CS258565B1

CS258565B1 - Elementary particle energy analyzer

Info

Publication number: CS258565B1
Application number: CS868659A
Authority: CS
Inventors: Jan Fiser
Original assignee: Jan Fiser
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS865986A1

Abstract

Podstatou analyzátoru je, že brzdné pole vytvářejí vodivé prstence s postupně se zvětšujícími středovými otvory a uspořádané za sebou odděleně mezi izolačními kroužky ve směru k analyzační mřížce se souosým otvorem, nad kterým je umístěna izolační trubka opatřená vnitřní vodivou vrstvou a vnější vodivou vrstvou. Analyzátor je určen zejména pro zařízení na zkoumání a diagnostiku integrovaných obvodů pomocí elektronového svazku.The essence of the analyzer is that the braking field is created by conductive rings with gradually increasing central holes and arranged one after the other separately between insulating rings in the direction of the analysis grid with a coaxial hole, above which is placed an insulating tube equipped with an inner conductive layer and an outer conductive layer. The analyzer is intended mainly for devices for examining and diagnosing integrated circuits using an electron beam.

Description

Vynález se týká analyzátoru energií elementárních částic s rovinnými mřížkami a postupným brzdným polem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an elementary particle energy analyzer with planar grids and a progressive braking field.

Analyzátor energií elementárních částic s rovinnými mřížkami a postupným brzdným polem slouží k rozlišení energií elementárních částic, které vystupují z povrchu zkoumaného předmětu vlivem působení jiných elementárních částic, dopadajících na zkoumaný povrch předmětu umístěného v prostředí, ve kterém je snížen atmosférický tlak plynů do té míry, aby tento jev mohl nastat.The elementary particle energy analyzer with planar grids and progressive braking field is used to distinguish the energies of elementary particles that emerge from the surface of the object under the influence of other elementary particles falling on the surface of the object located in an environment where the atmospheric pressure of gases is reduced. so that this phenomenon can occur.

V současné době jsou analyzátory energií elementárních částic s rovinnými mřížkami a postupným brzdným polem vytvořeným například polovodivou vnitřní vrstvou na izolačním válci nebo polovodivou keramikou používány ve větší miře v zařízeních, pracujících s elektronovým svazkem, k získání informací o energiovém rozložení hlavně sekundárních elektronů.At present, elemental particle energy analyzers with planar gratings and a progressive braking field formed, for example, by a semiconducting inner layer on an insulating roller or semiconducting ceramic, are used more extensively in electron beam devices to obtain information about the energy distribution of mainly secondary electrons.

Mřížky v analyzátorech energií jsou použity pro získání homogenního rozložení elektrostatického pole v prostoru analyzátoru. Je vyžadováno, aby mřížka z vodivého materiálu měla co nejmenší velikost ok a co nejtenčí vodiče mezi oky mřížky. Toto provedení však umožňuje zkoumat velice malou oblast vzorku. Pro získání informací z větších oblastí vzorku je nutné vytvořit v mřížce otvor, jehož velikost zhruba odpovídá velikosti zkoumané plochy vzorku.The grids in the energy analyzers are used to obtain a homogeneous distribution of the electrostatic field in the analyzer space. It is required that the grid of conductive material has the smallest mesh size and the thinest conductors between the mesh of the grid. However, this embodiment makes it possible to examine a very small area of the sample. To obtain information from larger areas of the sample, it is necessary to create a hole in the grid, the size of which roughly corresponds to the size of the examined area of the sample.

Díky tomu však vznikne v oblasti otvoru nehomogenita rozloženi elektrostatického pole, což má za následek zhoršení rozlišovací schopnosti analyzátoru energií.However, this results in an inhomogeneity in the distribution of the electrostatic field in the region of the aperture, resulting in a deterioration in the resolution of the energy analyzer.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje analyzátor energií elementráních částic s rovinnými mřížkami a postupným brzdným polem, jehož podstatou je, že brzdné pole je vytvořené vodivými prstenci s postupně se zvětšujícími středovými otvory a uspořádanými za sebou odděleně mezi izolačními kroužky ve směru k analyzační mřížce se souosým otvorem, nad kterým je umístěna izolační trubka, opatřená vnitřní a vnější vodivou vrstvou.These previous drawbacks are overcome by the elementary particle energy analyzer with planar grids and a progressive braking field, which is based on the fact that the braking field is formed by conductive rings with gradually increasing central holes and spaced apart between the insulating rings in the direction of above which an insulating tube provided with inner and outer conductive layer is placed.

Hlavní výhodou analyzátoru je zvýšeni jeho rozlišovací schopnosti, zadrží pozadí signálu vytvořeného částicemi prošlými otvorem analyzační mřížky. Značně se omezí vliv extrakčních poli na primární svazek elementárních částic a sníží se vliv terciálních částic.The main advantage of the analyzer is to increase its resolution, retaining the background of the signal generated by the particles through the opening of the analysis grid. The influence of extraction fields on the primary beam of elementary particles is greatly reduced and the influence of tertiary particles is reduced.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je znázorněn ve zjednodušeném náčrtku analyzátor v osovém řezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawing, in which a simplified sketch of the analyzer is shown in axial section.

Analyzátor tvoří jednak extrakční prostor 9 a jednak brzdné pole 10 vytvořené z vodivých prstenců 2, které jsou vzájemně odděleny izolačními kroužky 2· Vodivé prstence 2 mají ve směru k analyzační mřížce 2 zvětšující se středové otvory, takže vodivý prstenec 2 před analyzační mřížkou 3 má průměr otvoru téměř stejný s obvodem analyzační mřížky 2· Středový otvor analyzační mřížky 2 í^e uzavřen izolační trubkou £, jehož vnitřní vodivá vrstva je pospojována na zemní potenciál a vnější vodivá vrstva 2 ^na záporný potenciál vůči analyzační mřížce 2·The analyzer comprises an extraction chamber 9 and a braking field 10 formed of conductive rings 2 separated by insulating rings 2. an opening almost identical to the circuit analyzer grating 2 · the central opening 2 analyzer grating ^te closed insulation tube £ whose inner conductive layer is interconnected to ground potential and the outer conductive layer 2 ^to a negative potential relative to the grid analyzer 2 ·

Extrakční prostor 2 je uzavřen extrakční mřížkou 5, která je napojena na kladný potenciál vůči analyzační mřížce 2· Primární svazek 2 prochází uvnitř izolační trubky 2 přes brzdné pole 10 na povrch zkoumaného předmětu 11. Analyzátorem se zkoumaným předmětem 11 v elektronově optickém přístroji prochází primární svazek 2 částic, který dopadá na povrch zkoumaného předmětu 11 a z jeho povrchu vybudí sekundární částice, které jsou předmětem zkoumání.Extraction chamber 2 is closed by extraction grid 5, which is connected to positive potential against analysis grid 2. The primary beam 2 passes inside the insulating tube 2 through the braking field 10 to the surface of the test item 11. The primary beam passes through the analyzer with the test item 11. 2 of particles that impinges on the surface of the test item 11 and excites the secondary particles to be investigated from its surface.

Sekundární částice postupují přes brzdné pole 10 k analyzační mřížce 2· V brzdném poli 10 ztratí částice část své energie a pouze ty částice, které mají energii vyšší než je potenciál analyzační mřížky 3 projdou do extrakčního pole 22· Odtud přes extrakční mřížku 2 opustí analyzátor, za nímž jsou zachycovány detektorem částic a vyhodnocovány.Secondary particles advance through the braking field 10 to the analysis grid 2 · In the braking field 10, the particles lose part of their energy and only those particles having energy higher than the potential of the analysis grid 3 will pass into the extraction field 22 after which they are captured by a particle detector and evaluated.

Vhodně uspořádané středové otvory ve vodivých prstencích 2 zabraňují průchodu částic, vzniklých na vnitřním povrchu analyzátoru dopadem rychlých částic, k analyzační mřížce 2·Suitably arranged central openings in the conductive rings 2 prevent particles formed on the internal surface of the analyzer by the impact of fast particles to the analysis grid 2.

Izolační trubka 4 stíní svým průměrem otvor v analyzační mřížce 2 ^a zabraňuje průchodu částic do extrakčního prostoru 2 nehomogenitou tohoto otvoru. Vnitřní vodivá vrstva 7_ zabraňuje působení extrakčního pole vytvořeného extrakční mřížkou 5. Vnější vodivá vrstva 2 zabraňuje dopadu částic prošlých do extrakčního prostoru 2 na izolační trubku 2Analyzátor energií s rovinnými mřížkami a postupným brzdným polem je hlavně určen při zařízení na bezkontaktní zkoumání a diagnózu integrovaných obvodů pomoci elektronového svazku.The diameter of the insulating tube 4 shields the opening in the analysis grid 2 ^and prevents the passage of particles into the extraction chamber 2 by the inhomogeneity of the opening. The inner conductive layer 7 prevents the action of the extraction field created by the extraction grid 5. The outer conductive layer 2 prevents the impact of particles passing into the extraction space 2 on the insulating tube 2. electron beam.

Claims

Elemental particle energy analyzer with planar grids and progressive braking field, characterized in that the braking field (10) is formed by conductive rings (2) with progressively increasing center holes and arranged sequentially separately between the insulating rings (6) towards the analysis grid (3) with a coaxial opening over which an insulating tube (4) provided with an inner conductive layer (7) and an outer conductive layer (8) is placed.