäß Fig. 1 eine Kondensorlinse 3, die einstufig als Einzel­ linse oder auch als mehrstufiges Linsensystem ausgebil­ det sein kann. Es ist ferner eine Objektivlinse 4 sowie ein Rasterablenksystem 5 vorgesehen, das ein- oder zweistufig aufgebaut sein kann.
Justierablenkelemente, Stigmatoren und Blenden sind der Übersichtlichkeit wegen in Fig. 1 nicht dargestellt.
Die durch den Primärelektronenstrahl 2 an einer das Ob­ jekt 6 bildenden Probe ausgelösten Sekundärelektronen werden durch eine Extraktionselektrode 7 abgesaugt. Die Extraktionsspannung dieser Elektrode 7 beträgt typi­ scherweise einige 10 bis einige 100 V.
Im Strahlengang des Sekundärelektronenstrahles 8 - außerhalb des Primärstrahles - befin­ det sich ein elektrostatischer Spiegel 9, der den Se­ kundärelektronenstrahl umlenkt und einem Detektor 10 zuführt.
Die Einzelheiten der Umlenkung des Sekundärelektronen­ strahles 8 - insbesondere das vorgesehene Vorablenkelement - werden noch anhand der Fig. 4 bis 14 erläu­ tert.
Fig. 2 zeigt, ebenfalls stark schematisiert, einen erfindungsgemäßen Elektronenstrahlte­ ster. Für gleiche Bauelemente sind dabei gleiche Be­ zugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.
Der Primärelektronenstrahl 2 wird hier zunächst mittels einer Beschleunigungselektrode 11 auf eine hohe Energie zwischenbeschleunigt. Da die Extraktionselektrode 7 mit der Beschleunigungselektrode 11 leitend verbunden ist, entspricht die Absaugspannung der Extraktionselektrode 7 der Zwischenbeschleunigungsspannung der Beschleuni­ gungselektrode 11.
Das Objekt 6 wird durch eine integrierte Schaltang ge­ bildet, die in üblicher Weise mit Spannung versorgt wird. Der durch den Spiegel 9 umgelenkte Sekundärelek­ tronenstrahl wird einem Spektrometer 10' zugeführt. Der Blanker des Elektronenstrahltesters gemäß Fig. 2 ist mit 12 bezeichnet. Es kann aber auch anstelle des Blankers eine gepulste Kathode, z. B. eine gepulste Fotokathode verwendet werden.
Bei der in Fig. 3 schematisiert dargestellten Variante des Elektronen­ strahltesters gemäß Fig. 2 ist eine zusätzliche Absaug­ elektrode 13 vorgesehen, um am Ort der Probe eine va­ riable Feldstärke zu erzielen.
Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich Abwand­ lungen der anhand der Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Ra­ sterelektronenstrahlgeräte möglich. So kann auch das Rasterelektronenmikroskop gemäß Fig. 1 mit Zwischenbe­ schleunigung des Primärelektronenstrahles ausgeführt werden. Die Elektronenstrahltester der Fig. 2 und 3 kön­ nen ferner - entsprechend dem Prinzip von Fig. 1 - ohne Zwischenbeschleunigung ausgeführt werden.
Anhand der Fig. 4 bis 14 seien nun verschiedene Möglich­ keiten für die Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles erläutert.
Bei allen Ausführun­ gen ist der elektrostatische Spiegel außerhalb des Strahlenganges des Primärelektronenstrahles angeordnet und es ist ferner zwischen dem Objekt und dem Spiegel ein elek­ tronenoptisches Element vorgesehen, das eine Vorab­ lenkung des Sekundärelektronenstrahles um einen gerin­ gen Winkel gegenüber dem Strahlengang des Primärelek­ tronenstrahles bewirkt.
In den Fig. 4 und 5 ist ein einstufiges Wienfilter 28 in Aufsicht und Seitenansicht schematisch veranschaulicht. Es enthält ein von zwei Elektroden 24, 25 erzeugtes elektrisches Feld (Feldlinien E) sowie ein von einem elektromagnetischen System 26, 27 erzeugtes Magnetfeld (Feldlinien B). Das elektrische und magnetische Feld verlaufen senkrecht zueinander und außerdem senkrecht zur Achse des Primärelektronenstrahles 2. Das elektri­ sche und magnetische Feld sollen zweckmäßig gleiche Feldform besitzen.
Wie die in Fig. 5 dargestellte Seitenansicht des Wien­ filters zeigt, besitzt der Primärelektronenstrahl 2 in der Mitte des Wienfilters oder in ihrer unmittelbaren Nähe einen Strahlüberkreuzungspunkt. Auf diese Weise werden die in der ersten Feldhälfte des Wienfilters er­ zeugten Fehlereinflüsse im wesentlichen durch die Ein­ flüsse der zweiten Feldhälfte kompensiert. Durch ge­ eignete Polung des elektrischen und magnetischen Feldes heben sich für den Primärelektronenstrahl 2 die Wirkung des elektrischen und magnetischen Feldes gegenseitig auf, so daß der Primärelektronenstrahl 2 ohne Ablenkung durch das Wienfilter hindurchtritt. Der in entgegenge­ setzter Richtung verlaufende Sekundärelektronenstrahl 8 wird dagegen durch die kombinierte Wirkung des elektri­ schen und magnetischen Feldes in der aus Fig. 5 ersicht­ lichen Weise abgelenkt.
Fig. 6 zeigt die Kombination eines Wienfilters 28 (gemäß den Fig. 4 und 5) mit einem elektrostatischen Spiegel 19.
Der Spiegel 19 enthält eine Abschirmelektrode 21, eine Spiegelelektrode 22 sowie ein Abschlußgitter 23.
Das Abschlußgitter 23 befindet sich auf dem Potential der Extraktionselektrode 7 (vgl. Fig. 1, 2 und 3). Es hat die Aufgabe, die beschleunigten Sekundärelektronen mit der der Extraktionsspannung entsprechenden Energie an den Spiegel heranzuführen. Weiterhin schirmt das Ab­ schlußgitter 23 die an die Spiegelelektrode 22 gelegte Spannung ab. Die gleiche Aufgabe hat die Ab­ schirmelektrode 21 auf der Spiegelrückseite.
Die Spannung der Spiegelelektrode 22 ist im allgemeinen etwas negativer als die entsprechende Energie der Se­ kundärelektronen, damit die Sekundärelektronen abge­ bremst werden, um anschließend - vom Abschlußgitter 23 erneut beschleunigt - den Spiegel wieder zu verlassen.
Durch den elektrostatischen Spiegel 19 werden die Se­ kundärelektronen somit zunächst abgebremst, dann an ei­ ner negativen Äquipotentialfläche gespiegelt und an­ schließend wieder beschleunigt, so daß sie die Anord­ nung mit hoher Energie verlassen. Nach außen hin er­ scheint diese Anordnung wie ein ebener Spiegel. Es kön­ nen aber auch anders geformte Spiegel verwendet werden, sofern dies für die nachfolgende Detektion nützlich ist. Es können z. B. Kugelspiegel, Parabolspiegel oder ähnliches eingesetzt werden.
Durch das Wienfilter 28 erfährt der Se­ kundärelektronenstrahl 8 eine Vorablenkung um einen ge­ ringen Winkel gegenüber dem Strahlengang des Primär­ elektronenstrahles 2. Der außerhalb des Strahlenganges des Primärelektronenstrahles 2 angeordnete elektrosta­ tische Spiegel 19 bewirkt dann eine starke Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles 8.
Fig. 7 veranschaulicht eine Anordnung mit einem aus den Stufen 29 und 30 bestehenden zweistufigen Wienfilter und einem elektrostatischen Spiegel 19. Die beiden Stu­ fen 29, 30 dieses Wienfilters besitzen umgekehrte Pola­ rität des elektrischen und magnetischen Feldes und wer­ den vom Primärelektronenstrahl 2 nacheinander durch­ setzt, während dar Sekundärelektronenstrahl 8 nur durch die zwischen dem (nicht dargestellten) Objekt und dem Spiegel 19 angeordnete zweite Stufe 30 des Wienfilters hindurchtritt. Diese zweite Stufe 30 des Wienfilters bildet damit das elektronenoptische Element zur Vorab­ lenkung des Sekundärelektronenstrahles 8 um einen ge­ ringen Winkel gegenüber dem Strahlengang des Primär­ elektronenstrahles 2. Ebenso wie bei dem zuvor erläu­ terten Ausführungsbeispiel wird auch bei der Variante gemäß Fig. 7 der Primärelektronenstrahl 2 durch das Wienfilter nicht ausgelenkt, sondern lediglich ge­ spreizt (dispergiert), wobei in den beiden Stufen 29 und 30 eine entgegengesetzte, sich kompensierende Spreizung erfolgt.
Die Fig. 8 und 9 zeigen den für die Erfindung wesentli­ chen Teil eines Rasterelektronenstrahlgerätes (Elektronenstrahltester oder Rasterelektronenmikro­ skop), das ein einstufiges Wienfilter 28, zwei elektro­ statische Spiegel 19a, 19b sowie zwei (durch Detektoren bzw. Spektrometer gebildete) Einrichtungen 10a, 10b zur Weiterverarbeitung des umgelenkten Sekundärelektronen­ strahles 8 aufweist. Die beiden Spiegel 19a, 19b sind außerhalb des Strahlenganges des Primärelektronenstrah­ les 2 auf entgegengesetzten Seiten dieses Strahles an­ geordnet. Das zwischen dem (nicht dargestellten) Objekt und den Spiegeln 19a, 19b angeordnete Wienfilter 28 ist in der Polarität seines elektrischen und magnetischen Feldes umschaltbar, so daß der Sekundärelektronenstrahl 8 wahlweise (vgl. Fig. 8 und 9) über einen der beiden Spiegel 19a bzw. 19b der einen oder anderen weiterver­ arbeitenden Einrichtung 10a bzw. 10b zugeführt werden kann.
Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine Variante der Ausführung gemäß den Fig. 8 und 9. Anstelle eines ein­ stufigen Wienfilters 28 ist bei der Anordnung der Fig. 10 und 11 ein aus den beiden Stufen 29 und 30 be­ stehendes Wienfilter vorgesehen, wobei die Spiegel 19a, 19b zwischen diesen beiden Stufen angeordnet sind. Durch Umschalten der elektrischen und magnetischen Po­ larität beider Stufen 29, 30 dieses Wienfilters kann der Sekundärelektronenstrahl 8 der einen oder anderen weiterverarbeitenden Einrichtung 10a, 10b zugeführt werden.
Die Fig. 12 bis 14 zeigen schließlich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem der Sekundärelektronen­ strahl 8 bei der Rasterung des Primärelektronenstrahles 2 nicht oder nur geringfügig ausgelenkt wird, was durch eine geeignete Anordnung und Dimensionierung der zur Fokussierung des Primärelektronenstrahles 2 dienenden Objektivlinse 31 und des zur Rasterauslenkung des Pri­ märelektronenstrahles 2 dienenden Ablenksystems 32 er­ reicht wird.
Fig. 12 zeigt den Bereich vor dem Objekt 6. Die Symme­ trieachse ist mit 33 bezeichnet. Der Primärelektronen­ strahl 2 kommt zunächst unter den Einfluß des Ablenksy­ stemes 32 und dann unter die Wirkung der Objektivlinse 31. Dabei wird ausgenutzt, daß die magnetische Objek­ tivlinse 31 bei der Fokussierung des Primärelektronen­ strahles 2 gleichzeitig eine Drehung auf den Elektronenstrahl ausübt. Im einzelnen ist die Wirkungsweise wie folgt:
Der Primärelektronenstrahl 2 wird durch das Ablenksy­ stem 32 abgelenkt (in der Darstellung gemäß Fig. 13 nach links, vgl. Pfeil 35). Wenn er anschließend das Linsen­ feld der Objektivlinse 31 (oder einen Teil davon) durchsetzt, so wird er hierdurch gedreht (und zwar im Uhrzeigersinn bei Betrachtung der Fig. 13). Der Primär­ elektronenstrahl 2 beschreibt damit eine Schraubenbewe­ gung.
Die Objektivlinse 31 und das Ablenksystem 32 sind nun so angeordnet und dimensioniert, daß bei der Fokussie­ rung des Primärelektronenstrahles 2 auf die Oberfläche des Objektes 6 die Drehung (gegenüber der durch den Pfeil 35 angedeuteten Ablenkrichtung) gerade 90° aus­ macht. Der Primärelektronenstrahl 2 trifft damit im Punkt A auf das Objekt 6.
Die dort ausgelösten Sekundärelektronen werden durch die Extraktionselektrode 7 abgesaugt und auf eine hohe Energie beschleunigt. Der Sekundärelektronenstrahl 8 besitzt daher eine ähnliche Energie und ein ähnliches Verhalten wie der Primärelektronenstrahl 2. Wenn der Sekundärelektronenstrahl 8 das Magnetfeld der Objektiv­ linse 31 durchsetzt, wird er gleichfalls um nahezu 90° auf einer Schraubenbahn im selben Drehsinn gedreht (vgl. Fig. 14) und erreicht damit das Ablenksystem 32 unter einem Winkel, der gerade dem negativen Auslenk­ winkel des Primärelektronenstrahles 2 entspricht.
Beim Durchgang durch das Ablenksystem 32 wird der Se­ kundärelektronenstrahl 8 um einen Winkel abgelenkt, der seinen Einfallwinkel gerade wieder kompensiert. Der Se­ kundärelektronenstrahl 8 verläßt damit das Ablenksystem 32 weitestgehend axial. Dies bedeutet, daß - unabhängig von der Rasterauslenkung des Primärelektronenstrahles 2 - der Sekundärelektronenstrahl 8 stets nahezu axial in die sich dann anschließende erfindungsgemäße Einrich­ tung zur Umlenkung des Sekundärelektronenstrahles 8 eintritt.

Claims (7)

1. Rasterelektronenstrahlgerät, insbesondere Elektro­ nenstrahltester oder Rasterelektronenmikroskop, ent­ haltend
  • a) eine Elektronenquelle zur Erzeugung eines Pri­ märelektronenstrahles,
  • b) Einrichtungen zur Beeinflussung des Primärelek­ tronenstrahles zwischen der Elektronenquelle und einem Objekt,
  • c) Einrichtungen zur Umlenkung eines vom Primär­ elektronenstrahl am Objekt ausgelösten Sekundär­ elektronenstrahles, die wenigstens einen außerhalb des Strahlenganges des Primärelektronenstrahles (2) an­ geordneten elektrosta­ tischen Spiegel (9, 19) enthalten, der so ange­ ordnet ist, daß er zumindest einen wesentlichen Teil des Sekundärelektronenstrahles (8) erfaßt und umlenkt,
  • d) Einrichtungen zur Weiterverarbeitung des umgelenkten Sekundärelektronenstrahles,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) zwischen dem Objekt (6) und dem Spiegel (19) wenigstens ein elektronenoptisches Ele­ ment vorgesehen ist, das eine Vorablenkung des Sekundärelektronenstrahles um einen geringen Winkel gegenüber dem Strahlengang des Primärelektronen­ strahles bewirkt.
2. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Vorablenkung des Sekun­ därelektronenstrahles (8) bewirkende elektronenopti­ sche Element durch ein einstufiges Wienfilter (28) gebildet wird, in dessen Mitte zumindest näherungs­ weise ein Strahlüberkreuzungspunkt des Primärelek­ tronenstrahles (2) liegt.
3. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Vorablenkung des Sekun­ därelektronenstrahles (8) bewirkende elektronenopti­ sche Element durch die eine Stufe (30) eines zwei­ stufigen Wienfilters (29, 30) gebildet wird, wobei die beiden Stufen dieses Wienfilters umgekehrte Po­ larität besitzen und vom Primärelektronenstrahl (2) nacheinander durchsetzt werden, während der Sekun­ därelektronenstrahl (8) nur durch die zwischen dem Objekt (6) und dem Spiegel (19) angeordnete Stufe (30) des Wienfilters hindurchtritt.
4. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch
  • a) Einrichtungen zur Beschleunigung des Primärelek­ tronenstrahles (2) auf eine Energie, die höher ist als die Endenergie, mit der der Primärelek­ tronenstrahl auf das Objekt (6) auftrifft,
  • b) sowie Einrichtungen, durch die der Primärelek­ tronenstrahl (2) vor dem Auftreffen auf das Ob­ jekt auf seine Endenergie abgebremst wird.
5. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, enthal­ tend
  • a) ein Ablenksystem (32) zur Auslenkung des Primär­ elektronenstrahles (2),
  • b) sowie eine Objektivlinse (31) zur Fokussierung des Primärelektronenstrahles auf das Objekt (6),
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Objektivlinse (31) und das - in Bewegungs­ richtung des Primärelektronenstrahles (2) be­ trachtet - im wesentlichen vor der Objektivlinse (31) angeordnete Ablenksystem (32) derart dimen­ sioniert sind, daß der ausgelenkte Primärelek­ tronenstrahl bei seiner Fokussierung durch die Objektivlinse zugleich um etwa 90° gegenüber der Auslenkrichtung (Pfeil 35) gedreht wird, so daß der gleichfalls um etwa 90° gedrehte Sekundär­ elektronenstrahl (8) das Ablenksystem (32) unter einem Winkel erreicht, der dem negativen Aus­ lenkwinkel des Primärelektronenstrahles (2) ent­ spricht.
6. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) außerhalb des Strahlenganges des Primärelektro­ nenstrahles (2) sind zwei elektrostatische Spie­ gel (19a, 19b) angeordnet,
  • b) das zwischen dem Objekt (6) und den Spiegeln an­ geordnete elektronenoptische Element ist derart umschaltbar, daß der Sekundärelektronenstrahl (8) wahlweise auf den einen oder anderen Spiegel trifft;
  • c) zur Weiterverarbeitung des durch den einen oder anderen Spiegel umgelenkten Sekundärelektronen­ strahles sind zwei alternativ wirksame Einrich­ tungen (10a, 10b) vorgesehen.
7. Rasterelektronenstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Weiterverarbeitung des umgelenkten Sekundärelektronenstrahls ein Spektrometer oder Detektor ist.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69638126D1 (de) * 1995-10-19 2010-04-01 Hitachi Ltd Rasterelektronenmikroskop
EP0917177A1 (de) * 1997-11-17 1999-05-19 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Korpuskularstrahlgerät
DE69827791T2 (de) * 1998-09-23 2005-04-21 Advantest Corp Vorrichtung zur Reduzierung der Energieverteilung eines Teilchenstrahls und Teilchenstrahlgerät mit einer solchen Anordnung
EP1022766B1 (de) 1998-11-30 2004-02-04 Advantest Corporation Teilchenstrahlgerät
DE69920182T2 (de) 1998-12-17 2005-02-17 Fei Co., Hillsboro Korpuskularstrahloptisches gerät mit auger-elektronendetektion
EP1063677B1 (de) * 1999-06-23 2005-03-16 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Ladungsträgerteilchenstrahlvorrichtung
KR100885940B1 (ko) * 2000-06-27 2009-02-26 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 하전입자선에 의한 검사장치 및 그 검사장치를 사용한장치제조방법
DE60118070T2 (de) * 2001-09-04 2006-08-17 Advantest Corp. Partikelstrahlgerät
US6593578B1 (en) * 2001-11-08 2003-07-15 Schlumberger Technologies, Inc. Wien filter for use in a scanning electron microscope or the like
US6717141B1 (en) * 2001-11-27 2004-04-06 Schlumberger Technologies, Inc. Reduction of aberrations produced by Wien filter in a scanning electron microscope and the like
DE10301579A1 (de) * 2003-01-16 2004-07-29 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Elektronenstrahlgerät und Detektoranordnung
EP1783811A3 (de) 2005-11-02 2008-02-27 FEI Company Korrektor zur Korrektion von chromatischen Aberrationen in einem korpuskularoptiachen Apparat
EP1883094B1 (de) * 2006-07-24 2012-05-02 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Teilchenstrahlapparat und Verfahren zur Untersuchung einer Probe
EP2128885A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-02 FEI Company Quelle für geladene Teilchen mit integriertem Energiefilter
EP2385542B1 (de) * 2010-05-07 2013-01-02 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Elektronenstrahlvorrichtung mit Dispersionskompensation und Betriebsverfahren dafür
US9355818B2 (en) * 2010-05-28 2016-05-31 Kla-Tencor Corporation Reflection electron beam projection lithography using an ExB separator
EP2511936B1 (de) 2011-04-13 2013-10-02 Fei Company Verzerrungsfreie Stigmation eines TEM
US9190241B2 (en) 2013-03-25 2015-11-17 Hermes-Microvision, Inc. Charged particle beam apparatus
CZ304659B6 (cs) * 2013-04-19 2014-08-20 Delong Instruments A.S. Způsob detekce signálních elektronů v elektronovém mikroskopu a zařízení pro provádění tohoto způsobu
US10236156B2 (en) 2015-03-25 2019-03-19 Hermes Microvision Inc. Apparatus of plural charged-particle beams
JP7017437B2 (ja) 2018-03-06 2022-02-08 Tasmit株式会社 反射電子のエネルギースペクトルを測定する装置および方法
US11094501B2 (en) * 2019-11-19 2021-08-17 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Secondary charged particle imaging system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3138927A1 (de) * 1981-09-30 1983-04-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Abbildendes spektrometer fuer die elektronenstrahl-messtechnik und elektronenstrahl-messgeraet
JPS61232544A (ja) * 1985-04-08 1986-10-16 Hitachi Ltd 電位検出装置
GB2183898A (en) * 1985-11-05 1987-06-10 Texas Instruments Ltd Checking voltages in integrated circuit by means of an electron detector
EP0274622A1 (de) * 1986-12-12 1988-07-20 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Detektoranordnung mit einem Detektorobjektiv für Korpuskularstrahlgeräte
JPH01124949A (ja) * 1987-11-10 1989-05-17 Fujitsu Ltd 二次電子検出器
EP0340861A1 (de) * 1988-05-04 1989-11-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Auger-Spektrometrie
DE3590146C2 (de) * 1984-04-06 1990-06-07 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo, Jp
DE4027062A1 (de) * 1990-08-27 1992-04-23 Integrated Circuit Testing Verfahren und anordnung zum testen und reparieren einer integrierten schaltung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0178431B1 (de) * 1984-09-18 1990-02-28 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für HalbleiterprÀ¼ftechnik mbH Gegenfeld-Spektrometer für die Elektronenstrahl-Messtechnik
GB8604181D0 (en) * 1986-02-20 1986-03-26 Texas Instruments Ltd Electron beam apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3138927A1 (de) * 1981-09-30 1983-04-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Abbildendes spektrometer fuer die elektronenstrahl-messtechnik und elektronenstrahl-messgeraet
DE3590146C2 (de) * 1984-04-06 1990-06-07 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo, Jp
JPS61232544A (ja) * 1985-04-08 1986-10-16 Hitachi Ltd 電位検出装置
GB2183898A (en) * 1985-11-05 1987-06-10 Texas Instruments Ltd Checking voltages in integrated circuit by means of an electron detector
EP0274622A1 (de) * 1986-12-12 1988-07-20 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Detektoranordnung mit einem Detektorobjektiv für Korpuskularstrahlgeräte
JPH01124949A (ja) * 1987-11-10 1989-05-17 Fujitsu Ltd 二次電子検出器
EP0340861A1 (de) * 1988-05-04 1989-11-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Auger-Spektrometrie
DE4027062A1 (de) * 1990-08-27 1992-04-23 Integrated Circuit Testing Verfahren und anordnung zum testen und reparieren einer integrierten schaltung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Vac. Sci. Techn. B 9(6), Nov./Dez., 1991, S. 310-14 *
Septième Congrès Int. de Microscope Electronique, Grenoble 1970, S. 205 f. *

Also Published As

Publication number Publication date
DE4216730A1 (de) 1993-11-25
US5422486A (en) 1995-06-06

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