CZ2017566A3

CZ2017566A3 - Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem

Info

Publication number: CZ2017566A3
Application number: CZ2017-566A
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Jiruše; Filip Lopour
Original assignee: Tescan Brno, S.R.O.
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-03-27
Also published as: CZ309855B6; US20190088445A1; US10535496B2; EP3467866A1

Abstract

Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem obsahuje alespoň jeden tubusový detektor signálu umístěný uvnitř iontového tubusu nebo na něm. Při dopadu svazku generovaného iontovým tubusem nebo rastrovacím elektronovým mikroskopem na povrch vzorku se signál generovaný na vzorku detekuje na tubusovém detektoru. Tubusový detektor je proveden jako detektor signálních elektronů, zpětně odražených iontů nebo detektor jiného typu signálu. Tubusový detektor dále může být opatřen filtrační mřížkou pro filtrování signálu.

Description

Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem

Oblast techniky:

Předkládaný vynález se týká detekce signálu v zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem.

Dosavadní stav techniky:

Prostor v blízkosti vzorku jev dnešních kombinovaných systémech s iontovým tubusem (FIB) a elektronovým tubusem (SEM) velmi omezen, protože ve vakuové komoře jsou mimo elektronového a iontového tubusu instalovány také detektory pro různé typy signálů, jako jsou detektory sekundárních elektronů (SE), detektory zpětně odražených elektronů (BSE), detektory sekundárních iontů (SI), detektory katodoluminiscence (CL), detektory Augerových elektronů, analyzátory RTG záření, jako energiově disperzní spektroskop (EDS) či vlnově disperzní spektroskop (WDS) nebo analyzátory difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). V kombinovaných systémech mohou být případně i optické mikroskopy, laserové svazky, mikroskopy rastrující sondou (např. atomic force microscopy AFM), systémy pro přivádění plynů (GIS), ohřívání nebo ochlazování vzorku či manipulátory a další příslušenství. Uvedené analyzátory mají zpravidla tím lepší sběrný úhel, čím jsou blíže vzorku, a často je optimální signál ve směru kolmém na vzorek, proto tedy dochází k „boji o prostor“ a mnoha kompromisům při návrhu komplexnějších zařízení vybavených mnoha detektory a analyzátory.

Dalším omezením prostoru nad vzorkem je požadavek na co nejmenší pracovní vzdálenost (tj. vzdálenost mezi ústím tubusu a vzorkem). Například pro elektronový mikroskop platí, že čím je pracovní vzdálenost kratší, tím je lepší jeho rozlišení, a proto se obvykle používá pracovní vzdálenost od 1 mm pro zobrazování a 5-15 mm pro analýzu. Rovněž při práci s vyšším tlakem v komoře než v tubusu, například v environmentální mikroskopii, je požadována co nejkratší pracovní vzdálenost z důvodu zachování kvality svazku primárních elektronů při jeho průchodu ve vyšším tlaku v komoře.

Výše uvedené faktory způsobují nedostatek prostoru pro umístění detektorů signálu. Zvláště konvenční detektor BSE, který je koncentrický kolem optické osy elektronového tubusu obvykle o průměru více než 10 mm a blízko nad vzorkem, téměř vylučuje použití dalších potřebných detektorů či podstatně zhoršuje efektivitu sběru dalších signálů. To se obvykle řeší tak, že BSE detektor je zasouvatelný z boku (tj. kolmo na optickou osu elektronového tubusu) a je vysunut, pokud nesnímá signál. Často je ovšem třeba snímat současně signály z několika detektorů včetně BSE. Dále tento konvenční BSE detektor omezuje náklon vzorku potřebný například pro práci s FIB zařízením, kdy je potřeba vzorek natočit kolmo na osu iontového tubusu. Aby byl takový náklon vzorku možný, často se plocha detektoru seřízne, případně se vyfrézují drážky či vyvrtají otvory pro další detektory či analyzátory. To však má za následek zmenšení detekční plochy, zhoršení detekovaného signálu a porušení symetrie detekce (tj. stranovost signálu).

Uvedené prostorové potíže při detekci signálu se snaží řešit celá řada technických řešení chráněných patenty. V elektronovém mikroskopu podle patentu US 5387793 je detektor SE umístěn nad objektivovou čočku. Přitom využívá přídavných elektrod tvořících zkřížená magnetická a elektrostatická pole (též ExB nebo tzv. Wienův filtr), která nasměrují SE k detektoru SE a přitom neovlivní primární elektronový svazek. V zařízení podle patentu US 5578822 je zkombinována konvenční čočka a pod ní umístěná imerzní jednopólová čočka. Mezi těmito čočkami je umístěn detektor sekundárních elektronů. Jiná řešení jako US 6600156 nebo CZ 298912 přesouvají detektor SE do elektronového tubusu do oblasti objektivové čočky, do které jsou z boku provrtané otvory pro detekci signálních elektronů.

- 1 CZ 2017 - 566 A3

Uvedená řešení jsou však náročná na prostor v elektronovém tubusu. Zmíněná vrtání do objektivové čočky přinášejí problémy se zatěsněním tubusu pro environmentální mikroskopii nebo problémy s oslabením materiálu v magnetickém obvodu. Takové zeslabení materiálu má za následek magnetickou saturaci a nežádoucí průnik magnetického pole na optickou osu. Vložení dalších prvků tvořících zkřížená ExB pole zase zabírá další cenný prostor v elektronovém tubusu. Omezují se tak další potřebné prvky jako rastrovací cívky. Navíc mezi současné trendy patří i konstrukce SEM s více různými detektory pro zachycení různých signálů emitovaných ze vzorku pod různými úhly. Výhodné je například uspořádání elektronového mikroskopu s jedním BSE detektorem blíže vzorku, který zachycuje širší úhly signálních elektronů, a s druhým BSE detektorem dále od vzorku, který zachycuje signální elektrony letící blíže ose elektronového tubusu. Při konstrukci elektronového tubusu se dvěma až třemi BSE detektory a dalšími dvěma až třemi SE detektory je prostor v elektronovém tubusu již neúnosně přeplněn.

V případě elektronových tubusů s vloženou izolovanou trubicí na vysokém kladném potenciálu, jako např. v US 7425701 nebo US 2014/0361167, vede potřeba včlenění SE či BSE detektorů do elektronového tubusu ke speciálním řešením, která jsou konstrukčně složitá. Navíc dodatečné přidání dalšího detektoru do elektronového tubusu je obtížné a obvykle vede ke změně konstrukce celého elektronového tubusu.

Spojením požadavků na velké množství zařízení v komoře v těsné blízkosti vzorku, co nejkratší pracovní vzdálenost a problematické umístění detektorů přímo do elektronového tubusu, nastává problém s vhodným umístěním detektorů signálních elektronů. V kombinovaných FIB-SEM zařízeních dále oproti samotnému SEM přibývá možnost detekce sekundárních iontů (SI) a sekundárních elektronů buzených ionty (ISE). Při práci s iontovým svazkem v kombinovaném FIB-SEM zařízení je zpravidla vzorek nakloněn kolmo k FIB tubusu. Iontový a elektronový tubus v takových zařízeních obvykle svírají úhel 40-70° či 90°, a proto detektory umístěné v elektronovém tubusu snímají pouze část signálu letící pod relativně velkým úhlem od kolmice k povrchu vzorku. Největší koncentrace signálu je ale ve směru této kolmice k povrchu vzorku, tudíž je detekována pouze malá část signálu.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody překonává předkládaný vynález týkající se detekce signálu ze vzorku. Zařízení využívá kombinaci rastrovacího elektronového mikroskopu a iontového tubusu, které jsou připojeny k vakuové komoře. Iontový tubus má na své jedné straně iontový zdroj a na své druhé straně ústí. Mezi iontovým zdrojem a ústím je umístěn alespoň jeden tubusový detektor signálu. Iontový tubus může být typu s fokusovaným iontovým nebo s širokým iontovým svazkem. Osa iontového tubusu svírá s osou elektronového tubusu libovolný úhel, obvykle 4070°, ale může být i úhel 90° nebo v případě širokého iontového svazku mohou být osy mimoběžné.

Podstata vynálezu spočívá vtom, že alespoň jeden tubusový detektor je umístěn buď uvnitř iontového tubusu, nebo vně na iontovém tubusu. Tento tubusový detektor slouží ke sběru signálu generovaného při dopadu svazku primárních elektronů z rastrovacího elektronového mikroskopu nebo při dopadu svazku primárních iontů z iontového tubusu na vzorek. Signál lze detekovat i v případě, kdy na povrch vzorku dopadají svazky z obou tubusů současně. Navíc při práci s fokusovaným iontovým svazkem v kombinovaném FIB-SEM zařízení, kdy je vzorek nakloněn zpravidla kolmo k ose iontového tubusu, přijímá tubusový detektor v iontovém tubusu větší množství signálu než odpovídající detektor v elektronovém tubusu.

Tubusovým detektorem můžeme ostatní detektory nahradit nebo doplnit. Nahrazením odpovídajícího detektoru v elektronovém tubusu nebo ve vakuové komoře získáme volný prostor pro další zařízení. Pokud tubusový detektor do zařízení přidáme, získáme možnost sbírat a zpracovávat signál z více různých detektorů současně.

-2CZ 2017 - 566 A3

Ve výhodném provedení je tubusový detektor umístěn uvnitř iontového tubusu mezi iontovým zdrojem a ústím.

Stolek pro umístění vzorkuje ve výhodném provedení uzpůsoben k náklonu vzorku tak, aby bylo možné docílit polohy povrchu vzorku kolmo na osu elektronového tubusu nebo kolmo na osu iontového tubusu. Stolek může být dále uzpůsoben tak, že ho lze připojit ke zdroji elektrického napětí (dále jen napětí), případně tak, že se toto napětí přivede přímo na vzorek. Přivedené napětí může být kladné nebo záporné podle různých aplikací zařízení.

Dále lze mezi iontový zdroj a ústí umístit druhý tubusový detektor. Pokud jsou tubusový detektor a druhý tubusový detektor provedeny jako detektory nabitých částic, lze je navíc uzpůsobit pro detekci nabitých částic o různých energiích. Toto lze provést přidáním elektrody vhodného tvaru a přivedením vhodného napětí na ni. Zařízení tedy lze provést tak, že nabité částice jsou detekovány buď na tubusovém detektoru nebo na druhém tubusovém detektoru (případně vůbec) v závislosti na jejich energii a tuto mez lze libovolně nastavit.

Na spodní část iontového tubusu v místě, kde iontový tubus ústí, lze připojit detektor na ústí. Vně iontového tubusu lze rovněž umístit detektor na hrdle.

Tubusový detektor, druhý tubusový detektor, detektor na ústí i detektor na hrdle mohou být provedeny jako detektor sekundárních elektronů, zpětně odražených elektronů, kladných nebo záporných iontů, katodoluminiscence nebo jiného druhu signálu. Tvar tubusového detektoru může být koncentrický kolem osy iontového tubusu nebo může být umístěn z boku iontového tubusu, například kolmo na osu iontového tubusu. Detekční plocha detektorů může být souvislá nebo rozdělená na několik segmentů detekujících nezávisle na sobě. Signály z jednotlivých segmentů lze kombinovat, sčítat nebo odčítat apod. Lze využít všechny známé typy detekce, například pomocí scintilačního krystalu nebo detektor polovodičového typu apod.

Je vhodné, aby alespoň jeden z detektorů (tubusový detektor, druhý tubusový detektor, detektor na ústí a detektor na hrdle) byl proveden jako detektor nabitých částic, zejména sekundárních elektronů, zpětně odražených elektronů, záporných iontů nebo kladných iontů.

Zařízení podle předkládaného vynálezu může navíc obsahovat filtrační elektrodu připojenou ke zdroji napětí. Tato filtrační elektroda je umístěna v blízkosti ústí iontového tubusu, například koncentricky kolem osy iontového tubusu mezi ústím a vzorkem nebo z boku mezi ústím a vzorkem nebo na hrdle iontového tubusu a podobně, může být například tvaru elektrody či mřížky. Filtrační elektroda přitahuje či odpuzuje nabité částice emitované z povrchu vzorku směrem na detektor na ústí nebo k tubusovému detektoru. Polarita a velikost napětí přivedeného na filtrační elektrodu závisí na typu nabitých částic, které se mají detekovat na příslušném detektoru.

Zařízení lze dále doplnit směrovací elektrodou umístěnou ve vakuové komoře. Na směrovací elektrodu lze přivést vhodné napětí tak, aby svým elektrostatickým polem přiklonila emitované nabité částice směrem k tubusovým detektorům umístěným vně nebo uvnitř iontového tubusu nebo k detektoru na ústí nebo k detektoru na hrdle.

Objasnění výkresů

Obr. 1 schematicky znázorňuje zařízení s tubusovými detektory elektronů integrovanými uvnitř iontového tubusu a s rastrovacím elektronovým mikroskopem.

-3CZ 2017 - 566 A3

Obr. 2 schematicky znázorňuje zařízení s tubusovými detektory elektronů integrovanými uvnitř iontového tubusu a s rastrovacím elektronovým mikroskopem, směrovací elektrodou a filtrační elektrodou.

Obr. 3 schematicky znázorňuje zařízení obsahující dva tubusové detektory, detektor na ústí a detektor na hrdle.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn příklad zařízení podle předkládaného vynálezu. Je zde znázorněna vakuová komora 1, v níž se nachází stolek 2 pro umístění vzorku 3 uzpůsobený k jeho náklonu. Zařízení dále obsahuje elektronový tubus 6 a iontový tubus 4. Iontový tubus 4 je provedený jako tubus tvořící fokusovaný svazek 5 primárních iontů, který se skládá z iontového zdroje 7 umístěného na jedné straně iontového tubusu 4, za nímž je dále umístěn extraktor 8, kondensorová čočka 9, deflektor 10, konverzní plocha 22, tubusový detektor 12, druhý tubusový detektor 13 a objektivová čočka 11 na druhé straně iontového tubusu 4. Iontový tubus 4 je zakončen hrdlem 17 a ústím 16. Tubusový detektor 12 a druhý tubusový detektor 13 jsou provedeny jako detektory signálních elektronů 14.

Iontový tubus 4 vytváří svazek 5 primárních iontů. Ten může sloužit k pozorování vzorku 3, obrábění vzorku 3 anebo k depozici libovolného materiálu na vzorek 3. Svazek 5 primárních iontů je formován extraktorem 8 a kondensorovou čočkou 9, následně vychýlen deflektorem 10 a zaostřen objektivovou čočkou 11. Dále svazek 5 primárních iontů prochází ústím 16 a dopadá na povrch vzorku 3. Vzorek 3 je nakloněný pomocí stolku 2 kolmo k iontovému tubusu 4. Vzorek 3 interaguje s dopadajícím svazkem 5 primárních iontů a vytváří tak signální částice, mezi něž patří například signální elektrony 14 (zde především sekundární elektrony) nebo sekundární ionty. Největší množství signálních elektronů 14 sleduje trajektorii kolmou na vzorek 3, tedy v blízkosti osy iontového tubusu 4. Tyto signální elektrony 14 dále procházejí ústím 16 až k tubusovému detektoru 12 a k druhému tubusovému detektoru 13, kde jsou detekovány. Oba detektory mohou být různých známých typů. Zde je tubusový detektor 12 proveden jako detektor konverzního typu, kdy na konverzní ploše 22 dochází po dopadu signálních elektronů 14 k emisi konverzních elektronů, které jsou dále přitaženy kladným napětím na tubusovém detektoru 12. Druhý tubusový detektor 13 je proveden jako scintilační detektor elektronů, kde signální elektrony 14 jsou převedeny nejdříve na světelný a poté na elektrický signál. Scintilační detektor se skládá z vodivě pokrytého scintilátoru (například typu YAG), světlovodu a fotoelektrického násobiče.

Při některých aplikacích je vhodné pozorovat vzorek 3 navíc elektronovým mikroskopem. V takovém případě se vzorek 3 skenuje svazkem 15 primárních elektronů generovaných v elektronovém tubusu 6. Při současném skenování svazkem 5 primárních iontů i svazkem 15 primárních elektronů lze využít signál BSE, který vzniká díky skenování svazkem 15 primárních elektronů a přitom není rušený jinými signály generovanými ze vzorku 3.

V některých případech je vhodnější práci iontového tubusu 4 přerušit a vytvořit obraz vzorku 3 pouze pomocí svazku 15 primárních elektronů. Ani v tomto případě není nutné měnit náklon stolku 2, což je výhodné, protože se do pozorování nevnese nepřesnost z naklánění vzorku 3. Generované signální elektrony 14 opět směřují směrem kolmým na povrch vzorku 3, tedy směrem k iontovému tubusu 4, tudíž lze signál detekovat tubusovým detektorem 12 nebo druhým tubusovým detektorem 13, kde je tento typ detekce signálu výhodnější, než kdyby se použil standardní komorový detektor nebo detektor v elektronovém tubusu 6.

V dalších případech lze ke stolku 2 pro umístění vzorku 3, případně přímo k samotnému vzorku 3, připojit napětí v rozsahu od jednotek voltů po desítky kV v obou polaritách pro práci v dalších zobrazovacích režimech. Například připojením napětí +50 V ke stolku 2 se zamezí detekci sekundárních elektronů, protože sekundární elektrony mají energii <50 eV a proto je kladný

-4CZ 2017 - 566 A3 povrch vzorku 3 přitáhne na sebe zpět na vzorek 3. Příslušné detektory potom mohou detekovat signál pouze od zpětně odražených elektronů o energii >50 eV, ve kterém již není příměs sekundárních elektronů. V dalším příkladu se ke vzorku 3 přivede napětí -1000 V, čímž se energie signálních elektronů 14 zvýší o energii 1000 eV a tyto se urychlí ve směru kolmém na povrch vzorku 3, tedy směrem k tubusovému detektoru 12 nebo k druhému tubusovému detektoru 13.

Odborníkovi znalému této oblasti techniky je zřejmé, že lze alternativně použít scintilační detektor jiného uspořádání nebo detektor jakéhokoliv jiného typu, například polovodičový. Tubusový detektor 12 a druhý tubusový detektor 13 mohou mít jiné uspořádání v iontovém tubusu 4 nebo mohou být doplněny o další detektory. Lze použít i jiné druhy iontových tubusů, které obsahují i jiné součásti, případně naopak některé z uvedených součástí neobsahují. Podobně napětí lze připojit ke vzorku 3 nebo stolku 2 jak v pozicích vzorku 3 kolmého na osu iontového tubusu 4, tak kolmého na osu elektronového tubusu 6, tak i libovolného jiného náklonu stolku 2.

Na obr. 2 je znázorněno obdobné zařízení s rozdílem, že iontový tubus 4 je proveden jako tubus generující široký svazek 5 primárních iontů. Zařízení je doplněné o filtrační elektrodu 20 umístěnou před aperturou v ústí 16 iontového tubusu a směrovací elektrodu 21 umístěnou ve vakuové komoře 1 paralelně s osou elektronového tubusu 6. Filtrační elektroda 20 je připojena ke zdroji kladného napětí a směrovací elektroda 21 je připojena ke zdroji záporného napětí. Stolek 2 je nakloněn tak, aby byl povrch vzorku 3 nasměrovaný kolmo k elektronovému tubusu 6.

Při dopadu svazku 15 primárních elektronů z elektronového tubusu 6 nebo svazku 5 primárních iontů z iontového tubusu 4 (případně obou) se ze vzorku 3 generují signální elektrony 14 (například SE a BSE), které letí kolmo od povrchu vzorku 3, v tomto případě směrem k elektronovému tubusu 6. Signální elektrony 14 emitované ze vzorku 3 jsou pak odkloněny směrovací elektrodou 21 do ústí 16 iontového tubusu. Filtrační elektroda 20 umístěná před aperturou v ústí 16 iontového tubusu 4, která je připojena ke zdroji kladného napětí, přitahuje signální elektrony 14 a směřuje je tak do ústí 16. kde jsou detekovány tubusovým detektorem 12 nebo druhým tubusovým detektorem 13.

Napětí přivedené na filtrační elektrodu 20 může být obecně kladné nebo záporné, podle toho, jestli tubusový detektor 12 má detekovat elektrony nebo ionty a jestli má filtrační elektroda 20 plnit funkci filtrační nebo pouze atraktivní. Například pokud je na filtrační elektrodu 20 přivedeno záporné napětí -1000 V, pak pouze elektrony nebo záporné ionty mající energii větší než 1000 eV projdou přes filtrační elektrodu 20 a jsou v iontovém tubusu 4 detekovány, zatímco částice s menší energií než 1000 eV, tj. například sekundární elektrony jsou filtrační elektrodou 20 odkloněny a detekovány nejsou.

Odborníkovi znalému této oblasti techniky je zřejmé, že lze využít množství různě umístěných či tvarovaných filtračních elektrod 20 i směrovacích elektrod 21 či dokonce použít jiná zařízení vhodně umístěná v iontovém tubusu 4, jako jsou například další detektory a využít jejich elektrostatická či magnetická pole.

Na obr. 3 je znázorněn příklad provedení, ve kterém je na vakuovou komoru 1 připojen iontový tubus 4 generující fokusovaný svazek 5 primárních iontů a elektronový tubus 6 obdobně jako na obr. 1. Ve vakuové komoře 1 je umístěn stolek 2 pro umístění vzorku 3, který je uzpůsoben k náklonu vzorku 3. Uvnitř iontového tubusu 4 je umístěn tubusový detektor 12 zboku a druhý tubusový detektor 13 koncentricky kolem osy iontového tubusu 4. Zařízení dále obsahuje detektor 18 na ústí a detektor 19 na hrdle, které jsou doplněny o směrovací elektrodu 21 umístěnou ve vakuové komoře L Směrovací elektroda 21 je připojena ke zdroji záporného napětí. Detektor 18 na ústí je v tomto provedení anulámí detektor elektronů a je umístěn kolem apertury v tomto ústí 16. Detektor 19 na hrdle je také proveden jako detektor elektronů.

-5 CZ 2017 - 566 A3

Stolek 2 je nakloněn tak, aby vzorek 3 byl kolmo k elektronovému tubusu 6. Při rastrování vzorku 3 svazkem 15 primárních elektronů se ze vzorku 3 generují signální elektrony 14, které se pomocí elektrostatického pole směrovací elektrody 21 směřují k detektoru 18 na ústí a k detektoru 19 na hrdle. Volba hodnoty napětí přivedeného na směrovací elektrodu 21 závisí na geometrickém uspořádání tak, aby došlo ke zvýšení signálu detekovaného příslušnými detektory. Hodnota přivedeného napětí se může například pohybovat od jednotek voltů po kV v obou polaritách.

Elektronový tubus 6, který je na obrázcích znázorněn pouze svým obrysem, může být libovolného typu, například s konvenční nebo imerzní objektivovou čočkou, více objektivovými čočkami, trubkou na potenciálu nebo jiné. Obecně obsahuje zdroj svazku 15 primárních elektronů, alespoň jednu kondensorovou čočku, alespoň jednu objektivovou čočku, která může být elektromagnetická, elektrostatická nebo i kombinovaná, dále elektronový tubus 6 obsahuje vychylovací cívky a cívky stigmátorů pro korekci astigmatismu. V elektronovém tubusu 6 může být libovolný počet různých typů detektorů, například SE detektory, BSE detektory, detektory transmisních elektronů, EDS/WDS detektory, EBSD detektory. Zmíněné detektory mohou být umístěny v různých místech elektronového tubusu 6 a mohou být provedeny podle známého stavu techniky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem zahrnující vakuovou komoru (1), v níž se nachází stolek (2), na kterém je umístěn vzorek (3), k vakuové komoře (1) je připojen elektronový tubus (6) a iontový tubus (4), přičemž iontový tubus (4) má na své jedné straně iontový zdroj (7) a na své druhé straně ústí (16), vyznačující se tím, že mezi iontovým zdrojem (7) a ústím (16) je umístěn alespoň jeden tubusový detektor (12).
2. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle nároku 1 vyznačující se tím, že tubusový detektor (12) je umístěn uvnitř iontového tubusu (4).
3. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že iontový tubus (4) je uzpůsoben pro tvorbu fokusovaného svazku (5) primárních iontů.
4. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že stolek (2) je uzpůsoben k náklonu vzorku (3).
5. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z předchozích nároků vyznačující se tím, že stolek (2) nebo vzorek (3) je připojen ke zdroji napětí.
6. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z předchozích nároků vyznačující se tím, že je mezi iontovým zdrojem (7) a ústím (16) navíc umístěn druhý tubusový detektor (13).
7. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle nároku 6 vyznačující se tím, že tubusový detektor (12) a druhý tubusový detektor (13) jsou provedeny jako detektory nabitých částic a detekují nabité částice o různých energiích.

-6CZ 2017 - 566 A3
8. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z předchozích nároků vyznačující se tím, že zařízení dále obsahuje detektor (18) na ústí.
9. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z předchozích nároků vyznačující se tím, že zařízení dále obsahuje detektor (19) na hrdle.
10. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle kteréhokoli z předchozích nároků vyznačující se tím, že je alespoň jeden detektor ze skupiny tubusový detektor (12), druhý tubusový detektor (13), detektor (18) na ústí a detektor (19) na hrdle proveden jako detektor sekundárních elektronů a/nebo detektor zpětně odražených elektronů a/nebo detektor záporných iontů a/nebo detektor kladných iontů.
11. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle nároku 10 vyznačující se tím, že ve vakuové komoře (1) je v blízkosti ústí (16) iontového tubusu (4) umístěna filtrační elektroda (20) připojená ke zdroji napětí.
12. Zařízení s iontovým tubusem a rastrovacím elektronovým mikroskopem podle nároku 10 nebo 11 vyznačující se tím, že ve vakuové komoře (1) je umístěna směrovací elektroda (21) připojená ke zdroji napětí.