Способ настройки электронно-оптической системы растрового микрозондового прибора
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ц1) @ Н 01 J 37/24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4034841/24-21 (22) 12.0?.86 (46) 15 ° 03.89. Бюл.,« 10 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) В.В.Рыбалко, и А.Н.Тихонов (53) 621.385.833 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 928466, .кл. H 01 J 37/24, 1980.
Патент ФРГ - 24381879 кл. Н 01 J 37/28, опублик, .1974. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ЭЛЕКТРОННООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАСТРОВОГО МИКРОЗОНДОВОГО ПРИБОРА
Изобретение относится к микрозондовым приборам и может быть использовано при настройке и наладке электронно-оптических систем (ЭОС), например растровых электронных микроскопов.
Целью изобретения является повы" шение точности настройки за счет определенной последовательности операций фокусирования и юстировки и . выбора более точных критериев оценки качества настройки.
Объектом настройки является растровый микрозондовый прибор, содержащий в общем случае электронную пушку для генерирования электронного луча, блок конденсорных линз, объективную линзу, отклоняющую систему сканирования луча по поверхности объектодержателя и юстирующие элементы. Информационная система прибора включает преобразователь инфор„„ЯУ„„1465922 (57) Изобретение относится к области микрозондовой техники и может быть использовано в ионно- и электроннолучевых приборах, например растровых микроскопах. Цель изобретения — повышение точности настройки электроннооптической системы растрового микрозондового прибора. Повышение точности настройки достигается за счет оп-тимизации положения зонда в системе по токопрохождению, последующего подавления постоянной составляющей видеосигнала и настройки параметров системы по максимуму суммарного градиента видеосигнала. мационного сигнала, устройство формирования видеосигнала и схемы его обработки и визуализации.
Сущность способа заключается в следующем.
Вначале после включения электронной пушки проводят предварительную настройку ЭОС. Для этого юстируют угол входа электронного луча в ЭОГ и осуществляют параллельный относительно оси ЭОС перенос электронного луча, добиваясь максимального значения амплитуды информационного сигнала. В этих условиях дальнейшая настройка будет проводиться при максимальном отношении сигнал/шум информационного сигнала, Предварительно осуществляют также приблизительную фокусировку луча объективной линзой исходя из размеров объекта и положения объектодержателя в камере образцов, jr а. )922
Даз?е<- . ))?<л)о )яют Q 7),(r <.)Си(у-,о с?.-.,—.
C« íBP(jBgXЦ;;-:, =J-;; -, ((;;;НС,-,Q Jj-,-„,x? обе(1-(эчь)вы)1<)т (()01)м?»з(з (", Хе вя)-r(c(и;"ЧЯЛЯ» фин(1<)З»<<< Т . .(« "r а» <й»;<- (. Bi»j
Яр ) i<: - (ЗИС) 1 ИI< .1 3, ((<.j (". )" -, p jr r» а
-("-CT 3C J<О <. <ЗРО?) ) )Ii О ОЛЬ, =.(«jr» T ГЕ ri?а 1<; 11» еГО („",1
ТЕР:(С а П"-.а. <<Е <»в
?цит<з»), ь ;<ммарнь<й Гоадиеит видеос
-<а?,а < I»(- I?ä ixli à 7 (?"
C?(;,—.:-: РОВД„;iix(X РЯЭ)<ОС) „ - I (jio;;Oij,x)1 а< (7(т<;-. 1"уд в<1<х<еос)», ня:8 с()»)1 - се<(няя 1< („ 0 минимальной амплитуде, и измеряется в относительных единицах.
Оумми<)ов)ан??е в(злич1- .Ны х ))ы?ДиентОБ позволяет осреднить его флуктуации.
Зятем xxpoxIBBQX?xi ) по 3 1 opiivio исти ровку угла. входя з,«.е?<ц(,зонного лу-<.я в ЭОС qo получения ве??Инины суммарного градиента видеос?)гнала. и зевэ):
) шяющей начальный уровень, Этя оп:-.( рация (озволяЪТ скорре)<тироват? рас=фОК y(rr (ЗОВ?< У Э??Е?<т))С(Н?1(() Q ЛУ <(а с; ljã 1;) т<ости -;()ье?<тодержател.:, Об)<.-ловя()п-1XyIO 1З.» .Е,(Е;)?((Я)») Q:(«И С,)()»КЧ )(- (<О)(rJХX»1( мет() (i"-» ской )xecoi)c-.-;<)cт;r )л,-.,к r )o с) ткл он:, т,<()(ч () т (эп 1 (1(» (=" . c < Q,! Оси „-() С и тем <за?»(в)м увел?(.??ч?<вас< зхх?я
ЦОС7<Е ?!«r??Orle)i 1<а „-.<<ой «;3 Ч)г< rlj)Q-; Одят 1«E?r ЛУ ЧЯ ОЬЪЕКТИВН(З?? ЛИН:301< II;(io)XOJ?11Кте??bxly)<) ю vj)QB " 3GC I)oiI э .. Ом также <обях(аются поп" чения величинь) суммарпог Такое сочетание операций также позволяет скорректировать расфокусировку электро??ногo луча „?азь)зыва<» " му)о выключе нием ках(дсго из конд и -" со с<ных льтнз, в том чис-;е ра .фон<-(»!?T) C(x t оск ЭОС перенос электронного луча до достижения максимального значения постояп):ой состав))яющей видеосигнала. В ре.--,льтате этого обеспечивается совмещение оптической силы сфокусиЛОВЯ»)НО)-0 ЗЛ()X< TP<»«ЕСКОГО Л-,тrirÂ. С УЧЯС тком се <ения фиктивного источника электронной пушки, имеющим максимальную плотность тока„ В результате через вырезающие апертур)ые диафрагмы линз проходят максимальный ток электронов (< достигается максимальная яркость при сохранении оптимальных условий фокусировки лу B в плоскости Объех<тод"-.р ка 1 еля. а» Таким образом, ?оьышенная точность настройки ЭОС в предложенном способе достигается зя счет взаимодополняющих фax;торов. Искл()чается анализ соб=стве);1-«з:.-,З обреж ?IUH., то снижает . с-(решпости получа(мых с Tàòxlc Tè÷åcк! =. » Cji „- ii ))i<é, . Ij)
< а<<же I< . =, . Я-.)и---, . i ä c;- ().-,й:<<1 =>ОС зна чения котурн?х легко мо?-ут быть измере=ны с 1<».=о?(01 то.-.<-<ость)а, -. Псследоват: 1)ь" ocт:= c:ixåpà?l-:.й на"T-poxlx<1 обеспеч??вает последовательное совмещение 0<)ти<)ес«:. .х Qc<..é юстиру(н<ы)(элементов ЭО0 и p(11»?ли,)(3 .у углы Ilякл0на )уча „) . 1r< эле1<(ен < Ов б; 3 ) х)-дшения ра? ее н- .г.")(роеннь)з(элементов, II р и м 3 р,: Спосoo реализован lip o B c J) e -I III I xi ac T р ой «xl Э 0 с е )з ийного ряс "pQBQT О злектроннoГО м) кроскопа РЭ)<-)00У. Настройку Осуществляют следую?Ц??) образом . включают накал катода электронной пушки и пода)от рабочее значение -»rc? B отклоня.".зщей системе Iocткровки до величины, при которой амплитуда информационного сигнала с детектора достягяет максимального сигнала — 1 j(<(< (<а ir ..осле этого с по):.:.Ощью системы параллельного переноса луча смещают 7?Оследний параллельно геометрической < оси ЭОС д<з достижения информационным сигналсм детектора своего максимальНОГО значения Т,j » = 0 (О A Б . 1»<а <с атем поцают ток возбуждени?х на объективную (или формирующую) линзу и с ее помо)цью фокусируют электронный луч в плОскОстя Объектодержателя).. IIocJ)E 1465922 этого включают отклоняющую систему сканирования, подав на нее ток отклонения 15 мА, обеспечивающий масштаб увеличения формируемого видеосигнала М=300. Формируют с помощью детектора видеосигнал, заносят его в запоми" нающее устройство (ЗУ) вычислительного устройства, например микроЭВМ "Электроника-60", и вычисляют сум- 10 .марный градиент видеосигнала. При разложении однострочного растра начальное значение суммарного градиента обычно не превосходит Сц =800. Это значение также заносят в ЭУ. После 15 этого изменяют уровни токов отклоняющей системы юстировки угла входа луча в ЭОС до величины, при которой суммарный градиент видеосигнала достигает максимального значения С„=920, 2п превосходящего начальное С . После этого включают линзу конденсорного блока, подфокусируют луч в плоскости объектодержателя с помощью объективной линзы и дополнительно юсти- 25 руют угол входа луча в ЭОС. Предель, ное значение суммарного градиента достигает С „, =1500-1600. В конце настройки измеряют амплитуду постоянной составляющей видеосигнала. Для 30 этой цели видеосигнал с выхода детектора пропускают через низкочастотный фильтр с частотной границей, лежащей в диапазоне 5-20 Гц. Измеряя амплитуду на выходе фильтра, т.е. значение постоянной составляющей видеосигнала, регулируют токи системы параллельного переноса электронного луча до тех пор, пока амплитуда постоянной составляющей не 40 достигнет своего максимального значения. Для прибора РЭМ-100У, наст-. роенного на предельное разрешение, постоянная составляющая лежит в диапазоне (1-5) 10 "A. Формула изобретения Способ настройки электронно-оптической системы растрового микрозондового прибора, включающий операции подачи напряжения питания на элементы электронной пушки для генерирования электронного луча, вклю чение элементов электронно-оптической системы, содержащей блок конденсорных линз и объективную линзу, и включение отклоняющей системы сканирования электронного луча по поверхности объектодержателя, а также преобразование информационного сиг- нала, формирование видеосигнала и регулирование токов возбуждения объективной линзы и юстирующих элементов электронно-оптической системы при последовательном включении конденсорных линз до достижения максимального уровня характеристик видеосигнала, отличающийся тем, что„ с целью повышения точности настройки после подачи напряжений на элементы электронной пушки и генерирования электронного луча осуществляют предварительную настройку электроннооптической системы путем юстировки угла входа электронного луча в электронно-оптическую систему и последующего параллельного относительно ее оси переноса электронного луча до получения максимального значения амплитуды информационного сигнала, а также последующей юстировки электронного луча в плоскости объектодержателя. после включения отклоняющей системы сканирования и формирования видеосигнала фиксируют начальный уровень его характеристики, в качестве которой используют величину суммарного градиента, и осуществляют повторную юстировку угла входа электронного луча в электронно-оптическую систему до получения величины суммарного градиента видеосигнала, превышающей начальный уровень, при регулировании токов возбуждения объективной линзы и юстирующих элементов после включения каждой из конденсорных линз осуществляют подфокусировку электронного луча объективной лин-зой и дополнительную юстировку угла входа электронного луча в электроннооптическую систему до величины суммарного градиента видеосигнала, превышающей предыдущий уровень, а после регулирования производят дополнительный параллельный относительно оси электронно-.оптической системы перенос электронного луча до достижения максимального значения постоянной составляющей видеосигнала., 
