ELECTRON MICROSCOPE WITH SCANNING BEAM

Abstract: 1. A scanning electron microscope system for surface investigation of workpieces, comprising means to displace the point of impact of a primary electron beam directed towards that surface of an object which is to be investigated, means for keying the primary electron beam which triggers secondary electrons at the point of impact, and a secondary electron detector which generates an analysis signal, characterised by a sensor (SEN) supplied with the analysis signal (SI) and influencing a control system (EST) connected to the output of the sensor (SEN) and comprising a first circuit component (TA) to key the primary electron beam (PE) and a second circuit component (VE) to set and displace the point of impact (A) such that the point of impact (A) is displaced only following one or more interruptions in the primary electron beam (PE) as a result of the keying thereof, the duration of each interruption being controlled via the secondary electrons (SE) triggered at the point of impact (A) of the primary electron beam (PE).

Description: Raster-Elektronenmikroskoranlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Raster-Elektronenmikroskopanlage für die Untersuchung der Oberfläche von Werkstücken, bei dem ein gebündelter primärer Elektronenstrahl gegen die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts gerichtet und dabei die an der Oberfläche des Objekts entstehenden Sekundärelektronen zur Beaufschlagung einer Auswertestelle vorgesehen sind. Eine übliche Anlage dieser Art ist schematisch in Figur 1 dargestellt, auf die zunächst eingegangen werden soll. Wie bei allen solchen Anlagen wird der primäre Elektronenstrahl PE durch das aus einer Glühkathode oder sonstigen Elektronenquelle K, einem Wehneltzylinder WZ und einer der Bildung des Elektronenstrahls dienenden Anode A bestehende und in bekannter Weise mit Betriebsspannungen versehene Erzeugungssystem in einem evakuiertem Raum erzeugt und mittels eines elektronischen Linsensystems L weitergeformt sowie unter Ablenkung gegen die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W fokussiert. FUr die Ablenkung sind in bekannter Weise ausgebildete und von einem Ablenkgenerator AG mit der erforderlichen Ablenkspannung beaufschlagte Ablenkspulen S und für die Erzeugung des Vakuums in dem die Anlage aufnehmenden Be- hälter ein gesteuertes Evakuierungssystem EV vorgesehen. Die an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W entstehenden Sekundärelektronen SE werden durch einen Kollektor K, der z.3. entsprechend einem in Elektronenröhren üblichen Gitter ausgebildet und durch eine entsprechende SpannungsquAlle gesteuert ist, einem Szintillationsschirm SZ zugeleitet, an dessen Oberfläche sie sich beim Auftreffen durch Lichtpunkte bemerkbar machen deren Dichte von der Zahl der durch den Primärstrahl PE erzeugten Sekundärelektronen abhängig ist. Uber eine Lichtleitung U,,z.B. einer Glasfaseroptik, wird die optische und über den Szintillationsschirm erhaltene Information an die eigentliche Auswertestelle transportiert. Eine Darstellung der durch die Sekundärelektronen unmittelbar beeinflussten Teile der Anordnung ist übrigens in Fig. 2 in detaillierterer Form dargestellt. Die Auswertestelle besteht in dem gezeichneten Beispielsfall aus einer sog. Photomultiplieranlage mit einem nachgeschalteten Vi deoverstärkerz der zwei Bildröhren SR1 und SR2 steuert, von denen die eine als Sichtgerät (d.h. für unmittelbare visuelle Betrachtung) und die andere als Photoröhre (d.h. für die photographische Auswertung) dient. Der Ablenkgenerator AG liefert im Beispielsfalle auch für diese beiden Bildröhren SR1 und SR2 die für deren Ablenkspulen S erforderlichen Ablenkströme, so dass sowohl der Primärelektronenstrom PE als auch die Wiedergabeelektronenstrahlen in den Bildröhren synchron geführt werden. Einzelheiten über den Photomultiplier P sind aus Figur 2 ersichtlich. Der für solche Rasterelektronenmikroskopanlagen gültige Stand der Technik ist z.B. in dem Buch von Reimer und Pfefferkorn "Raster-Elektronen-Mikroskopie" (Springer Verlag, 2. Aufl. 1977), zusammengefasst. Bei der Rasterelektronenmikroskopie handelt es sich, wie schon der Name sagt, um eine Mikroskopie nach dem Rasterprinzip mit Hilfe von Elektronen. Die Auftreffstelle A des Primärelektronenstrahls s PE wird dabei längs paralle- ler Linien entsprechend den Zeilen einer Fersehaufnahme- röhre über die Oberfläche des zu untersuchenden bzw. abzubildenden Objekts W geführt, was durch den Ablenkgene -rator AG gesteuert wird. Parallel zu diesem Abtastvorgang hat man eine Fernsehbildröhre SR1 bzw. SR2, deren Leuchtschirm mit den den Abtastlinien an der Oberfläche des Objekts W entsprechenden parallelen Linien beschrie ben wird. Die Menge, Dichte und die kinetischen Eigenschaften der an der Auftreffstelle A des primären Elektronenstrahls PE entstehenden Sekundärelektronen SE sind durch die physikalischen und geometrischen Eigenschaften des Werkstücks W an der Auftreffstelle A bestimmt. Sie lassen sQ- mit Rückschlüsse auf diese Eigenschaften zu, wenn man dafür sorgt, dass die Intensität des Elektronenstrahls in der Bild-Wiedergaberöhre SR1 bzw. SR2 ein Spiegelbild des Verhaltens der Intensität der längs der zugehörigen Abtastzeile an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W ist. Wünschenswert für ein derartiges REM (=Rasterelektronenmikroskop) sind vor allem zwei Dinge: Einmal sollte die Grösse der Auftreffstelle A des primären Elektronenstrahls PE möglichst gering sein, da dann die Intensitätsänderung der vom Kollektor K eingefangenen Sekundärelektronendichte bei einer Änderung längs des Laufwegs der Auftreffstelle des primären Elektronenstrahls PE an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W (z.B. beim Passieren einer Kante) umso ausgeprägter wird. Andererseits ist anzustreben, dass der Querschnitt des primären Elektronenstrahls PE an der Oberfläche des Werkstücks W ungeachtet etwa vorhandener Unebenheiten, z.B. Kanten, möglichst homogen bleibt. Schliesslich wird die Bildauflösung des Systems von der Grösse des Brennfleckes und von dem Volumen der "AnreO=ungsbirne" im Werkstück W mitbestimmt. Wenn der primäre Elektronenstrahl PE die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W trifft, dann entstehen neben den an der Oberfläche des Objekts reflektierten bzw. gestreuten Elektronen noch Sekundärelektronen SE. Dies sind sehr langsame Elektronen mit wenigen eV Energie, deren Entstehung auf die Auftreffstelle A des primären Elektro nenstrahls beschränkt ist. Diese langsamen Sekundärelektronen werden von dem Kollektor K angezogen und gelangen dabei auf den Szintillator SZ, an dem sie Lichtblitze erzeugen. Diese Lichtblitze werden im Photomultiplier P verstärkt und zur Hell-Dunkelsteuerung des Elektronenstrahls in der Wiedergaberöhre SR1 bzw. SR2 verwendet. Auch hier wird dafür gesorgt, dass die Ablenkung des primären Elektronenstrahls PE auf dem Werkstück W synchron zur Ablenkung des Elektronenstrahls in der Bildröhre SR1 bzw. SR2 ist. Die Intensitätsverteilung auf dem Bildschirm der Wiedergaberöhre entspricht somit der unterschiedlichen Zahl von Sekundärelektronen SE an den verschiedenen Auftreffstellen des Primärstrahls PE an der Oberfläche des Werkstücks W. Der auf die Oberfläche des Werkstücks W, also des zu untersuchenden Objekts gemäss der eingangs gegebenen Definition auftreffende primäre Elektronenstrahl PE dringt erfahrungsgemäss in das Werkstück W ein, wobei in dessen Inneren die eindringenden Primärelektronen mehrfach gestreut, also in ihrer Richtung abgelenkt werden, wobei ein Teil der Primärelektronen PE das Werkstück W innerhalb eines Umkreises um die Auftreffstelle A als rückgestreute Elektronen wieder verlässt. Diese rückgestreuten Primärelektro- nen sind jedoch vorder Natur des Werkstücks W und damit von der Auftreffstelle A weitgehend unabhängig und beeinflussen deshalb die Abbildung nicht. Hingegen sind erfahrungsge mäss die an der Auftreffstelle A durch den Primärelektronenstrahl PE erzeugten Sekundärelektronen praktisch ausschliesslich von der Oberfläche des Werkstücks W an der Auftreffstelle A bestimmt. Die Erfahrung zeigt ferner, dass umso mehr Sekundärelektronen SE die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W verlassen können, je mehr die Oberfläche an der Auftreffstelle A gegen den primären Elektronenstrahl geneigt ist. Dies führt u.a. dazu, dass man das beschriebene Ver fahren bzw. die zu seiner Durchführung zu verwendende Apparatur mit Erfolg für die Längen- bzw. Breitenmessung von Oberflächenstrukturen bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, z.B. bei der Herstellung von monolithisch integrierten Schaltungen, einsetzen kann, ohne dass es dabei zu einer Beschädigung der behandelten Halbleitervorrichtung kommt. Zu bemerken ist dabei, dass man die von den Sekundärelektronen SE am Ausgang des Photomultiplier P erhaltenen Signale Si auch zur Steuerung anderer Auswertemittel, als Fernsehbildröhren SR1, SR2, z.B. von Bildspeichern oder von Halbleiterdetektoren, einsetzen kann. Gerade für die Längen- bzw. Breitenmessung bzw. der Messung der Schichtdicke der an der Oberfläche von Halbleiterkörpern erzeugten und sich aus unterschiedlichen Materialien wie Photolack, SiO2, Si3N4, Kontaktierungsmetall bzw. monokristallinem und polykristallinem Silcium, zusammensetzenden Strukturen wäre jedoch im Vergleich zu den bisher vorliegenden Möglichkeiten eine Steigerung der Anzeigeempfindlichkeit wünschenswert, so dass man mit einer möglichst niedrigen Intensität des primären Elektronenstrahls PE auskommt. Dann lässt sich nämlich die Grösse des Auftreffflecks A in entsprechender Weise reduzieren und damit die Empfindlichkeit des Verfahrens analog dazu steigern. Ausserdem kann gemessen werden, ohne die elektrischen Eigenschaften von Halbleiteranordnungen, insbesondere MOS-Systemen, zu verändern. Um diese Aufgabe zu lösen wird gemäss der Erfindung eine Raster-Elektronenmikroskopanlage entsprechend der eingangs gegebenen Definition derart ausgestaltet, dass sowohl eine Anlage zur automatischen Verschiebung der Auf treffstelle A des mit festeingestellter Beschleunigungsspannung betriebenen primären Elektronenstrahls PE als alleh eine Anlage zur automatischen Tastung dieses Elek EMI5.1 tronenstrahls derart vorgesehen sind, dass eineVVe-rschie- bung der Auftreffstelle an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts jeweils erst nach mindestens einer Unterbrechung des primären Elektronenstrahls aufgrund der Tastung desselben eintritt und dab die Dauer der jeweiligen Unterbrechung über die mit den von der Auftreffstelle des primären Elektronenstrahls an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts entstehenden Sekundärelektronen beaufschlagte Auswertestelle gesteuert ist. Der Erfindung liegt dabei folgendes Konzept zugrunde: Mit einem Spezial-REM (REM = Raster-Elektronenmikroskop) wird ein "line-scan" in Schritten erzeugt und über die auszuwertende Oberfläche des zu untersuchenden Werkstücks, insbesondere des Layouts an der Oberfläche einer auszumessenden Halbleiterstruktur, gelegt. Dabei wird die Energie des primären Elektronenstrahls höchstens auf den Wert von 3 keV eingestellt, so dass die Primärelektronen zwar in die die monokristalline Halbleiteroberfläche an allen Stellen bedeckenden Isolier- bzw. Kontaktierungsschichten aber nicht in das darunter liegende einkristalline Halbleitermaterial in merklichem Ausmass eindringen können. Ausserdem wird der primäre Elektronenstrahl PE durch-ein beam-blanking-System so gepulst, dass in dem Werkstück W kein messbarer Strom sich für längere Zeit ausbilden kann. Aus diesem Grund wird das aufgrund der Sekundärelektronen SE am Ausgang des Photomultipliers P entstehende Signal Si mit zur Steuerung der Tastung des primären Elektronenstrahls PE herangezogen, die dafür sorgt, dass der primäre Elektronenstrahl PE erst dann wieder in Aktion tritt, wenn die Aufladung an der Auftreffstelle A in dem erforderlichen Mass wieder abgeklungen bzw. wieder völlig verschwunden ist. Bevorzugt ist die Steuerung der Verschiebung der Auftreffstelle A des primären Elektronenstrahls PE an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W auf die Tastung des Elektronenstrahls PE zudem so abgestimmt, dass ein Wechsel der Auftreffstelle A ebenfalls auf eine Unterbrechungspau se des primären Elektronenstrahls beschränkt ist. Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmässig sein, wenn die Verschiebung der Auftreffstelle in der aktiven Phase des primären Elektronenstrahls PE erfolgt. Die erste der soeben genannten Möglichkeiten empfiehlt sich, wenn es sich um sehr gute Isolatoren als Objekt W handelt, während die zweite Möglichkeit dann angebracht ist, wenn das Objekt W leitend oder halbleitend ist. Beim Betrieb der erfindungsgemässen Anlage wird, wie bereits erwähnt, der primäre Elektronenstrahl PE so gepulst, dass kein messbarer Strom im Werkstück W entsteht, bzw. eine sich bei aktivem Primärelektronenstrahl bildende Aufladung an der Oberfläche in der Taktpause wieder verschwindet. Die in mehrmaligen "Schüssen" auf dieselbe Stelle A der Oberfläche des zu testenden Werkstücks W entstehenden Signale Si werden gesammelt und dann die nächste "line-scan"-Stelle an der Oberfläche des Werkstücks W beschossen. So entsteht eine Signalkurve Si als Profil der zu messenden Struktur, die der in üblicher Weise, z.B. mittels des mittels Goldbestäubung durchgeführten "line-scan", erhaltenen Signalkurve entspricht. Die Auswertung erfolgt in üblicher Form, z.B. durch einen Rechner, indem die erste und/oder die zweite Ableitung die Messkurve festlegt, mit der Vorgabe vergleicht und einen Ätz- oder sonstigen Fertigungsprozess stopt , wenn die Vorgabe erreicht ist. Dasselbe Verfahren eignet sich zur Längenausmessung von Potentialprofilen auf Halbleiter-Schrägschliffen, wodurch z.B. die Lage von pn-TWroergängen, die effektive Kanallänge von MOS-FETts usw. bestimmt werden kann. Eine weitere Anwendung des erfindungsgemässen Prinzips der Signalsammlung ist die digitale Erzeugung eines Bildes der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W. Dieses Bild kann auch aus "Erzeugungsmustern" zusammengesetzt werden, indem der primäre Elektronenstrahl EP adressiert wird. Darunter ist folgendes Vorgehen zu verstehen: Der primäre Elektronenstrahl PE wird so bewegt, dass sein Auftreffpunkt A auf der vorgesehenen Bahn örtlich zwischen zwei oder mehreren Stellen dieser Bahn hin und her springt. Beispielsweise springt der Auftreffpunkt A -von einer Stelle am Anfang auf eine Stelle in der Mitte dieser Bahn und von der zuletzt genannten Stelle wieder auf die erstgenannte Stelle zurück. Diese Verschiebung wirkt offensichtlich wie eine Tastpause und erlaubeine bessere Ausnutzung der Taktpausen für die einzelnen Abtastpunkte. Weiter führt, wie ersichtlich, das erfindungsgemässe Verfahren dazu, dass das Werkstück keine merkliche Belastung erfährt, da die Pausen zwischen den für eine gegebene Abtaststelle an der Oberfläche des Werkstücks W gegebenen Pausen für eine elektrische Neutralisierung der Werkstück oberfläche auch dann sorgen, wenn die Oberfläche des Werkstücks aus hochisolierendem Material besteht. Wesentlich für das Signal-Sammlungsprinzip gemäss der Erfindung ist ausserdem, dass man die Energie des primären Elektronenstrahls drastisch drosseln kann. Dies bedeutet, dass der Auftrefffleck A entsprechend klein eingestellt werden kann und dennoch wegen des angewendeten Sampling-Prinzips dennoch die zur Auswertung erforderliche Leistung zur Verfügung gestellt wird. Jedenfalls führt das erfindungsgemässe Vorgehen zu einer merklichen Steigerung der Bildauflösung. Eine für das beschriebene Verfahren notwendige Apparatur gemäss der Erfindung ist, was die Erzeugung des primären Elektronenstrahls PE und die Verschiebung seines Auftreffflecks an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W betrifft, in üblicher Weise, z.B. gemäss Figur 1, beschaffen. Sie hat jedoch noch weitere, in Figur 2 im Blockschaltbild dargestellte Bestandteile, deren Realisierung jedoch keine besonderen Schwierigkeiten bereiten dürfte. Ferner ist zu bemerken, dass die Ausbildung des Photomultipliers P, des Lichtleiters LL, der Szintillations.- anlage SZ und des Kollektors K dem Stande der Technik gemäss dem bereits genannten Buch von Reimer und Pfefferkorn ( siehe S. 87) entspricht, so dass auf eine Beschreibung von Einzelheiten ( die übrigens in Fig. 2 dargestellt sind) hier verzichtet werden kann. Desweiteren ist die unmittelbare Steuerung EST des primären Elektronenstrahls PE durch die bereits aus Fig. 1 ersichtlichen Mittel (Wehneltzylinder, Anodenspannung) gegeben. Die gemäss der Erfindung vorzusehenden Apparateteile bestehen aus einem durch das am Ausgang der Photomultiplizieranlage P erscheinende und im übrigen an die Auswerte stelX z.B. über einen Verstärker V gemäss Fig. 1) gehende Signal Si beaufschlagten Sensor SE und einer durch den Sensor SE ein-und auszuschaltenden Steueranlage ST. Diese weist einen Teil TA auf, der für die Tastung des primären Elektronenstrahls PE bestimmt ist, sowie einen Teil VE, der für die Einstellung der Auftreffstelle A des primären Elektronenstrahls auf der Oberfläche des zu untersuchenden Werkstücks W sowie dessen Verschiebung zuständig ist. Der Sensor SE soll einerseits bei einem Mindestwert, insbesondere beim Wert "Null" des Auswertesignals Si den Primärelektronenstrahl PE einschalten und beim Uberschreiten eines vorgesehenen bestimmten Maximalwertes dieses Auswertesignals Si wieder ausschalten. Beispielsweise kann man hierzu einen Schmitt-Trigger mit zwei positiven Triggerschwellen verwenden, wie er z.3. auf S 135 des Buches ltHalbleiter-Schaltungstech- nik (1980) von Tietze und Schenk beschrieben ist. Da das Ausgangssignal Si aus physikalischen Grunden sich so verhält, dass nach seinem Einschalten nicht nur die Amplitude sondern auch deren Ableitung nach der Zeit monoton ansteigt, kann man ausserdem dem direkten Signal Si auch dessen Ableitung zum Ein- bzs. Abschalten des primären Elektronenstrahles PE verwenden. Beispielsweise besteht der Sensor dann aus einer Differenzierstufe, die durch das Signal Si beaufschlagt ist. Im Ruhezustand der Anordnung, also im ladungsfreien Zustand der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts W, d.h. also bei ausgeschaltetem primären Elektronenstrahl PE ist der Ausgang einer solchen Differenzstufe signalfrei und befindet sich daher auf dem Pegel "Null" Da mit der Dauer der Beaufschlagung einer Auftreffstelle A an der Oberfläche eines Werkstücks W nicht nur die Amplitude sondern auch die Ableitung des Signals Si monoton ansteigt, erreicht auch die Spannung am Ausgang einer als Sensor Se verwendeten Differenzierstufe einen positiven und gerade für-den-Betrieb des primären Elektronenstrahls PE noch vorgesehenen Höchstwert. Steigt nun die Amplitude des Signals Si weiter, so erfolgt dann aufgrund des vom Sensor Se abgegebenen Signals die Unterbrechung des primären Elektronenstrahls PE solange, bis die Amplitude bzw. die Ableitung des Signals Si auf den Wert "Null" abgeklungen ist, worauf der primäre Elektronenstrahl PE erneut eingeschaltet wird. Die Verschiebung der Auftreffstelle A längs der für diese vorgesehenen Zeile auf der Oberfläche des zu untersuchenden bzw. auszumessenden Werkstücks W erfolgt zweckmässig jedesmal nach einer fest vorgegebenen Anzahl von Einschalte- vorgängen für den primären Elektronenstrahl PE. Hierzu kann man z.B. die den primären Elektronenstrahl PE betreffenden Ein- bzw. Ausschaltvorgänge über einen Digitalzähler überwachen, bei dem bestimmte Zählstände jeweils zur Auslösung der Verschiebung der Auftreffstelle von einem endgültig zu verlassenden Platz zu einem neu zu bearbeitenden Platz an der vorgegebenen Abtastzeile ver wendet werden, indem die Ablenkspannung für den primären Elektronenstrahl um einen die Verschiebung der Auftreffstelle A um einen vorgegebenen Abstand von der vorherigen Auftreffstelle bewirkenden Spannungswert verändert wird. Im allgemeinen wird man die Auftreffstellen A längs der einzelnen Abtastzeilen äquidistant über diese verteilen und auch den Abstand fischen benachbarten Abtastzeilen in entsprechender Weise bemessen. Dabei ist es ohne weiteres mit in der Elektronenoptik üblichen Mitteln erreichbar, dass der primäre Elektronenstrahl, falls die Verschiebung im ausgeschalteten Zustand erfolgte, automatisch erneut wieder eingeschaltet wird. Der die Tastung des primären Elektronenstrahls PE bewirkende Teil TA der Steueranlage ST besteht also im einfachsten Fall lediglich aus einer Konstantspannungsquelle zum Sperren des primären Elektronenstrahls PE, die über den Sensor SE bei einem Mindestwert des Signals Si ausgeschaltet und bei einem vorgegebenen Maximalwert wieder eingeschaltet wird. Beispielsweise kann man hierzu neben den bereits angegebenen Möglichkeiten folgende Möglichkeit verwenden: Man verwendet zwei Komparatoren, z.B. Differenzverstärker, deren einer Eingang jeweils durch das Signal Si und deren anderer Eingang durch eine geeignete Referenzspannung beaufschlagt ist. Diese ist so bemessen, dass der eine Komparator beim vorgesehenen Minimalwert des Signals Si ein beiden Komparatoren nach geschalttes;Flip-Flop in den einen Betriebszustand und der andere Komparator beim vorgesehenen Maximalwert von Si dieses Flip-Flop in den anderen Zustand umschaltet. Einer der beiden Ausgänge des Flip-Flops dient zur Steuerung der Basis eines Schalttransistors, mit dessen Hilfe die den primären Elektronenstrahl sperrende Gleichspannung ein- bzw. ausgeschaltet wird. Der der Ablenkung des primären Elektronenstrahls PE und damit der Verschiebung von dessen Auftreffstelle A dienende Teil der Steuerung ST, also die Anlage VE, ist an sich in üblicher Weise als Zeilenablenkschaltung ausgebildet. Die Ablenkspannung, die von dieser Zeilenablenkspannung , also dem AblenkgeneratorAG gemäss Figur 1 geliefert wird, wird jedoch solange auf dem vorher eingestellten Wert festgehalten, bis ein entsprechendes Freigabesignal von dem die Tastung bewirkenden Teil TA, z.B. vermittels des bereits genannten Dualzahlers, eine Verschiebung der Auftreffstelle vom alten Ort zu einem neu einzustellenden Ort an der Oberfläche des Werkstücks W erlaubt. Die Auswertung der am Ausgang des Photomultipliers abge gebenen, Signale Si erfolgt über eine Signalsammelanlage Sa, in welcher die zu einer Abtaststelle für den primären Elektronenstrahl PE gehörenden Signale Si gesammelt und dann gemeinsam der eigentlichen Auswertung AU, z.B. der Intensitätssteuerung der Elektronenstrahlen in den Fernsehröhren SR1 bzw. SR2 zugeführt werden. Ein einfaches Beispiel für eine solche Signalsammelanlage Sa ist ein Kondensator, dem die jeweils zu derselben Abtaststelle gehörenden Signale Si zugeführt werden. Man muss dann dafür sorgen, dass die Ladung im Kondensator solange erhalten bleibt, als zurselben Abtaststelle gehörende Signale Si geliefert werden. Erst mit dem Abklingen des letzten zu einer gegebenen Abtaststelle gehörenden Signals Si und dem damit verbundenen Abschluss des Sammelprozesses wird der Kondensator entleert, um für die Aufnahme der zur nächsten Abtaststelle gehörenden Signale Si vorbereitet zu sein. Beispielsweise können die Signale Si über den Verstärker V oder über eine in Flussrichtung gepolte Diode der Sammelstelle Sa zugeführt werden, während zur Entladung des Sammelkondensators das von der Auswertung AU gelieferte Signal dient. Wird das oben angegebene Prinzip der Adressierung angewendet, so wird man die zu den einzelnen abwechselnd getasteten Abtaststellen gehörenden Signal dementsprechend auf eine der Anzahl der nebeneinander durch den primären Elektronenstrahl PE beaufschlagten Auftreffstellen entsprechende Anzahl von SammelanlagenSa verteilen, derart, dass jede Sammelanlage durch je eine der gleichzeitig behandelten Abtaststellen zugeteilt ist.Ausserdem sorgt ein Zähler in diesem Fall dafür, dass stets nur die jeweils zu einer bestimmten der nebeneinander behandelten Auftreffstellen gehörenden Signale Si sowohl zur Einstellung der Unterbrechungspausen für die genannte Auftreffstelle als auch zur Beaufschlagung der in einer gegebenen Phase derAbtastung des zu untersuchenden Objekts W der genannten Auftreffstelle zugeteilten Sammelanlage vorgesehen sind. 2 Figuren 6 Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1.) Raster-Elektronenmikroskopanlage für die Untersuchung der Oberfläche von Werkstücken, bei dem ein gebündelter primärer Elektronenstrahl gegen die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts gerichtet und dabei die an der Oberfläche des Objekts entstehenden Sekundärelektronen zur Beaufschlagung einer Auswertestelle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine Anlage (VE) zur automatischen Verschiebung der Auftreffstelle (A) des mit festeingestellter Beschleunigungsspannung betriebenen primären Elektronenstrahls (PE) als auch eine Anlage zur automatischen Tastung dieses Elektronenstrahls (PE) derart vorgesehen sind, dass eine endgültige Verschiebung der Auftreffstelle (A) an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts (W) jeweils erst nach mindestens einer Unterbrechung des primären Elektronenstrahls (PE) aufgrund der Tastung desselben eintritt und dass die Dauer der jeweiligen Unterbrechung über die mit den von der Auftreffstelle (A) des primären Elektronenstrahls (PE) an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts (W) entstehenden Sekundärelektronen (SE) beaufschlagte Auswertestelle (P) gesteuert ist. 2.) Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftreffenergie des primären Elektronenstrahls (PE) auf höchstens 3 keV eingestellt ist. 3.) Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Auftreffstelle (A) des primären Elektronenstrahls (PE) wenigstens über zwei -insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgende - Unterbrechungspausen des primären Elektronenstrahls (Pr) beibehalten wird. 4.) Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ze- kennzeichnet, da3 die einzelnen Änderungen der Auftreffstelle (A) des primären Slektrcnenstrahls (PE) auf die Unterbrechungspausen beschränkt sind. 5.) Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterbrechungspause für eine er ste Auftreffstelle des primären Elektronenstrahls (PE) dieser gegen eine zweite Auftreffstelle gerichtet und dann wieder auf die erste Auftreffstelle zurückgeschaltet ist. 6.) Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgrund der an den einzelnen Auftreffstellen an der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts (W) entstehenden Sekundärelektronen (SE) gebildeten Signale pro Auftreffstelle mittels einer Sammelanlage (Sa) eine Zusammenfassung zu einem Gesamtsignal erfahren und dieses Gesamtsignal der eigentlichen Auswertestelle (AU) zugeführt wird.

Inventors: TOUCHY, WOLFGANG, DR. DIPL.-PHYS.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1981
Main classification: H01J37
IPC codes: H01J37