DE2223367B2 - Micro-beam probe for the quantitative detection of charged secondary particles - Google Patents
Micro-beam probe for the quantitative detection of charged secondary particlesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrostrahlsonde zur quantitativen Erfassung von geladenen Sekundärteilchen mit einer Teilchenquelle, die ein im wesentlichen paralleles, ggf. auch etwas divergierendes Primärstrahlbündel erzeugt, einem mindestens eine teilchenoptische Linse enthaltenden Objektiv zur Fokussierung des Primärstrahlbündels auf einem kleinen Probenbereich einer zu untersuchenden elektrisch leitenden Oberfläche, und einer Elektrodenanordnung, durch die Sekundärteilchen, die vom Primärstrahlbündel im Probenbereich erzeugt worden sind, zu einer Untersuchungseinrichtung gelangen.The present invention relates to a micro-beam probe for the quantitative detection of charged Secondary particles with a particle source which is an essentially parallel, possibly also somewhat diverging Primary beam generated, an objective containing at least one particle-optical lens for Focusing the primary beam on a small sample area of an area to be examined electrically conductive surface, and an electrode arrangement, through the secondary particles emitted by the primary beam have been generated in the sample area, arrive at an examination device.
Bei den bekannten Mikrostrahlsonden werden die zu untersuchenden Sekundärteilchen im allgemeinen vom Probenbereich seitlich unter einem Winkel von der Achse des Primärstrahles weg beschleunigt (siehe z. B. DT-OS 19 37 482). Deswegen muß der Abstand zwischen Objektiv und Probe und damit die Brennweite des Objektivs relativ groß sein um Platz für die Elektrodenanordnung der Sekundärstrahloptik zuIn the known micro-beam probes, the secondary particles to be examined are generally from Sample area accelerated laterally at an angle away from the axis of the primary beam (see e.g. DT-OS 19 37 482). This is why the distance between the objective and the sample and thus the focal length must be of the lens must be relatively large in order to allow space for the electrode arrangement of the secondary beam optics
■to schaffen.■ to create.
Andererseits ist es jedoch erwünscht, die Brennweite des Objektivs so klein wie möglich zu machen, und zwar aus zwei Gründen: Erstens ist die durch das Objektiv erzielbare Verkleinerung, also das Durchmesserverhältnis zwischen dem Durchmesser der Primärteilchenquelle bzw. des Bereichs kleinsten Querschnitts des Primärstrahlbündes (Überkreuzungsbereich, Zwischenfokus) und dem Durchmesser des vom Primärstrahl getroffenen Probenbereiches umso stärker, je kürzer die Brennweite ist. Zweitens sinkt mit der Brennweite einer teilchenoptischen, insbesondere elektrostatischen Linse auch ihre spärische Aberration, d. h. mit abnehmender Brennweite wächst der Raumwinkel, aus dem die Primärteilchen in einem Probenbereich gewünschten Durchmesser fokussiert werden können und umso größer wird die Stromdichte im Probenbereich. On the other hand, however, it is desirable to make the focal length of the lens as small as possible for two reasons: firstly, the reduction in size that can be achieved with the lens, i.e. the diameter ratio between the diameter of the primary particle source or the area of the smallest cross section of the Primary beam (crossover area, intermediate focus) and the diameter of the primary beam The shorter the focal length, the stronger the hit sample area. Second, it decreases with the focal length a particle-optical, in particular electrostatic lens, also its spherical aberration, d. H. with As the focal length decreases, the solid angle from which the primary particles in a sample area grows desired diameter can be focused and the greater the current density in the sample area.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Mikrostrahlsonde anzugeben, die ein Objektiv wesentlich kürzerer Brennweite hat als die bekannten Mikrostrahlsonden, ohne daß dadurch eine weitgehend quantitative Erfassung der geladenen Sekundärteilchen und deren Überführung in eine Untersuchungseinrichtung beeinträchtigt wird.The present invention is accordingly based on the object of specifying a micro-beam probe, which a lens has a much shorter focal length than the known micro-beam probes, without thereby a largely quantitative recording of the charged secondary particles and their conversion into an examination facility is impaired.
t>5 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Mikrostrahlsonde der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Objektiv zwei hintereinander geschaltete, rotationssymmetrische elek-t> 5 According to the invention, this object is achieved by a Microbeam probe of the type mentioned above solved, which is characterized in that the lens has two series-connected, rotationally symmetrical electrical
trostatische Linsen kurzer Brennweite sowie eine zwischen diesen angeordnete Lochblende enthält; daß die Linsen sowie die zu untersuchende Oberfläche bezüglich der Energie des Primärstrahlbündels so bemessen und angeordnet sind, daß das Primärstrahlbündel durch die kombinierte Wirkung der elektrischen Felder der beiden Linsen auf den Probenbereich fokussiert wird, wobei die Blende als Aperturblende für das Primärstrahlbündel wirkt und gleichzeitig die im Probenbereich erzeugten Sekundärteilchen von der durch die Elektroden der zweiten Linse und die leitende Oberfläche gebildeten Linse in die Öffnung der Lochblende fokussiert und durch die erste Linse zu einem wenigstens annähernd parallelen Sekundärstrahlbündel gesammelt werden, das das Objektiv in einer dem Primärstrahlbündel im wesentlichen entgegengesetzten Richtung verläßt und daß zwischen der Primärstrahlquelle und dem Objektiv eine Anordnung zum Erzeugen eines Ablenkfeldes angeordnet ist, das das Primärstrahlbündel und das Sekundärstrahlbündel aufgrund der unterschiedlichen Energien der Teilchen dieser Bündel trennt.Contains trostatic short focal length lenses and a pinhole arranged between them; that the lenses and the surface to be examined with regard to the energy of the primary beam as follows sized and arranged that the primary beam by the combined action of the electrical Fields of the two lenses are focused on the sample area, the diaphragm acting as the aperture diaphragm for the primary beam acts and at the same time the secondary particles generated in the sample area from the through the electrodes of the second lens and the conductive surface into the opening of the lens Pinhole focused and through the first lens to an at least approximately parallel secondary beam are collected, which the objective in a primary beam substantially opposite Leaves direction and that an arrangement between the primary beam source and the lens is arranged for generating a deflection field, which the primary beam and the secondary beam due to the different energies of the particles this bundle separates.
Bei der vorliegenden Mikrostrahlsonde werden die Sekundärteilchen also entgegen der Richtung des Primärstrahls beschleunigt und durch die gleichen Elektroden, die das Objektiv für das Primärstrahlbündel bilden, der Untersuchungseinrichtung zugeführt. Da in der Ebene der die Apertur des Primärstrahles begrenzenden Lochblende ein Zwischenfokus oder Überkreuzungsbereich des Sekundärstrahlbündes liegt, ist eine hohe Intensität des Sekundärstrahlbündels gewährleistet. Das Objektiv der vorliegenden Mikrostrahlsonde kann eine Brennweite von 5 mm und weniger haben, während bei den bekannten Mikrostrahlsonden mit Sekundärteilchenanalyse eine Objektivbrennweite von 30 mm nicht unterschritten werden konnte. Hinsichtlich der erzielbaren Verkleinerung und des erfaßbaren Raumwinkels stellt die vorliegende Mikrostrahlsonde also einen erheblichen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dar.In the present microbeam probe, the secondary particles are thus opposite to the direction of the The primary beam is accelerated and through the same electrodes that the objective for the primary beam form, fed to the examination device. Because in the plane of the aperture of the primary beam limiting pinhole an intermediate focus or crossover area of the secondary beam is located, a high intensity of the secondary beam is guaranteed. The objective of the present microbeam probe can have a focal length of 5 mm and less, while with the known micro-beam probes A lens focal length of 30 mm cannot be fallen below with secondary particle analysis could. With regard to the achievable reduction in size and the detectable solid angle, the present The microbeam probe is a significant step forward compared to the state of the art.
Die vorliegende Mikrostrahlsonde ist nicht auf ein bestimmtes Vorzeichen der Teilchen beschränkt, man kann vielmehr bei entsprechender Polung der Vorspannung sowohl mit einem Elektronen- also auch mit einem Ionenprimärstrahl arbeiten und unabhängig davon positive oder negative Sekundärteilchen erfassen.The present microbeam probe is not limited to any particular sign of the particles, man Rather, with the appropriate polarity of the bias voltage, it can be used both with an electron and with one The primary ion beam work and independently detect positive or negative secondary particles.
Weiterbildungen und Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments and refinements of the invention are characterized in the subclaims.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigtIn the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, it shows
F i g. 1 eine etwas vereinfachte, teilweise geschnittene Seitenansicht des Elektrodensystems einer Mikrostrahlsonde gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;F i g. 1 is a somewhat simplified, partially sectioned side view of the electrode system of a micro-beam probe according to an embodiment of the invention;
Fig.2 eine Schnittansicht des Objektivs und eines Teiles eines anschließenden Kugelkondensators der Mikrostrahlsonde gemäß Fig. 1 in einem gegenüber dieser Figur vergrößerten Maßstab;2 shows a sectional view of the lens and part of a subsequent spherical capacitor of Microbeam probe according to FIG. 1 on an enlarged scale compared to this figure;
F i g. 3 eine noch stärker vergrößerte Schnittansicht eines Teiles des Objektivs der Mikrostrahlsonde gemäß F i g. 2 und 3 undF i g. 3 shows an even more enlarged sectional view of part of the objective of the micro-beam probe according to FIG F i g. 2 and 3 and
F i g. 4 eine gegenüber F i g. 3 in waagerechter Richtung vergrößerte Schnittansicht eines Teiles des Objektivs der Mikrostrahlsonde gemäß F i g. 1 bis 3 mit einer Darstellung des Verlaufes des Primär- und Sekundärstrahlbündels.F i g. 4 one opposite FIG. 3 in the horizontal direction enlarged sectional view of part of Objective of the microbeam probe according to FIG. 1 to 3 with a representation of the course of the primary and Secondary beam.
Das in F i g. 1 dargestellte Elektrodensystem ist in der Praxis in einem evakuierbaren und durch eine Schleuse zum Einführen eines Objektes mit der zu untersuchenden Oberfläche zugänglichen Vakuumgefäß angeordnet und enthält eine Primärstrahlquelle 10, die in bekannter Weise aufgebaut sein kann und ein Primärstrahlbünde' 12 aus Ionen oder Elektronen liefert. Das Primärslrahlbündel hat einen durch die Primärstrahlquelle oder Überkreuzungsbereich (Zwischenfokus) des Primärstrahlbündels gegebenen Bereich kleinsten Querschnitts, der durch ein in Fig.! nur schematisch dargestelltes, teilchenoptisches Objektiv 14 auf eine zu untersuchende Oberfläche 16 eines Testobjekts abgebildet wird. Der vom Primärstrahlbündel 12 getroffene Probenbereich kann in bekannter Weise durch zwei Sätze 18, 20 elektrostatischer Ablenkplatten rasterartig auf der zu untersuchenden Oberfläche abgelenkt werden.The in Fig. 1 shown electrode system is in practice in an evacuable and through a lock arranged for introducing an object with the surface to be examined accessible vacuum vessel and contains a primary beam source 10, which can be constructed in a known manner and has a primary beam ' 12 from ions or electrons. The primary beam has one through the primary beam source or Crossover area (intermediate focus) of the primary beam given area of smallest cross-section, which by a in Fig.! only schematically The illustrated, particle-optical objective 14 is imaged onto a surface 16 of a test object to be examined will. The sample area struck by the primary beam 12 can be defined in a known manner by two Sets 18, 20 of electrostatic baffles deflected in a grid pattern on the surface to be examined will.
Das Objektiv besteht aus drei voneinander isolierten, durchbohrten Elektroden 22, 24 und 26, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die zu untersuchende Probenoberfläche 16, die elektrisch leiten soll oder mit einem leitenden Belag versehen ist, wird dicht unter der Bohrung der objektseitigen Elektrode 22 angeordnet. Bei Verwendung eines aus Ionen bestehenden Primärstrahlbündels wird die Elektrode 26 zweckmäßig auf Erdpotential (U3 = 0) gelegt, die Elektrode 24 liegt auf Hochspannung (z. B. U2 = -20 kV), die Elektrode 22 auf niedriger Spannung (z. B. Ui =-500 V) und die Probenoberfläche 16 auf dem Potential, das der Austrittsenergie der Sekundärteilchen entsprechen soll (z. B.The objective consists of three pierced electrodes 22, 24 and 26 that are insulated from one another, as can be seen in particular from FIG. 3. The sample surface 16 to be examined, which is intended to conduct electricity or is provided with a conductive coating, is arranged close to the bore of the object-side electrode 22. When using a primary beam consisting of ions, the electrode 26 is expediently placed on earth potential (U3 = 0), the electrode 24 is on high voltage (e.g. U 2 = -20 kV), the electrode 22 on low voltage (e.g. . Ui = -500 V) and the sample surface 16 at the potential that should correspond to the exit energy of the secondary particles (e.g.
Uo=+ 1 kV).Uo = + 1 kV).
Die hier als Beispiel gegebenen Potentialwerte gelten dann, wenn positive Sekundärteilchen untersucht werden sollen.The potential values given here as an example apply when examining positive secondary particles should be.
Die schematisch dargestellten Felder 28 und 30 zwischen den Elektroden 26 und 24 einerseits und 24 und 22 andererseits wirken als Sammellinsen. Durch geeignete Wahl des Verhältnisses von U2 zur Energie des Primärstrahlbündels 12 kann man erreichen, daß das Primärstrahlbündel durch die kombinierte Wirkung dieser beiden Linsen 24—26 bzw. 22—24 auf die Probenoberfläche 16 fokussiert wird, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Dies läßt sich sowohl für positive als auch für negative Primärteilchen im Energiebereich zwischen etwa 5 und 25 kV erreichen. Zwischen den beiden Linsen befindet sich innerhalb der relativ dicken Elektrode 24 ein kurzer, feldfreier Raum. Hier ist eine Lochblende 32 mit einer feinen Öffnung angeordnet, die zur Begrenzung der Apertur des Primärstrahlbündels 12 dient. Die Anordnung der Aperturblende ist an dieser Stelle am günstigsten, weil so bei der rasterartigen Ablenkung des Primärstrahlbündels die Abweichung des Strahlenganges von der Linsenachse in beiden Linsen klein bleibt.The schematically illustrated fields 28 and 30 between the electrodes 26 and 24 on the one hand and 24 and 22, on the other hand, act as converging lenses. By suitable choice of the ratio of U2 to energy of the primary beam 12 can be achieved that the primary beam through the combined effect of these two lenses 24-26 or 22-24 is focused on the sample surface 16, as shown in FIG is shown. This can be done for both positive and negative primary particles in the energy range between reach around 5 and 25 kV. Between the two lenses is located within the relatively thick one Electrode 24 a short, field-free space. Here is a pinhole 32 with a fine opening is arranged, the is used to limit the aperture of the primary beam 12. The arrangement of the aperture diaphragm is based on this This is the best place because this is how the deviation occurs in the raster-like deflection of the primary beam of the beam path from the lens axis remains small in both lenses.
Für die vom fokussierten Primärstrahlbündel getroffenen Probenbereich 36 (Fig.4) ausgehenden Sekundärteilchen (bei dem erwähnten Beispiel also Ionen) wirken die leitende Oberfläche 16, die Elektroden 22 und die Elektrode 24 als elektrostatische Linse in Form eines Triodensystems, deren Feld durch geeignete Wahl des Potentials der Elektrode 22 so eingestellt werden kann, daß das vom Probenbereich 16 ausgehende Sekundärstrahlbündel in einen Überkreuzungsbereich fokussiert wird, der in der Ebene bzw. Öffnung 34 der Lochblende 32 liegt. Durch die Größe der Öffnung 34 istFor the secondary particles emanating from the sample region 36 (FIG. 4) struck by the focused primary beam The conductive surface 16 and the electrodes 22 act (ie ions in the example mentioned) and the electrode 24 as an electrostatic lens in the form of a triode system, its field by suitable selection of the potential of the electrode 22 can be set so that that emanating from the sample area 16 Secondary beam is focused in a crossover area in the plane or opening 34 of Orifice plate 32 is located. By the size of the opening 34 is
b=> der maximal mögliche Untersuchungsbereich auf der Probenoberfläche 16 festgelegt, also das Gesichtsfeld. Solange man jedoch innerhalb dieses Gesichtsfeldes bleibt, gelangen alle Sekundärteilchen mit mäßigen b => the maximum possible examination area established on the sample surface 16, that is to say the field of view. However, as long as one stays within this field of view, all secondary particles arrive with moderate ones
Anfangsenergien durch die Blende 32 hindurch. Das Feld 28 zwischen den Elektroden 24 und 26 wirkt für die Sekundärionen als bremsende Immersionslinse, deren untere Brennebene mit der Ebene der Lochblende 32 zusammenfällt. Da das Sekundärstrahlbündel dort einen Überkreuzungsbereich hat, wird es durch diese Linse zu einem Parallelstrahlbündel gemacht. Durch die rasterartige Ablenkung des Primärstrahlbündels tritt eine entsprechende periodische Winkelauslenkung dieses Parallelstrahlbündels auf. Diese kann für die eine Ablenkkoordinate durch ein mit der raterablenkung synchronisiertes elektrisches Feld E zwischen zwei Hilfsablenkplatten 38 aufgehoben werden, so daß sich das austretende Sekundärstrahlbündel 40 (Fig.4) nur parallel zu sich selbst bewegt. Für die andere Koordinate des Rasterablenkung, die durch ein Feld zwischen Hilfsablenkplatten 42 kompensiert wird, gilt entsprechendes.Initial energies through the aperture 32. The field 28 between the electrodes 24 and 26 acts as a braking immersion lens for the secondary ions, the lower focal plane of which coincides with the plane of the perforated diaphragm 32. Since the secondary beam has a crossover area there, this lens turns it into a parallel beam. The grid-like deflection of the primary beam causes a corresponding periodic angular deflection of this parallel beam. This can be canceled for one deflection coordinate by an electric field E between two auxiliary deflection plates 38 synchronized with the rater deflection, so that the emerging secondary beam 40 (FIG. 4) moves only parallel to itself. The same applies to the other coordinate of the grid deflection, which is compensated for by a field between auxiliary deflection plates 42.
Es können sowohl positive als auch negative Primärteilchen verwendet werden und unabhängig davon können positive oder negetive Sekundärteilchen zur Analyse herausgeführt werden. Die Polung der Vorspannung an den Elektroden 22 und 24 und der Probenoberfläche 16 richtet sich nach dem Vorzeichen der verwendeten Sekundärteilchen. Sie werden so gewählt, daß diese zwischen der Oberfläche 16 und der Elektrode 24 beschleunigt werden. Bei Untersuchung von positiven Sekundärionen erhält also die Elektrode 24 eine negative Vorspannung bezüglich der Oberfläche 16 während bei der Untersuchung von negativen Sekundärionen oder Sekundärelektronen die Elektrode 24 positiv gegenüber der Oberfläche 16 sein muß. Die Bedingung, daß das Primärstrahlbündel auf die Probenoberfläche fokussiert sein muß, läßt sich in beiden Fällen und für Primärteilchen beider Vorzeichen (positive oder negative Ionen, Elektronen) immer durch geeignete Wahl ihrer Energie erfüllen.Both positive and negative primary particles can be used and independently positive or negative secondary particles can be extracted from this for analysis. The polarity of the The bias voltage at the electrodes 22 and 24 and the sample surface 16 depends on the sign of the secondary particles used. They are chosen so that these between the surface 16 and the Electrode 24 are accelerated. When examining positive secondary ions, the electrode is preserved 24 a negative bias with respect to the surface 16 while in the investigation of negative ones Secondary ions or secondary electrons, the electrode 24 must be positive with respect to the surface 16. the The condition that the primary beam must be focused on the sample surface can be met in both cases and for primary particles of both signs (positive or negative ions, electrons) always by suitable ones Choice to meet their energy.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, wie das Objektiv in mechanischer Hinsicht aufgebaut sein kann. Zur gegenseitigen elektrsichen Isolation der die drei Elektroden 22,24 und 26 bildenden Metallteile dient ein einziger Isolator 44, der einen flanschartigen Teil, das die Elektroden 22 und 26 gegeneinander isoliert und einen rohrartigen Teil mit nach innen einspringendem Rand aufweist, in dem die Elektrode 24 isoliert gelagert ist. Die Zuleitungen zu den Elektroden sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der wirksame Teil der Elektrode 22 hat die Form einer verhältnismäßig dünnen Platte (Fig.3) während die Elektrode 24 demgegenüber verhältnismäßig dick ist. Die Bohrung der Elektrode 24 besteht aus einem objektseitigen, zylindrischen Teil 46 kleineren Durchmessers und einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil 48 größeren Durchmessers. Auf der zwischen den beiden Teilen 46, 48 gebildeten Stufe liegt eine die Blende 3; bildende Scheibe. Die Elektrode 26 hat die Form eine Rohres, das ein etwas verengtes Ende aufweist und di( Hilfsablenkplatten 38, 42 enthält. Das Objektiv kann wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine lichtmikroskopischi Einrichtung vom Schwarzschild-Typ zur Betrachtunj der Probenoberfläche 16 enthalten. Die Betrachtungs einrichtung enthält in an sich bekannter Weise einet ringförmigen Konkavspiegel 48, einen Konvexspiege 50, der eine Bohrung für die Teilchenstrahlbünde aufweist, und einen ebenfalls durchbohrten Umlenkspie gel 52. Der Verlauf des Lichtstrahlbündels 54 ist ir Fig.2 und 3 dargestellt. Die bekannten Betrachtungs einrichtungen dieser Art lassen sich bei der vorliegen den Mikrostrahlsonde jedoch wegen des kurzbrennwei tigen Objektivs und der dementsprechend kleiner Elektrodenabstände nicht ohne weiteres verwenden Bei der vorliegenden Mikrostrahlsonde wird da; Lichtstrahlbündel daher durch zwei spiegelnde Flächer 56 und 58, die durch die Oberseite der Elektrode 22 bzw die Unterseite der Elektrode 24 gebildet oder an dieser Elektroden angeordnet sein können, in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise umgelenkt, so daß es voit Konkavspiegel 48 durch die öffnung der Elektrode 2i gelangen kann. Die Elektrode 24 ist mit ringsektorför migen Aussparungen 60 für das Lichtstrahlbünde versehen.From Fig. 2 shows how the lens can be constructed from a mechanical point of view. For mutual electrical insulation of the metal parts forming the three electrodes 22, 24 and 26, a single insulator 44 is used, which has a flange-like part that insulates the electrodes 22 and 26 from one another and a tube-like part with an inwardly receding edge in which the electrode 24 is stored isolated. The leads to the electrodes are not shown for the sake of simplicity. The effective part of the electrode 22 is in the form of a relatively thin plate (FIG. 3) while the electrode 24 is relatively thick. The bore of the electrode 24 consists of an object-side, cylindrical part 46 of smaller diameter and an adjoining cylindrical part 48 of larger diameter. On the step formed between the two parts 46, 48 is a diaphragm 3; forming disc. The electrode 26 is in the form of a tube which has a somewhat narrowed end and contains auxiliary baffles 38, 42. The objective, as shown in FIG Viewing device contains, in a manner known per se, a ring-shaped concave mirror 48, a convex mirror 50 which has a bore for the particle beam collars, and a deflecting mirror 52, which is also pierced. The course of the light beam 54 is shown in FIGS Devices of this type cannot easily be used with the present microbeam probe because of the short focal length objective and the correspondingly small electrode spacing the bottom of the electrode 24 can be formed or arranged on these electrodes, deflected in the manner shown in FIG. 2 , so that it can pass from the concave mirror 48 through the opening of the electrode 2i. The electrode 24 is provided with ringsektorför shaped recesses 60 for the light beam collars.
Die Trennung des Primär- und Sekundärstrahlbün dels 12 bzw. 40 kann außerhalb des Objektiv; beispielsweise mittels eines Kugelkondensators 62 erfolgen, der das aus dem Objektiv 14 austrend« Sekundärstrahlbündel 40 vom Weg des Primärstrahl bündeis 12 ablenkt und z. B. Bestandteil eines doppelte kussierenden Massenspektrometer (siehe z. B. DT-OS 20 31 811) sein kann. Die äußere Platte des Kugelkon densators hat eine in der Richtung der Objektivachs« verlaufende Bohrung 64, durch die das Primärstrahlbün del 12 eintritt. Da die Energie des Primärstrahlbündel: 12 wesentlich höher ist als die des Sekundärstrahlbün dels 40, erfährt das Primärstrahlbündel entlang dei kurzen Stecke, die es durch den Kugelkondensator 6i läuft, nur eine geringe Ablenkung, die durch ein« entsprechende Vorspannung an dem Ablenkplattenpaai 20 kompensiert werden kann.The separation of the primary and secondary beam 12 and 40 can be outside of the lens; take place for example by means of a spherical capacitor 62, which exits the lens 14 « Secondary beam 40 deflects from the path of the primary beam bundle 12 and z. B. Part of a double kissing mass spectrometer (see e.g. DT-OS 20 31 811). The outer plate of the spherical con The capacitor has a bore 64 running in the direction of the objective axis through which the primary beam can be directed del 12 admission. Since the energy of the primary beam: 12 is significantly higher than that of the secondary beam dels 40, experiences the primary beam along the short path that it passes through the spherical capacitor 6i runs, only a slight deflection, caused by a corresponding bias on the deflection plate pair 20 can be compensated.
Die Linsenfelder 28 und 30 (F i g. 3) wirken auf da: Primärstrahlbündel wie ein zusammengesetztes Objek tiv, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein« Brennweite von etwa 5 mm hat. Die bekannter Mikrostrahlsonden, die mit Sekundärteilchenanalys« arbeiten, haben Brennweiten von mindestens 30 mm Die vorliegende Mikrostrahlsonde stellt also einer erheblichen Fortschritt gegenüber dem Stand dei Technik dar.The lens fields 28 and 30 (FIG. 3) act on the: primary beam like a composite object tiv, which in the illustrated embodiment has a «focal length of about 5 mm. The well-known Micro-beam probes that work with secondary particle analysis «have focal lengths of at least 30 mm The present microbeam probe thus represents a considerable advance over the prior art Technology.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
Claims (6)
Priority Applications (5)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2223367A1 DE2223367A1 (en) | 1973-11-29 |
| DE2223367B2 true DE2223367B2 (en) | 1978-03-30 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (5)
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| FR (1) | FR2184713B1 (en) |
| GB (1) | GB1426359A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3231036A1 (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Max Planck Gesellschaft | COMBINED ELECTROSTATIC LENS AND EMISSION LENS |
| DE3236273A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | SPECTROMETER LENS WITH PARALLEL LENS AND SPECTROMETER FIELDS FOR POTENTIAL MEASUREMENT TECHNOLOGY |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4205226A (en) * | 1978-09-01 | 1980-05-27 | The Perkin-Elmer Corporation | Auger electron spectroscopy |
| DE2950329C2 (en) * | 1979-12-14 | 1985-06-05 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Device for removing material from the surface of a target |
| JPS56114269A (en) | 1980-02-15 | 1981-09-08 | Internatl Precision Inc | Scanning type electronic microscope |
| US4491735A (en) * | 1982-04-05 | 1985-01-01 | The Perkin-Elmer Corporation | Restricted ion source of high current density |
| DE3236271A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | SPECTROMETER LENS FOR THE CARPUSULAR BEAM MEASUREMENT TECHNOLOGY |
| JPS6089050A (en) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Toshiba Corp | Strobo scanning electron microscope |
| EP0152501B1 (en) * | 1984-02-18 | 1989-04-12 | Leybold Aktiengesellschaft | Device for measuring the angular distribution of charged particles diffracted on a sample surface |
| DE3576213D1 (en) * | 1984-09-18 | 1990-04-05 | Integrated Circuit Testing | COUNTERFIELD SPECTROMETER FOR ELECTRON BEAM MEASURING TECHNOLOGY. |
| FR2575597B1 (en) * | 1984-12-28 | 1987-03-20 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | APPARATUS FOR VERY HIGH RESOLUTION ION MICROANALYSIS OF A SOLID SAMPLE |
| US4556794A (en) * | 1985-01-30 | 1985-12-03 | Hughes Aircraft Company | Secondary ion collection and transport system for ion microprobe |
| FR2584234B1 (en) * | 1985-06-28 | 1988-12-09 | Cameca | INTEGRATED CIRCUIT TESTER WITH ELECTRON BEAM |
| US4864130A (en) * | 1986-06-04 | 1989-09-05 | Arch Development Corporation | Photo ion spectrometer |
| US4855596A (en) * | 1986-06-04 | 1989-08-08 | Arch Development Corp. | Photo ion spectrometer |
| US4889987A (en) * | 1986-06-04 | 1989-12-26 | Arch Development Corporation | Photo ion spectrometer |
| EP0281743B1 (en) * | 1987-02-02 | 1994-03-30 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Detector objective for a scanning microscope |
| US4818872A (en) * | 1987-05-11 | 1989-04-04 | Microbeam Inc. | Integrated charge neutralization and imaging system |
| FR2624610B1 (en) * | 1987-12-11 | 1990-03-30 | Cameca | TIME-OF-FLIGHT, CONTINUOUSLY SCAN ANALYSIS METHOD AND ANALYSIS DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
| DE3904032A1 (en) * | 1989-02-10 | 1990-08-16 | Max Planck Gesellschaft | ELECTRONIC MICROSCOPE FOR THE STUDY OF SOLID CARBON SURFACES |
| US4983830A (en) * | 1989-06-29 | 1991-01-08 | Seiko Instruments Inc. | Focused ion beam apparatus having charged particle energy filter |
| DE4000579A1 (en) * | 1990-01-10 | 1991-07-11 | Integrated Circuit Testing | ION RAY DEVICE AND METHOD FOR CARRYING OUT POTENTIAL MEASURES BY MEANS OF AN ION RAY |
| US5149974A (en) * | 1990-10-29 | 1992-09-22 | International Business Machines Corporation | Gas delivery for ion beam deposition and etching |
| JP3730263B2 (en) * | 1992-05-27 | 2005-12-21 | ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション | Apparatus and method for automatic substrate inspection using charged particle beam |
| EP1130399B1 (en) * | 1992-05-29 | 2009-04-01 | The Rockefeller University | Method for the sequence determination of peptides using a mass spectrometer |
| JPH08227689A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Nec Corp | Secondary ion mass spectrometric device |
| FR2806527B1 (en) * | 2000-03-20 | 2002-10-25 | Schlumberger Technologies Inc | SIMULTANEOUS FOCUSING COLUMN OF PARTICLE BEAM AND OPTICAL BEAM |
| EP1388883B1 (en) * | 2002-08-07 | 2013-06-05 | Fei Company | Coaxial FIB-SEM column |
| JP4519567B2 (en) * | 2004-08-11 | 2010-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Scanning electron microscope and sample observation method using the same |
| US7589322B2 (en) * | 2005-06-29 | 2009-09-15 | Horiba, Ltd. | Sample measuring device |
| CN101248505B (en) * | 2005-07-08 | 2010-12-15 | 耐克斯金思美控股公司 | Apparatus and methods for the manufacture of controlled particle beams |
| GB2428868B (en) * | 2005-10-28 | 2008-11-19 | Thermo Electron Corp | Spectrometer for surface analysis and method therefor |
| WO2008140585A1 (en) | 2006-11-22 | 2008-11-20 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Apparatus and method for conformal mask manufacturing |
| US10566169B1 (en) | 2008-06-30 | 2020-02-18 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Method and device for spatial charged particle bunching |
| US10991545B2 (en) | 2008-06-30 | 2021-04-27 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Method and device for spatial charged particle bunching |
| FR2960698B1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-05-10 | Centre Nat Rech Scient | ADJUSTABLE CATHODOLUMINESCENCE DETECTION SYSTEM AND MICROSCOPE USING SUCH A SYSTEM. |
| EP3966844B1 (en) | 2019-05-09 | 2026-04-15 | Attolight AG | Cathodoluminescence electron microscope |
| US11227743B2 (en) | 2019-08-20 | 2022-01-18 | Attolight AG | Accurate wavelength calibration in cathodoluminescence SEM |
| TWI808554B (en) | 2020-12-04 | 2023-07-11 | 亞光股份有限公司 | Dislocation type and density discrimination in semiconductor materials using cathodoluminescence measurements |
| US11782001B2 (en) | 2020-12-04 | 2023-10-10 | Attolight AG | Dislocation type and density discrimination in semiconductor materials using cathodoluminescence measurements |
| US12014896B2 (en) | 2021-01-19 | 2024-06-18 | Attolight AG | Cost effective probing in high volume manufacture of micro LEDs |
| US12493005B1 (en) | 2022-06-07 | 2025-12-09 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Extended range active illumination imager |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE430092A (en) * | 1937-09-11 | |||
| US2356535A (en) * | 1940-08-31 | 1944-08-22 | Ruska Ernst | Electronic lens |
| US2330930A (en) * | 1941-04-30 | 1943-10-05 | Rca Corp | Scanning type of electron microscope |
| DE1133841B (en) * | 1957-09-11 | 1962-07-26 | Leitz Ernst Gmbh | Electron microscope for the direct imaging of surfaces by secondary electrons, method for examining non-conductors or semiconductors and arrangement for carrying out the method |
| US3253144A (en) * | 1963-05-27 | 1966-05-24 | Tektronix Inc | Electron lens having means for correcting astigmatism |
| NL154050B (en) * | 1966-08-13 | 1977-07-15 | Philips Nv | ELECTRON MICROSCOPE. |
| US3452241A (en) * | 1966-09-06 | 1969-06-24 | Rca Corp | Electron gun suitable for electron microscope |
| US3374349A (en) * | 1966-11-14 | 1968-03-19 | Victor G. Macres | Electron probe having a specific shortfocal length magnetic lens and light microscope |
| DE1614126B1 (en) * | 1967-02-27 | 1970-11-19 | Max Planck Gesellschaft | Corpuscular beam microscope, in particular electron microscope, with a condenser lens formed by the front of an objective lens and a range diaphragm |
-
1972
- 1972-05-12 DE DE2223367A patent/DE2223367C3/en not_active Expired
-
1973
- 1973-05-10 GB GB2236673A patent/GB1426359A/en not_active Expired
- 1973-05-10 US US00358970A patent/US3845305A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-05-11 JP JP5303973A patent/JPS5637503B2/ja not_active Expired
- 1973-05-11 FR FR7317092A patent/FR2184713B1/fr not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3231036A1 (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Max Planck Gesellschaft | COMBINED ELECTROSTATIC LENS AND EMISSION LENS |
| DE3236273A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | SPECTROMETER LENS WITH PARALLEL LENS AND SPECTROMETER FIELDS FOR POTENTIAL MEASUREMENT TECHNOLOGY |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2223367A1 (en) | 1973-11-29 |
| FR2184713B1 (en) | 1974-05-17 |
| JPS5637503B2 (en) | 1981-09-01 |
| FR2184713A1 (en) | 1973-12-28 |
| US3845305A (en) | 1974-10-29 |
| DE2223367C3 (en) | 1978-11-30 |
| GB1426359A (en) | 1976-02-25 |
| JPS4962184A (en) | 1974-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |