扫描电子显微镜(简称扫描电镜)是集成电路失效分析屮主要的观测仪器,是⒛世纪80年代发展起来的一种精密的大型电子光学显微镜。SEM的分辨率.如日立公司的商用 冷场发射电子显微镜。加速电压为15kV时,可达1.5nm;S5200,加速电斥为30千伏时.可达0,5nm。

   扫描电镜I作原理和构造

   如图14.⒛所示,扫描电镜由电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统和电源系统组成。T018.013D扫描电镜基本原理同光学显微镜类似,不过在扪描电镜中人射束由电子束替代光波,用电磁透镜系统代替光学玻璃透镜。扫描电镜l=作原理(见图14,21)是由电子枪(阴极)发出的电子束,经栅极聚焦后,在加速电压作用下,经过几个电透镜所组成的电子光学系统聚焦并用孔径限束之后,形成聚焦良好的直径为几纳米的电子束。在扫描线圈磁场的作用下,人射到样品表m^,许在样品表面按一定的时间一△间顺序作光栅式二维逐点扫描。高能电子束和固体样品表面Ⅰ相作用时,约99/以|l的人射电子能量将转变成热能,其余约1%的入射电子能董・将从样品中激发出各种有用的物理信息,它们包括二次电子、背散射电子、透射电子、特征X射线、俄歇电f、阴极荧光等,如图n。22所示。信号的强度取决于试样农面的形貌、电势、受激区域的成分和晶体取向。这些信号经过分别检测器接收、放大并转换成调制信号,最后在显像管上显示反映样品表面各种特征的图像。由于显像管屮的电子束和镜筒屮的电子束是同步扫描的,显像管上各点的亮度是由试样上各点激发出的电了信号强度来调制的,即由试样表面⒈任一点所收集来的信盱强度与屁像管屏⒈桕应点亮度之闷是――对应的:l+xl此,试样各点状态不同,显像管各点相应的亮度也必不同,眭l此得到的图像是试样状态的反映c扫描电镜不用透镜放大成像,而是用类似电视或摄像的方式成像。