Исследование полупроводниковых структур в электронно-ионном микроскопе

Задание на лабораторную работу

Загрузить образец с полупроводниковой структурой на предметный столик, откачать воздух из рабочей камеры, настроить электронный пучок, получить и настроить изображение микроэлектронной структуры. Измерить геометрические параметры нанообъекта. Снимки с результатами измерений сохранить в памяти компьютера. Файлы со снимками скопировать на электронный носитель.

Порядок выполнения работы

Для исследования морфологии поверхности полупроводниковой структуры и измерения геометрических размеров ее элементов применяется метод растровой электронной микроскопии. В системе Helios NanoLab 650 имеется два основных режима получения изображения поверхности образцов во вторичных электронах: это с применением детектора ETD (Everhardt Thornley Detector) и TLD (Through Lens Detector) совместно с иммерсионной (immersion) линзой. Иммерсионная линза применяется для создания сильного магнитного поля в рабочей камере. Это поле затягивает вторичные электроны, генерируемые образцом, на TLD детектор, что позволяет увеличить отношение полезного сигнала к шуму. Последовательность действий для получения изображений в режимах ETD и Immersion изложена ниже.

1. 
   Включите развертку в электронном режиме и осуществите привязку к поверхности образца для определения рабочего расстояния (примерно 4 мм).
   
2. 
   В нижней части рабочего окна (рисунок 3) выберите тип детектора ETD (Everhardt Thornley Detector)
   

Рисунок 3 – Вид рабочего окна

3. 
   Найдите на поверхности подложки интересующий вас объект.
   
4. 
   Выберите увеличение 30 000х и переключите режим работы микроскопа в иммерсионный, при котором используется специальная магнитная линза, создающая магнитное поле. Это поле обеспечивает большее попадание вторичных электронов на детектор и соответственно повышает качество получаемых изображений. Для включения режима Immersion установите тип детектора TLD щелкните по кнопке и выберете соответственно .
   
5. 
   После переключения режима выставьте пучок в точку Crossover для этого нажмите на кнопку в появившемся окне во вкладке «Beam» выберите «Crossover mode» и установите пучок в центр.
   
6. 
   Далее перейдите во вкладку «Stigmator Centering», включите модуляцию поочередно по каждой из осей и установите изображение в положение, при котором оно, во время модуляции, будет оставаться неподвижным.
   
7. 
   Выбрав оптимальное время сканирования, предварительно настроив фокус и астигматизм, произведите съемку интересующего вас объекта при увеличении 300 000х.
   
8. 
   Измерьте геометрические параметры нанообъекта, используя инструмент, указанный на рисунке 4.
   

Рисунок 4 – Окно инструмента измерения

9. 
   Сохраните полученные изображения.
   
10. 
    Выключите электронный пучок, нажав на кнопку «Beam on».