CZ309577B6 - Rastrovací částicový mikroskop mající energeticky selektivní detektorový systém - Google Patents

Abstract

Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem pro pozorování objektu (9) obsahuje systém částicové optiky mající objektivovou čočku (7), detektorový systém (11) mající komponentu (12) detektoru částicové optiky konfigurovanou pro generování elektrostatického pole v dráze svazku částic emitovaných z objektu (9). Detektorový systém (11) je konfigurován tak, aby prostorově filtroval emitované částice poté, co tyto emitované částice prošly elektrostatickým polem, a aby detekoval část těchto odfiltrovaných emitovaných částic. Komponenta (12) detektoru částicové optiky je konfigurována tak, že toto prostorové filtrování filtruje emitované částice podle kinetické energie těchto emitovaných částic.

Description

Rastrovací částicový mikroskop mající energeticky selektivní detektorový systém

Oblast techniky

Předložený popis se týká rastrovacího částicového mikroskopu majícího detektorový systém pro detekování částic, které jsou emitovány z oblasti interakce, kde svazek primárních částic interaguje s objektem. Konkrétněji se předložený vynález týká rastrovacího částicového mikroskopu majícího detektorový systém konfigurovaný pro detekování částic energeticky selektivním způsobem a/nebo selektivně ve vztahu k prostorovému úhlu.

Dosavadní stav techniky

V průběhu let byla vyvinuta celá řada různých spektrometrů pro zkoumání energie sekundárních elektronů a/nebo zpětně rozptýlených elektronů v rastrovacích elektronových mikroskopech. Tyto spektrometry mohou být uspořádány pouze vně elektronových optických systémů kvůli jejich velikosti a geometrii a také kvůli tomu, že musí být umístěny v těsné blízkosti objektu, aby zachytily co nejvíc částic.

Ovšem uspořádání spektrometru vně elektronového optického systému a v těsné blízkosti objektu vyžaduje, aby objektiv byl umístěn v poměrně velké vzdálenosti od objektu. Velká vzdálenost mezi objektivem a objektem vede ke zvětšení odchylek (aberací) primárního svazku, a tudíž způsobuje omezení dosažitelného prostorového rozlišení rastrovacího elektronového mikroskopu.

Existuje proto potřeba zajištění mikroskopu s částicovým svazkem, který obsahuje detektorový systém mající kompaktní konstrukci, a který umožňuje efektivně filtrovat částice podle jejich energie.

Nejbližší dosavadní stav techniky představují dokumenty WO 2012081428 A1 a US 2013292568, které ale neobsahují prostorový filtr, US 5032724, kde jsou ale trajektorie sekundárních elektronů mimo pole objektivové čočky, takže jsou zapotřebí další kryt a související konstrukce vně čočky objektivu.

Podstata vynálezu

Vynález se týká rastrovacího mikroskopu s částicovým svazkem pro zkoumání objektu, přičemž tento rastrovací mikroskop s částicovým svazkem obsahuje: systém částicové optiky mající objektivovou čočku, která je konfigurována pro zaostření primárního svazku tohoto rastrovacího částicového mikroskopu na oblast objektu tohoto systému částicové optiky, takže jsou z tohoto objektu emitovány částice. Tyto emitované částice procházejí hlavní rovinou objektivové čočky při jejich průchodu polem objektivové čočky. Tento rastrovací mikroskop s částicovým svazkem dále obsahuje detektorový systém obsahující komponentu detektoru částicové optiky konfigurovanou pro generování elektrostatického pole v dráze svazku emitovaných částic. Toto pole je alespoň částečně uspořádáno vně objektivového pole této objektivové čočky. Tento detektorový systém je konfigurován tak, aby prostorově filtroval emitované částice poté, co tyto emitované částice prošly tímto polem a aby detekoval část těchto odfiltrovaných emitovaných částic. Komponenta detektoru částicové optiky je konfigurována tak, že prostorové filtrování filtruje emitované částice na základě kinetické energie těchto emitovaných částic.

Tím je definován rastrovací mikroskop s částicovým svazkem, který obsahuje detektorový systém mající kompaktní konstrukci, a který umožňuje účinné energetické filtrování. Jelikož emitované částice procházejí základní rovinou objektivové čočky, je možno umístit objektiv do těsné blízkosti objektu. Tudíž jsou redukovány odchylky (aberace) primárního svazku, což umožňuje zobrazení s

- 1 CZ 309577 B6 vysokým rozlišením.

Rastrovacím mikroskopem s částicovým svazkem může být rastrovací elektronový mikroskop a/nebo mikroskop se zaostřeným svazkem iontů. Tento mikroskop se zaostřeným svazkem iontů může obsahovat zdroj iontů plynového pole, plasmový zdroj iontů a/nebo zdroj iontů kapalného kovu. Mikroskopem se zaostřeným svazkem iontů je např. mikroskop s heliovými ionty.

Oblast objektu může být definována jako prostorová oblast, napříč kterou lze primární svazek snímat (skenovat). Povrchová část objektu, který je umístěn v oblasti objektu, může být mikroskopicky zobrazitelná rastrovacím mikroskopem s částicovým svazkem. Systém částicové optiky může obsahovat skenovací systém pro laterální (tj. ve směru kolmém k ose částicového svazku) skenování částicového svazku napříč oblastí objektu.

Pole objektivu může být konfigurováno pro zaostřování primárního svazku, vycházejícího ze zdroje částic nebo z kondenzorového systému, na oblast objektu. Toto pole objektivu může obsahovat magnetické pole a/nebo elektrické pole. Jinak řečeno objektiv může být elektrostatický objektiv, magnetický objektiv nebo kombinovaný elektrostaticko-magnetický objektiv. Ohnisko v oblasti objektu může např. mít průměr v rozmezí od 0,5 nm do 100 nm, nebo v rozmezí od 0,5 nm do 10 nm.

Emitované částice mohou být primární částice, které jsou rozptýleny z oblasti interakce a/nebo objektové částice, které jsou emitovány z oblasti interakce. Je-li rastrovací částicový mikroskop konfigurován jako rastrovací elektronový mikroskop, mohou primární částice, které jsou rozptýleny z oblasti interakce, být zpětně rozptýlené elektrony a objektové částice mohou být sekundární elektrony. Je-li rastrovací částicový mikroskop konfigurován jako mikroskop s heliovými ionty, primární částice, které jsou rozptýleny z objektu, mohou být zpětně rozptýlené heliové ionty a objektové částice mohou být sekundární elektrony a/nebo sekundární ionty.

Emitované částice procházejí základní rovinou objektivové čočky. Tato základní rovina může být omezena na oblast pole objektivu. Tím může být tato základní rovina definována tak, že to není matematická rovina nekonečné velikosti. Emitované částice mohou procházet částí pole objektivu nebo skrz celé pole objektivu. Alespoň segment dráhy svazku emitovaných částic může procházet ve směru, který je opačný nebo v podstatě opačný vzhledem ke směru segmentu svazkové dráhy primárního svazku. Tyto segmenty mohou procházet skrz základní rovinu. Tyto segmenty mohou procházet alespoň mezi oblastí objektu a komponentou detektoru částicové optiky nebo mezi oblastí objektu a prostorovým filtrem detektorového systému. Alespoň část těchto segmentů zasahuje dovnitř tohoto systému částicové optiky.

Systém částicové optiky může obsahovat elektrodu pro navádění emitovaných částic skrz základní rovinu. Touto elektrodou může být trubicová vložka. Tato trubicová vložka může alespoň částečně obemykat alespoň segment dráhy primárního svazku.

Alespoň část detektorového systému nebo alespoň část komponenty detektoru částicové optiky může být uspořádána uvnitř nebo vně systému částicové optiky. Alespoň část detektorového systému nebo alespoň část komponenty detektoru částicové optiky může být uspořádána mezi polem objektivu a polem kondenzoru kondenzorového systému, nebo může být uspořádána uvnitř trubicové vložky.

Alespoň část pole je umístěna vně pole objektivu. Alespoň část tohoto pole může být umístěna mezi základní rovinou pole objektivu na jedné straně a povrchem přijímajícím částice a/nebo prostorovým filtrem detektorového systému na straně druhé. Svazková dráha svazku primárních částic se může protáhnout vně pole komponenty detektoru částicové optiky. Maximální radiální vzdálenost tohoto pole od osy primárního svazku může být menší než 200 mm, nebo menší než 150 mm, nebo menší než 100 mm, nebo menší než 70 mm, nebo menší než 50 mm.

- 2 CZ 309577 B6

Toto pole může mít konvergující nebo divergující účinek částicové optiky na dopadající emitované částice. Tento konvergující nebo divergující účinek částicové optiky může záviset na kinetické energii emitovaných částic. Pro emitované částice se stejnou kinetickou energií může toto pole generovat konvergentní nebo divergentní svazek. Konvergence nebo divergence tohoto generovaného konvergentního nebo divergentního svazku může záviset na této kinetické energii. Konvergující účinek částicové optiky může např. zvětšit konvergenci emitovaných částic, zmenšit divergenci emitovaných částic, nebo transformovat divergentní dráhu částicového svazku na konvergentní dráhu částicového svazku. Divergující účinek částicové optiky může např. zvětšit divergenci, zmenšit konvergenci, nebo transformovat konvergentní dráhu svazku na divergentní dráhu svazku.

Detektorový systém může obsahovat prostorový filtr, který může být uspořádán v dráze svazku emitovaných částic za (ve směru svazku) komponentou detektoru částicové optiky.

Podle jednoho provedení je pole konfigurováno tak, aby pro každý z alespoň dvou různých a/nebo nepřekrývajících se energetických rozsahů kinetické energie generovalo profil intenzity napříč prostorovým filtrem, přičemž tyto profily intenzity těchto energetických rozsahů jsou vzájemně odlišné. Filtrování podle kinetické energie může být prováděno podle těchto odlišných profilů intenzity. Filtrování podle kinetické energie emitovaných částic může potlačovat detekci emitovaných částic prvního energetického rozsahu v porovnání s detekcí emitovaných částic druhého energetického rozsahu.

Např. pro emitované částice různých rozsahů kinetické energie může pole generovat oblasti zaostření nebo oblasti divergence, které mají odlišné velikosti a/nebo odlišné polohy vzhledem k prostorovému filtru. Tyto odlišné velikosti a/nebo odlišné polohy mohou mít za následek odlišné profily intenzity napříč prostorovým filtrem, zejména napříč rovinou definovanou prostorovým filtrem, v němž jsou emitované částice filtrovány. Rovina definovaná prostorovým filtrem může být rovina, v níž je umístěn částice zachycující povrch a/nebo aperturní clona. Takto může být energetické filtrování prováděno podle odlišných profilů intenzity napříč prostorovým filtrem.

Pole může být konfigurováno tak, že alespoň část emitovaných částic je vychýlena poté, co prošla tímto polem. Kromě tohoto vychýlení může toto pole pozměnit kinetickou energii emitovaných částic.

Detektorový systém je konfigurován tak, aby prostorově filtroval emitované částice poté, co tyto emitované částice prošly polem. Tento detektorový systém může obsahovat aperturní clonu a/nebo částice zachycující povrch detektoru, které mohou působit jako prostorový filtr. Detektorový systém může obsahovat detektor mající průchozí otvor. Jeden nebo více částice zachycujících povrchů detektoru může být uspořádáno po obvodu kolem průchozího otvoru. Tento průchozí otvor detektoru může tvořit prostorový filtr pro emitované částice. Tak může tento detektor působit jako aperturní clona.

Energetické filtrování může potlačovat detekci emitovaných částic, které mají kinetickou energii vně předem stanoveného energetického rozsahu. Vně tohoto předem stanoveného energetického rozsahu může být detekce potlačena v porovnání s detekcí emitovaných částic majících kinetickou energii uvnitř tohoto předem stanoveného energetického rozsahu. Tento předem stanovený energetický rozsah může být částí rozsahu, na kterém je roztažena distribuce energií emitovaných částic. Tato distribuce energií může být definována jako funkce intenzity toku emitovaných částic za dané kinetické energie emitovaných částic. Distribuce energií se může měřit v místě svazkové dráhy. Toto místo může být tam, kde emitované částice vstupují do pole.

Např. aplikováním energetického filtrování může být detekováno více než 50 %, nebo více než 60 %, nebo více než 70 %, nebo více než 80 %, nebo více než 90 % emitovaných částic, které mají kinetickou energii v předem stanoveném energetickém rozsahu. Kromě toho např. může být aplikováním energetického filtrování detekováno méně než 50 %, nebo méně než 30 %, nebo méně

- 3 CZ 309577 B6 než 10 %, nebo méně než 5 % emitovaných částic, které mají kinetickou energii vně tohoto předem stanoveného energetického rozsahu.

Detektorový systém může obsahovat detektor, který detekuje alespoň část odfiltrovaných emitovaných částic. Tento detektor může mít citlivost závislou na energii. Jinak řečeno, kromě energetického filtrování prováděného prostorovým filtrem může být prováděno další energetické filtrování energeticky závislou citlivostí detektoru.

Podle jednoho provedení obsahuje komponenta detektoru částicové optiky první část mřížkové elektrody, skrze kterou emitované částice vstupují do pole a druhou část mřížkové elektrody, skrze kterou tyto emitované částice z pole vycházejí. První část mřížkové elektrody může být odlišná od druhé části mřížkové elektrody. Energetické filtrování může být prováděno poté, co emitované částice opustily toto pole skrze druhou část mřížkové elektrody. Prostorový filtr může být uspořádán v dráze svazku emitovaných částic za druhou mřížkovou částí.

Podle dalšího provedení komponenta detektoru částicové optiky obsahuje elektrodu pole a sestavu protielektrody, přičemž je mezi elektrodou pole a sestavou protielektrody generováno pole.

Podle dalšího provedení tato elektroda pole obsahuje průchozí otvor, kterým procházejí emitované částice.

Podle dalšího provedení tato sestava protielektrody obsahuje první část mřížkové elektrody, skrze kterou emitované částice vstupují do pole a druhou část mřížkové elektrody, skrze kterou emitované částice pole opouštějí.

Tak je získán detektorový systém, který má kompaktní konfiguraci, a který umožňuje efektivní energetické filtrování emitovaných částic. Tato kompaktní konfigurace umožňuje, aby byl tento detektorový systém umístěn uvnitř systému částicové optiky.

Rastrovací mikroskop s částicovým svazkem může být konfigurován tak, že emitované částice procházejí základní rovinou objektivové čočky.

Jak elektroda pole, tak i sestava protielektrody mohou být napojeny na zdroj napětí. Elektroda pole a/nebo sestava protielektrody mohou být vodivé. Potenciál sestavy protielektrody může být konstantní po celém povrchu sestavy protielektrody. Toto může platit také pro elektrodu pole. Pole je generováno elektrodou pole a sestavou protielektrody. Všechny siločáry tohoto pole mohou vycházet z povrchu elektrody pole a končit na povrchu sestavy protielektrody, nebo mohou všechny siločáry vycházet z povrchu sestavy protielektrody a končit na povrchu elektrody pole.

Toto pole může být nehomogenní. Intenzita elektrického pole na části povrchu elektrody pole, která je nasměrována ke dráze svazku emitovaných částic, může být alespoň dvakrát vyšší, nebo alespoň pětkrát vyšší, nebo alespoň sedmkrát vyšší, nebo alespoň desetkrát vyšší než maximální intenzita elektrického pole na první a/nebo druhé části mřížkové elektrody. Při vypočítávání intenzity pole mohou být zprůměrovány prostorové fluktuace způsobené malými povrchovými poloměry u otvorů částí mřížkové elektrody. Např. intenzita elektrického pole může být zprůměrována přes jeden, dva nebo více otvorů mřížky.

Sestava protielektrody může alespoň částečně obemykat elektrodu pole. Elektroda pole může být uspořádána mezi dvěma částmi sestavy protielektrody při pohledu ve směru podél dráhy svazku emitovaných částic.

Elektroda pole může být konfigurována jako prstencová elektroda. Tato prstencová elektroda může mít tvar anuloidu nebo může mít v podstatě tvar anuloidu. Axiální délka elektrody pole, měřená podél osy průchozího otvoru nebo podél dráhy svazku emitovaných částic, může ležet v rozmezí od 0,5 mm do 20 mm, nebo v rozmezí od 0,5 mm do 10 mm, nebo v rozmezí od 0,5 mm do 5 mm.

- 4 CZ 309577 B6

Průchozí otvor elektrody pole může mít max. průměr mezi 0,2 mm a 20 mm, nebo mezi 0,2 mm a 10 mm, nebo mezi 0,2 mm a 5 mm.

Axiální délka sestavy protielektrody, měřená podél osy průchozího otvoru nebo podél dráhy svazku emitovaných částic, může být menší než 50tinásobek, nebo menší než 30násobek, nebo menší než 20násobek, nebo menší než 10násobek, nebo menší než 5násobek axiální délky elektrody pole.

První a/nebo druhá část mřížkové elektrody mohou obsahovat mřížku s otvory a/nebo sítovou mřížku, jako např. mřížku s drátěnou sítí. Každá z těchto částí mřížkové elektrody může obsahovat množství mřížkových otvorů. Procentuální podíl plochy otvorů mřížky může být větší než 50 %, nebo větší než 70 %, nebo větší než 80 %, nebo větší než 90 % celkového povrchu částí mřížkové elektrody. Tyto části mřížkové elektrody mohou být propustné pro většinu emitovaných částic, které dopadají na tyto části mřížkové elektrody.

Max. průměr všech mřížkových otvorů může být menší než 20 mm, nebo menší než 10 mm, nebo menší než 5 mm, nebo menší než 3 mm, nebo menší než 2 mm, nebo menší než 1 mm, nebo menší než 0,5 mm.

Elektroda pole může být nemřížková (tj. bez mřížky). Elektroda pole může mít jeden jediný průchozí otvor.

Potenciál první části mřížkové elektrody může být roven nebo přizpůsoben potenciálu druhé části mřížkové elektrody. Potenciál první a/nebo druhé části mřížkové elektrody může být přizpůsoben okolnímu potenciálu nebo potenciálu trubicové vložky systému částicové optiky. Okolní potenciál může být potenciál sousedících komponent v oblasti kolem sestavy protielektrody.

Elektroda pole a/nebo sestava protielektrody mohou mít v podstatě rotačně symetrický tvar nebo mohou mít rotačně symetrický tvar. Osa symetrie elektrody pole a/nebo osa symetrie sestavy protielektrody mohou být vyrovnány na osu primárního svazku.

Podle dalšího provedení je v příčném řezu komponenty detektoru částicové optiky, vedeném rovinou procházející středem průchozího otvoru a orientovanou šikmo a/nebo kolmo ke směru tečny k obvodu tohoto průchozího otvoru, alespoň část první části mřížkové elektrody a/nebo alespoň část druhé části mřížkové elektrody konkávní a/nebo konvexní směrem k elektrodě pole.

Max. poloměr křivosti této konvexní a/nebo konkávní části první a/nebo druhé části mřížkové elektrody může být menší než trojnásobek průměru průchozího otvoru elektrody pole, nebo menší než dvojnásobek průměru tohoto průchozího otvoru, nebo menší než průměr tohoto průchozího otvoru. Dráha svazku emitovaných částic může protínat alespoň část této konvexní a/nebo konkávní části.

Podle dalšího provedení je vnitřní průměr průchozího otvoru větší než axiální délka tohoto průchozího otvoru.

Podle dalšího provedení je vnitřní průměr průchozího otvoru větší než dvojnásobek, nebo větší než trojnásobek, nebo větší než pětinásobek, nebo větší než desetinásobek axiální délky průchozího otvoru. Tento vnitřní průměr může být nejmenším vnitřním průměrem průchozího otvoru a/nebo může vést šikmo vzhledem k axiálnímu směru průchozího otvoru. Axiální délka může být nejdelší rozměr průchozího otvoru v axiálním směru.

Vnitřní průměr průchozího otvoru elektrody pole může být alespoň trojnásobkem, nebo alespoň pětinásobkem, nebo alespoň desetinásobkem, nebo alespoň dvacetinásobkem, nebo alespoň padesátinásobkem max. průměru otvoru mřížky první a/nebo druhé části mřížkové elektrody. Část emitovaných částic může procházet otvorem mřížky.

- 5 CZ 309577 B6

Podle dalšího provedení je komponenta detektoru částicové optiky konfigurována pro generování druhého elektrostatického pole v dráze svazku emitovaných částic. Tato komponenta detektoru částicové optiky může obsahovat druhou elektrodu pole a druhou sestavu protielektrody, přičemž toto druhé elektrostatické pole je generováno mezi touto druhou elektrodou pole a touto druhou sestavou protielektrody. Druhá elektroda pole může obsahovat průchozí otvor, jímž procházejí emitované částice. Tato druhá elektroda pole může být bez mřížky.

Tato druhá sestava protielektrody může obsahovat první část mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice vstupují do druhého pole a druhou část mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice vycházejí z druhého pole.

Tak je možno zajistit účinnější energetické filtrování emitovaných částic.

První pole může být konfigurováno tak, aby mělo konvergující nebo divergující účinek částicové optiky na emitované částice, které vstupují do tohoto prvního pole. Druhé pole může být konfigurováno tak, aby mělo konvergující nebo divergující účinek částicové optiky na emitované částice, které vstupují do tohoto druhého pole. První pole může být umístěno v dráze svazku emitovaných částic před (proti směru svazku) nebo za (ve směru svazku) druhým polem. První pole může být konfigurováno tak, aby se překrývalo s druhým polem nebo může být konfigurováno tak, aby se s ním nepřekrývalo.

Potenciál první sestavy protielektrody může být odlišný od potenciálu druhé sestavy protielektrody, nebo mu může být přizpůsobený. Potenciál první elektrody pole může být odlišný od potenciálu druhé elektrody pole, nebo mu může být přizpůsobený. Znaménko potenciálu první elektrody pole vzhledem k potenciálu první a/nebo druhé sestavy protielektrody může být odlišné od znaménka potenciálu druhé elektrody pole vzhledem k potenciálu první a/nebo druhé sestavy protielektrody.

Podle dalšího provedení pole alespoň částečně obemyká osu primárního svazku a/nebo je toto pole v podstatě rotačně symetrické a/nebo v podstatě axiálně symetrické. Toto v podstatě rotačně symetrické nebo axiálně symetrické pole může definovat osu částicové optiky komponenty detektoru částicové optiky.

Podle dalšího provedení je toto pole konfigurováno tak, že pro emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu se úhel vychýlení zvětšuje se zvětšující se radiální vzdáleností dopadu od přímky. Touto přímkou může být osa částicové optiky komponenty detektoru částicové optiky a/nebo osa částicové optiky tohoto systému částicové optiky. Kinetická energie dopadu může být měřena v místě, ve kterém emitovaná částice vstupuje do tohoto pole.

Tato závislost úhlu vychýlení na radiální vzdálenosti dopadu může být měřena z částic, majících společný směr dopadu. Tento společný směr dopadu může být v podstatě rovnoběžný s osou částicové optiky komponenty částicové optiky a/nebo v podstatě rovnoběžný s osou částicové optiky tohoto systému částicové optiky.

Úhel vychýlení emitované částice může být definován jako úhel, který svírá směr dopadu emitované částice a směr výstupu emitované částice. Směr dopadu, kinetická energie a/nebo radiální vzdálenost dopadu mohou být měřeny v místě, ve kterém emitovaná částice vstupuje do tohoto pole. Směr výstupu může být měřen v místě, ve kterém emitovaná částice opouští pole.

Úhly svírané směry dopadu emitovaných částic mohou být menší než 20 stupňů, menší než 10 stupňů, nebo menší než 5 stupňů, nebo menší než 3 stupně, nebo menší než 1 stupeň, nebo menší než 0,5 stupně. Když emitované částice dopadají na komponentu detektoru částicové optiky, dráha svazku emitovaných částic může být rovnoběžná nebo v podstatě rovnoběžná. Jinak řečeno, směry dopadu emitovaných částic mohou být rovnoběžné nebo v podstatě rovnoběžné. Případně, dráha svazku emitovaných částic, při dopadání na komponentu detektoru částicové optiky, může být

- 6 CZ 309577 B6 konvergující nebo divergující.

Podle dalšího provedení je rastrovací mikroskop s částicovým svazkem konfigurován tak, že úhly svírané směry dopadu emitovaných částic na jedné straně s přímkou, osou částicové optiky komponenty detektoru částicové optiky a/nebo osou částicové optiky systému částicové optiky na straně druhé jsou menší než 10 stupňů, nebo menší než 5 stupňů, nebo menší než 3 stupně, nebo menší než 1 stupeň, nebo menší než 0,5 stupně.

Podle dalšího provedení je pole konfigurováno tak, že pro emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu je závislost úhlu vychýlení na radiální vzdálenosti dopadu od přímky přizpůsobena lineárně se zvyšující závislosti.

Tato lineární závislost může procházet počátkem. Jinými slovy, lineární závislost může mít nulový úhel vychýlení v radiální vzdálenosti dopadu rovnající se nule.

Podle dalšího provedení je pro všechny emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu odchylka úhlu vychýlení od lineárně se zvyšující závislosti menší než 30 % tohoto úhlu vychýlení, nebo menší než 20 %, nebo menší než 10 %, nebo menší než 5 % tohoto úhlu vychýlení.

Podle dalšího provedení je tato přímka vyrovnána na osu primárního svazku, vyrovnána na osu částicové optiky systému částicové optiky a/nebo na osu částicové optiky této komponenty částicové optiky.

Tato přímka může být vyrovnána tak, že úhel, který svírá tato přímka na jedné straně s osou primárního svazku, osou systému částicové optiky a/nebo osou komponenty částicové optiky na straně druhé, je menší než 10 stupňů, nebo menší než 5 stupňů, nebo menší než 3 stupně, nebo menší než 1 stupeň, nebo menší než 0,5 stupně.

Podle dalšího provedení komponenta detektoru částicové optiky generuje energeticky závislý posun oblasti zaostření dráhy částicového svazku ve směru podél této dráhy částicového svazku. Kromě toho nebo alternativně může komponenta detektoru částicové optiky generovat energeticky závislý posun oblasti divergence dráhy svazku ve směru podél této dráhy svazku. Tato oblast divergence může být virtuální oblastí divergence. Tato oblast divergence může být determinována zpětným prodloužením trajektorií emitovaných částic.

Komponenta detektoru částicové optiky může být konfigurována tak, že dva odlišné energetické rozsahy kinetické energie emitovaných částic mají dvě odlišné oblasti zaostření, které jsou vůči sobě posunuty ve směru podél dráhy svazku emitovaných částic. Tento posun může být konfigurován tak, že prostorové filtrování potlačuje detekování emitovaných částic první oblasti zaostření v porovnání s detekováním emitovaných částic druhé oblasti zaostření. Tyto dva energetické rozsahy mohou být komplementární a/nebo nepřekrývající se energetické rozsahy distribuce energií.

Vzájemné posunutí těchto dvou oblastí zaostření může pro emitované částice prvního energetického rozsahu generovat stupeň zaostření a/nebo profil intenzity na prostorovém filtru, který je odlišný od stupně zaostření a/nebo profilu intenzity emitovaných částic druhého energetického rozsahu. Takto se energetické filtrování podle kinetické energie provádí prostorovým filtrováním.

Případně může být komponenta detektoru částicové optiky konfigurována tak, že dva odlišné energetické rozsahy kinetické energie emitovaných částic mají dvě odlišné oblasti divergence, které jsou vzájemně vůči sobě posunuty ve směru podél dráhy svazku emitovaných částic.

Tento posun těchto dvou oblastí divergence může pro emitované částice prvního energetického rozsahu generovat stupeň zaostření a/nebo profil intenzity na prostorovém filtru, který je odlišný

- 7 CZ 309577 B6 od stupně zaostření a/nebo profilu intenzity emitovaných částic druhého energetického rozsahu. Tak se energetické filtrování podle kinetické energie provádí prostorovým filtrováním.

Podle dalšího provedení obsahuje komponenta detektoru částicové optiky alespoň jednu elektrodu, která obemyká, nebo alespoň částečně obemyká, primární svazek. Tato elektroda pole a/nebo sestava protielektrody mohou být konfigurovány tak, aby obemykaly nebo alespoň částečně obemykaly primární svazek.

Podle dalšího provedení komponenta detektoru částicové optiky obsahuje sestavu zpomalující elektrody pole a/nebo sestavu urychlující elektrody pole.

Tak je dána komponenta detektoru částicové optiky, v níž emitované částice mohou mít menší kinetickou energii, když procházejí polem ve srovnání s kinetickou energií, když tyto emitované částice dopadají na sestavu zpomalující elektrody pole. Toto umožňuje dosáhnout většího úhlu vychýlení se stejným rozdílem potenciálů mezi elektrodou pole a sestavou protielektrody. Tak je možno dosáhnout účinnějšího energetického filtrování.

Sestava zpomalující elektrody pole může být konfigurována tak, aby snižovala kinetickou energii emitovaných částic. Kromě toho tato sestava zpomalující elektrody pole může odrážet částice s nízkou energií, které mají kinetickou energii, která leží pod předem stanovenou prahovou úrovní energie, takže tyto částice nevstupují do pole generovaného elektrodou pole a sestavou protielektrody.

Sestava zpomalující elektrody pole může být umístěna v dráze svazku emitovaných částic před elektrodou pole a/nebo sestavou protielektrody. Sestava urychlující elektrody pole může být uspořádána v dráze svazku emitovaných částic za sestavou protielektrody a/nebo elektrody pole.

Objasnění výkresů

Předcházející stejně jako další výhodné prvky tohoto vynálezu budou jasnější z následujícího podrobného popisu příkladných provedení s odkazem na doprovodné výkresy. Je třeba poznamenat, že ne všechna možná provedení nezbytně vykazují každou nebo kteroukoliv z výhod v tomto dokumentu uvedených.

Obr. 1 schematicky zobrazuje rastrovací mikroskop s částicovým svazkem podle prvního příkladného provedení.

Obr. 2 schematicky zobrazuje detektorový systém rastrovacího mikroskopu s částicovým svazkem podle prvního příkladného provedení, který je zobrazen na obr. 1.

Obr. 3 schematicky zobrazuje komponentu detektoru částicové optiky detektorového systému podle prvního příkladného provedení, který je zobrazen na obr. 2.

Obr. 4A a 4B schematicky zobrazují vektory intenzity pole a ekvipotenciální čáry elektrostatického pole komponenty částicové optiky podle prvního příkladného provedení, která je zobrazena na obr. 3.

Obr. 5A a 5B schematicky zobrazují komponentu detektoru částicové optiky podle prvního příkladného provedení, když je konfigurována tak, aby měla konvergující účinek částicové optiky.

Obr. 5C a 5D schematicky zobrazují komponentu detektoru částicové optiky podle prvního příkladného provedení, když je konfigurována tak, aby měla divergující účinek částicové optiky.

Obr. 6 schematicky zobrazuje komponentu detektoru částicové optiky podle druhého příkladného

- 8 CZ 309577 B6 provedení.

Obr. 7 schematicky zobrazuje detektorový systém podle třetího příkladného provedení.

Obr. 8 schematicky zobrazuje detektorový systém podle čtvrtého příkladného provedení.

Obr.9 schematicky znázorňuje detektorový systém podle pátého příkladného provedení.

Příklady uskutečnění vynálezu

V dále popsaných příkladných provedeních jsou komponenty, které jsou prakticky stejné funkcí i konstrukcí, označeny, pokud možno stejnými vztahovými značkami. Proto pro pochopení význačných prvků jednotlivých komponent konkrétního provedení je třeba brát v úvahu popisy ostatních provedení a souhrnu tohoto vynálezu.

Obr. 1 je schematické znázornění rastrovacího mikroskopu 1 s částicovým svazkem podle prvního příkladného provedení. Rastrovací mikroskop 1 s částicovým svazkem, který je zobrazen na obr. 1, je elektronový rastrovací mikroskop. Ovšem je rovněž případně možné, aby tímto rastrovacím částicovým mikroskopem 1 byl mikroskop se zaostřeným svazkem iontů, jako např. mikroskop s heliovými ionty. Tento rastrovací částicový mikroskop 1 obsahuje systém 2 částicové optiky. Tento systém 2 částicové optiky obsahuje zdroj 3 částic, kondenzorový systém 4 a objektivovou čočku 7.

Zdroj 3 částic obsahuje katodu 30. Katodou může být např. Schottkyho emitor pole. Zdroj 3 částic dále obsahuje supresorovou elektrodu 31 a extrakční elektrodu 32. Primární svazek 6 je emitován ze zdroje 3 částic a prochází anodou 81, která urychluje částice primárního svazku 6. Po průchodu anodou 81 prochází primární svazek 6 kondenzorovým systémem 4 a objektivovou čočkou 7.

Kondenzorový systém 4 je konfigurován jako magnetický kondenzorový systém. Objektivová čočka 7 generuje pole objektivu, které obsahuje elektrické pole a magnetické pole. Toto pole objektivu je konfigurováno tak, aby zaostřilo primární svazek 6, vystupující z kondenzorového systému 4, na objektovou oblast OR systému 2 částicové optiky. Systém 2 částicové optiky dále obsahuje vychylovací systém, který obsahuje dvě skenovací cívky 76. Tento vychylovací systém je konfigurován tak, aby skenoval primární svazek 6 v objektové oblasti OR. Aby se získal mikroskopický obraz, je povrch objektu 9 umístěn v objektové oblasti OR a primární svazek 6 je skenován napříč touto objektovou oblastí OR.

Po průchodu anodou 81 vstupuje primární svazek 6 do trubicové vložky 8 systému 2 částicové optiky. Tato trubicová vložka 8 je napojena na zdroj napětí (na obr. 1 nezobrazen) a je umístěna v kladném potenciálu vzhledem ke katodě 30. Tak jsou částice primárního svazku 6 vedeny alespoň částí systému 2 částicové optiky s vysokou kinetickou energií, např. v oblasti 10 keV. Tím je možno redukovat sférické a chromatické vady primárního svazku 6 a/nebo snížit vliv interferenčních polí. Trubicová vložka 8 je také označována jako posilovač svazku. Konec 83 trubicové vložky 8 na straně zdroje je připojen k anodě 81. Axiální poloha konce 82 trubicové vložky 8 na straně objektu je mezi axiální polohou koncové části 75 pólového nástavce 71 objektivové čočky 7 na straně objektu a axiální polohou koncové části 77 pólového nástavce 70 objektivové čočky 7 na straně zdroje. Tyto axiální polohy se měří vzhledem k ose OA částicové optiky tohoto systému 2 částicové optiky.

Pólový nástavec 70 na straně zdroje a pólový nástavec 71 na straně objektu jsou buzeny budicí cívkou 72 objektivové čočky 7 za účelem generování magnetického pole v poli objektivu. Elektrické pole v poli objektivu se tvoří mezi koncem 82 trubicové vložky 8 na straně objektu a koncovou částí 75 pólového nástavce 71 na straně objektu. Elektrony primárního svazku 6 jsou tímto elektrickým polem v poli objektivu zpomaleny na dopadovou energii, se kterou tyto

- 9 CZ 309577 B6 elektrony primárního svazku 6 narážejí na objektovou oblast OR.

Emitované částice 60, 61 jsou emitovány z oblasti 91 interakce, kde primární svazek 6 interaguje s objektem 9. Emitované částice 60, 61 jsou vedeny do trubicové vložky 8 elektrickým polem v poli objektivu a jsou pak usměrněny k detektorovému systému 11. Emitované částice 60, 61 procházejí základní rovinou PP objektivu 7. Detektorový systém 11 je umístěn uvnitř trubicové vložky 8. Tento detektorový systém 11 je konfigurován tak, aby filtroval emitované částice 60, 61 podle jejich kinetické energie a detekoval odfiltrovanou část emitovaných částic.

Detektorový systém 11 obsahuje komponentu 12 detektoru částicové optiky, která je umístěna v dráze svazku emitovaných částic před aperturní clonou 17 a před detektorem 18. Tato aperturní clona 17 působí jako prostorový filtr. Vedle toho také částice zachycující povrch 20 může působit jako prostorový filtr pro emitované částice.

Alternativně může být detektorový systém konfigurován tak, že prostorové filtrování je prováděno bez použití aperturní clony. Prostorové filtrování může být např. prováděno výhradně částice zachycujícím povrchem 20. Tak je možné, aby detektorový systém byl konfigurován bez aperturní clony, nebo aby aperturní clona detektorového systému neměla vliv na prostorové filtrování.

Případně může detektorový systém obsahovat detektor mající průchozí otvor pro umožnění průchodu alespoň části emitovaných částic. Tak může tento detektor působit jako aperturní clona. Tento průchozí otvor může být konfigurován tak, aby primární svazek 6 tímto průchozím otvorem procházel.

Komponenta 12 detektoru částicové optiky je konfigurována tak, že se v rámci prostorového filtrování filtrují emitované částice podle jejich kinetické energie. Tímto energetickým filtrováním je potlačena detekce emitovaných částic, majících kinetickou energii mimo předem stanovený energetický rozsah, ve srovnání s částicemi, majícími kinetickou energii uvnitř tohoto předem stanoveného energetického rozsahu.

Konfigurace detektorového systému 11 mikroskopu s částicovým svazkem, zobrazeného na obr. 1, je schematicky znázorněna na obr. 2.

Komponenta 12 detektoru částicové optiky je konfigurována tak, aby generovala energeticky závislý posun zaostření emitovaných částic 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c ve směru podél dráhy svazku emitovaných částic. Výsledkem tohoto energeticky závislého posunu zaostření je, že emitované částice 60a, 60b, 60c jsou soustředěny v první oblasti R1 zaostření a emitované částice 61a, 61b, 61c jsou soustředěny v druhé oblasti R2 zaostření. První a druhá oblast R1, R2 zaostření jsou umístěny podél dráhy svazku emitovaných částic 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c a jsou vzájemně vůči sobě posunuty. Tudíž komponenta 12 detektoru částicové optiky generuje energeticky závislý posun zaostření podél dráhy svazku emitovaných částic. První oblast R1 zaostření je alespoň částečně umístěna v cloně 50 aperturní clony 17 nebo téměř v ní tak, že hlavní část emitovaných částic 60a, 60b, 60c s první kinetickou energií dopadá na částice zachycující povrch 20 detektoru 18. Druhá oblast R2 zaostření je umístěna v dráze svazku emitovaných částic před aperturní clonou 17 tak, že emitované částice 61a, 61b, 61c s druhou kinetickou energií jsou silně rozostřeny v rovině aperturní clony 17. Tím je detekce emitovaných částic 61a, 61b, 61c s druhou kinetickou energií potlačena.

Komponenta 12 detektoru částicové optiky je konfigurována tak, aby generovala elektrostatické pole. Toto pole je generováno mezi elektrodou 14 pole a sestavou 29 protielektrody. Tato sestava 29 protielektrody alespoň částečně obklopuje elektrodu 14 pole. Sestava 29 protielektrody obsahuje první část 15 mřížkové elektrody a druhou část 16 mřížkové elektrody. Emitované částice vstupují do tohoto pole skrz první část 15 mřížkové elektrody a vycházejí z tohoto pole skrz druhou část 16 mřížkové elektrody.

- 10 CZ 309577 B6

Elektroda 14 pole a/nebo sestava 29 protielektrody mají v podstatě rotačně symetrický tvar nebo mají rotačně symetrický tvar. Společná osa rotace rotačně symetrického tvaru elektrody pole a rotačně symetrického tvaru sestavy protielektrody tvoří osu A částicové optiky komponenty 12 detektoru částicové optiky. Tato osa A částicové optiky komponenty 12 detektoru částicové optiky je zarovnána na osu PA primárního svazku 6. Primární svazek 6 prochází clonou 50 a průchozím otvorem 24 detektoru.

Komponenta 12 detektoru částicové optiky obsahuje stínící trubici 19, kterou prochází primární svazek 6. Stínicí trubice 19 chrání primární svazek 6 před interferenčními poli generovanými komponentou 12 detektoru částicové optiky. Část stínicí trubice 19 tvoří část sestavy 29 protielektrody. Potenciál sestavy 29 protielektrody je přizpůsoben potenciálu stínicí trubice 19. Oba tyto potenciály jsou postupně přizpůsobeny potenciálu trubicové vložky 8 (zobrazeno na obr. 8). Elektroda 14 pole je umístěna v záporném potenciálu vzhledem k sestavě 29 protielektrody. Jak bude popsáno dále, je rovněž případně možné, aby elektroda 14 pole byla umístěna v kladném potenciálu vzhledem k sestavě 29 protielektrody.

Geometrické charakteristiky komponenty 12 detektoru částicové optiky jsou vysvětleny s odkazem na obr. 3. Elektroda 14 pole obsahuje průchozí otvor konfigurovaný tak, aby umožnil průchod emitovaných částic. Tento průchozí otvor má vnitřní průměr ID. Tento vnitřní průměr ID je větší, než axiální délka AL elektrody 14 pole. Elektroda 14 pole je konfigurována jako prstencová elektroda a má tvar anuloidu.

Když emitované částice dopadají na komponentu detektoru částicové optiky, mají tyto emitované částice směr dopadu, který svírá jistý úhel s osou A částicové optiky komponenty 12 detektoru částicové optiky. Tento úhel je menší než 20 stupňů, nebo menší než 10 stupňů, nebo menší než 5 stupňů, nebo menší než 3 stupně, nebo menší než 1 stupeň, nebo menší než 0,5 stupně.

Pole je konfigurováno tak, že pro emitované částice 60a, 60b se stejnou kinetickou energií se úhel vychýlení zvětšuje se zvětšující se radiální vzdáleností rE dopadu od osy A částicové optiky komponenty 12 detektoru částicové optiky. Tím jsou emitované částice soustředěny v zaostřovací oblasti R1. Radiální vzdálenost rE dopadu se měří v místě Pí, ve kterém emitované částice vstupují do pole.

Obr. 4A a 4B zobrazují příčné řezy komponentou detektoru částicové optiky. Tyto příčné řezy vycházejí ze středu průchozího otvoru elektrody 14 pole a jsou orientovány kolmo ke směru tangenciály obvodu průchozího otvoru. Obr. 4A a 4B ilustrují rozdílné geometrické konfigurace elektrody 14 pole a sestavy 29 protielektrody.

V tomto řezu má elektroda 14 pole tvaru kruhu. Tento kruh může mít průměr v rozsahu od 1 mm do 10 mm. Kromě toho v těchto příčných řezech je určitý díl první i druhé části 15, 16 mřížkové elektrody konkávní směrem k elektrodě 14 pole. Tento konkávní tvar umožňuje efektivně soustřeďovat emitované částice do oblasti R1 zaostření.

Obr. 4A zobrazuje vektory intenzity tohoto pole a obr. 4B zobrazuje ekvipotenciální křivky tohoto pole. Všechny komponenty sestavy 29 protielektrody jsou vodivé a jsou vzájemně elektricky propojeny. Tak, při zanedbání malých fluktuací způsobených otvory v částech 15, 16 mřížkové elektrody, tyto konkávní povrchy, vytvarované sestavou 29 protielektrody, vytváří ekvipotenciální plochu.

V příčném řezu kolmém ke směru tečny má povrch elektrody 14 pole, směřující k dráze svazku emitovaných částic, větší zakřivení než konkávně tvarované díly první a druhé části 15, 16 mřížkové elektrody. Tím se na tomto povrchu elektrody 14 pole objeví vyšší intenzity pole, než na konkávně tvarovaných dílech sestavy 29 protielektrody.

Sinus úhlu α vychýlení emitované částice (zobrazen na obr. 3) je přibližně úměrný integrálu

- 11 CZ 309577 B6 radiální složky elektrického pole podél trajektorie emitovaných částic dělené kinetickou energií vyhodnocenou podél této trajektorie:

C Edr,z) „ sin(a(r_£))« J—£-—’-dx (1) kde Er(r, z) je radiální složka elektrostatického pole v souřadnicích r a z v cylindrickém souřadném systému 92 vzhledem k ose A systému částicové optiky. Ekin (r, z) označuje kinetickou energii emitované částice v souřadnicích raz. Úhel α (γε) značí úhel vychýlení měřený poté, co emitovaná částice opustila pole. Tento úhel α (γε) vychýlení závisí na radiální vzdálenosti γε dopadu částice. Pro komponentu detektoru částicové optiky, ve které kinetická energie Ekin částice uvnitř pole zůstává přibližně konstantní, může být závislost mezi sinusem úhlu α vychýlení, kinetickou energií Ekin a radiální složkou elektrického pole E_r přibližně vyjádřena vztahem:

(2)

Na obr. 5A jsou zobrazeny experimentální body, které představují závislost mezi úhlem α vychýlení a radiální vzdáleností γε dopadu pro částice, mající stejnou kinetickou energii dopadu. U těchto experimentálních bodů je elektroda 14 pole umístěna v záporném potenciálu vzhledem k sestavě 29 protielektrody, jak ukazuje obr. 5B.

Jak je vidět z experimentálních bodů, které jsou zobrazeny na obr. 5A, závislost úhlu α vychýlení na radiální vzdálenosti dopadu γε u částic se stejnou kinetickou energií dopadu je přizpůsobena lineárně se zvyšující závislosti, která prochází počátkem. Tato lineárně se zvyšující závislost je zobrazena na obr. 5A jako přímka 51. Pro každý úhel vychýlení je odchylka od lineárně se zvyšující závislosti menší než 30 % příslušného úhlu vychýlení, nebo menší než 20 %, nebo menší než 10 %, nebo menší než 5 % příslušného úhlu vychýlení.

Komponenta detektoru částicové optiky působí jako spojná čočka, která soustřeďuje emitované částice se stejnou kinetickou energií směrem k oblasti R3 zaostření. Malý rozsah oblasti R3 zaostření je výsledkem toho, že závislost úhlu α vychýlení na radiální vzdálenosti γε dopadu se přizpůsobí závislosti lineární. Závislost vzdálenosti d, měřené mezi oblastí R3 zaostření a elektrodou pole 14, na úhlu α vychýlení a na radiální vzdálenosti dopadu γε může být přibližně vyjádřena vztahem:

d ~ ’^E siná (3)

Vzdálenost d závisí na potenciálu elektrody 14 pole. Při kinetické energii 8 keV a potenciálu elektrody pole -4 keV vzhledem k sestavě 29 protielektrody činí tato vzdálenost d asi 5 cm.

Použitím rovnic (1) a (3) může být závislost vzdálenosti d na kinetické energii vyjádřena následující rovnicí:

(4)

- 12CZ 309577 B6

K energeticky závislému posunu zaostření podél dráhy svazku emitovaných částic dochází v důsledku energetické závislosti vzdálenosti d. Tudíž mohou být emitované částice filtrovány podle jejich kinetické energie patřičným uspořádáním prostorového filtru.

Komponenta detektoru částicové optiky, která je zobrazena na obr. 5A a 5B, má identickou geometrickou konfiguraci jako komponenta detektoru částicové optiky, která je zobrazena na obr. 5C a 5D. Avšak na obr. 5C a 5D je elektroda 14 pole umístěna v kladném potenciálu vzhledem k sestavě 29 protielektrody. Tak má tato komponenta detektoru částicové optiky divergující účinek částicové optiky.

Jak ukazuje obr. 5C, také v tomto případě je závislost úhlu vychýlení na radiální vzdálenosti dopadu rE pro emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu přizpůsobena lineárně se zvyšující závislosti, která prochází počátkem. Na obr. 5C je tato lineárně se zvyšující závislost zobrazena jako přímka 52. Pro každý úhel vychýlení je odchylka od lineárně se zvyšující závislosti menší než 30 % příslušného úhlu vychýlení, nebo menší než 20 %, nebo menší než 10 %, nebo menší než 5 % příslušného úhlu vychýlení.

Zpětná prodloužení trajektorií částic se stejnou kinetickou energií tvoří společnou oblast R4 divergence, nacházející se ve vzdálenosti g od elektrody 14 pole. Tak tato oblast divergence R4 představuje virtuální oblast divergence.

Rovnice (4) může být použita pro analogové stanovení vzdálenosti g oblasti R4 divergence od elektrody 14 pole. Tudíž také vzdálenost g závisí na kinetické energii emitovaných částic. Proto pole generuje energeticky závislý posun oblasti R4 divergence podél dráhy svazku emitovaných částic. V důsledku tohoto energeticky závislého posunu oblasti R4 divergence mohou být elektrony, např. rozdílně rozostřovány na částice zachycujícím povrchu detektoru v závislosti na kinetické energii emitovaných částic. Např. elektrony s malou kinetickou energií mohou být rozostřeny tak, že nenarazí na částice zachycující povrch detektoru. Tudíž je možné provádět filtrování podle kinetické energie elektronů.

Obr. 6 zobrazuje komponentu 12a detektoru částicové optiky detektorového systému podle druhého příkladného provedení. Komponenty, které odpovídají komponentám prvního příkladného provedení, zobrazeného na obr. 1 až 5D, pokud jde o jejich složení, jejich konstrukci a/nebo funkci, jsou označeny stejnými vztahovými značkami, ke kterým je pro odlišení přidáno písmeno a.

Komponenta 12a detektoru částicové optiky obsahuje sestavu 27a zpomalovací elektrody pole a sestavu 28a urychlovací elektrody pole. Sestava 27a zpomalovací elektrody pole je konfigurována tak, aby snižovala kinetickou energii emitovaných částic před tím, než vstoupí do pole, které je generováno elektrodou 14a pole a sestavou 29a protielektrody. Sestava 28a urychlovací elektrody pole je konfigurována tak, aby zvyšovala kinetickou energii emitovaných částic poté, co opustily pole, které je generováno elektrodou 14a pole a sestavou 29a protielektrody.

Sestava 27a zpomalovací elektrody pole je umístěna v dráze svazku emitovaných částic před elektrodou 14a pole a před sestavou 29a protielektrody. Sestava 28a urychlovací elektrody pole je umístěna v dráze svazku emitovaných částic za elektrodou 14a pole a za sestavou 29a protielektrody. Na obr. 6 jsou schematicky naznačeny siločáry zpomalovacího pole 25a a urychlovacího pole 26a. Jak urychlovací pole 26a, tak i zpomalovací pole 25a jsou homogenní nebo v podstatě homogenní.

V druhém příkladném provedení, které je zobrazeno na obr. 6, má sestava 27a zpomalující elektrody pole mřížkovou elektrodu 20a na straně objektu a mřížkovou elektrodu 21a na straně detektoru, jež jsou obě připojeny ke zdroji napětí (nezobrazen). Mřížková elektroda 20a na straně objektu je umístěna v potenciálu trubicové vložky 8 (zobrazena na obr. 1). Mřížková elektroda 21a na straně detektoru je umístěna v potenciálu sestavy 29a protielektrody.

- 13 CZ 309577 B6

Podobně sestava 28a urychlující elektrody pole obsahuje mřížkovou elektrodu 22a na straně objektu a mřížkovou elektrodu 23a na straně detektoru, jež jsou obě připojeny ke zdroji napětí (nezobrazen). Mřížková elektroda 22a na straně objektu je umístěna v potenciálu sestavy 29a protielektrody. Mřížková elektroda 23a na straně detektoru je umístěna v potenciálu trubicové vložky 8.

Rozdíl potenciálů mezi mřížkovými elektrodami 20a, 21a sestavy 27a zpomalující elektrody pole a mezi mřížkovými elektrodami 22a, 23a sestavy 28a urychlovací elektrody pole může být nastaven např. na 4 kV.

Potenciál sestavy 29a protielektrody je odlišný od potenciálu trubicové vložky 8. Z tohoto důvodu je druhá stínicí trubice 24a umístěna uvnitř stínicí trubice 19a, která je konfigurována tak, aby umožnila průchod primárního svazku 6. Druhá stínicí trubice 24a je umístěna v potenciálu trubicové vložky. Tak je možné zabránit odchýlení primárního svazku 6.

Sestava 27a zpomalující elektrody pole umožňuje snížení kinetické energie emitovaných částic, když tyto emitované částice projdou polem, které je generováno elektrodou 14a pole a sestavou 29a protielektrody. Podle rovnice (4) toto umožňuje měnit rozdíl mezi dvěma oblastmi zaostření. Tak je možno dosáhnout účinnějšího energetického filtrování.

Dodatečným měněním rozdílu potenciálů mezi elektrodou 14a pole a sestavou 29a protielektrody, je např. možné udržovat vzdálenost oblasti zaostření první kinetické energie v podstatě konstantní a měnit vzdálenost oblasti zaostření druhé, vyšší, kinetické energie. Toto umožňuje pružně měnit filtrovaný energetický rozsah.

Obr. 7 zobrazuje detektorový systém 11b podle třetího příkladného provedení. Komponenty, které odpovídají komponentám prvního a druhého příkladného provedení, zobrazených na obr. 1 až 6, pokud jde o jejich složení, jejich konstrukci a/nebo funkci, jsou označeny stejnými vztahovými značkami, ke kterým je pro odlišení přidáno písmeno b.

Detektorový systém 11b obsahuje první komponentu 101b detektoru a druhou komponentu 102b detektoru. Druhá komponenta 102b detektoru je umístěna za první komponentou 101b detektoru. První i druhá komponenta 101b, 102b obsahují průchozí otvor 107b, 108b pro umožnění průchodu primárního svazku 6b.

Detektorový systém 11b je konfigurován tak, aby hlavní část emitovaných částic, které jsou detekovány první komponentou 101b detektoru, byly zpětně rozptýlené elektrony, a hlavní část emitovaných částic, které jsou detekovány druhou komponentou 102b detektoru, byly sekundární elektrony.

V důsledku interakce primárního svazku 6b s objektem jsou z oblasti interakce emitovány sekundární elektrony a zpětně rozptýlené elektrony. Hlavní část těchto sekundárních elektronů má emisní energii až 50 eV. Hlavní část zpětně rozptýlených elektronů má emisní energii mezi 50 eV a energií dopadu primárních elektronů na objekt. Trubicová vložka 8 (zobrazená na obr. 1) je umístěna v kladném potenciálu vzhledem k objektu. Tím jsou emitované elektrony vedeny do trubicové vložky a získávají přídavnou energii, která odpovídá rozdílu potenciálů mezi trubicovou vložkou a objektem. Trubicová vložka je např. umístěna v potenciálu 8 kV vzhledem k objektu. Pak, při vstupu do komponenty 12b detektoru částic, má hlavní část sekundárních elektronů dopadovou kinetickou energii mezi 8 keV a 8,05 keV a hlavní část zpětně rozptýlených elektronů má dopadovou kinetickou energii 8,05 keV až 8 keV + E_a, kde E_a, je energie dopadu primárních elektronů na objekt.

Komponenta 12b detektoru částicové optiky je konfigurována tak, že má konvergující účinek částicové optiky. Pro tento účel je elektroda 14b pole umístěna v záporném potenciálu vzhledem k

- 14 CZ 309577 B6 sestavě 29b protielektrody. První komponenta 101b detektoru je vzhledem ke komponentě 12b detektoru částicové optiky uspořádána tak, že oblast zaostření Ra emitovaných elektronů, které jsou emitovány z povrchu objektu s emisní energií až 50 eV, je umístěna alespoň částečně v otvoru 107b nebo v jeho těsné blízkosti. Tudíž v rovině první komponenty 101b detektoru má svazek elektronů, majících emisní energii až 50 eV, takový profil intenzity, že je silně zaostřen. A tím hlavní část těchto elektronů prochází otvorem 107b a dopadá na jeden z částice zachycujících povrchů 105b, 106b druhé komponenty 102b detektoru.

Oblast Rb zaostření elektronů, majících emisní energii větší než 50 eV, je umístěna za (ve směru paprsku) otvorem 107b. V rovině první komponenty 101b detektoru má svazek elektronů, majících emisní energii větší než 50 eV, takový profil intenzity, že je silně zaostřen. A tím hlavní část těchto elektronů dopadá na jeden z částice zachycujících povrchů 103b, 104b první komponenty 101b detektoru.

První i druhá komponenta 101b, 102b obsahují množství detektorů, z nichž každý má částice zachycující povrch. Každý z těchto detektorů je konfigurován tak, aby samostatně detekoval částice, které na příslušný detektor dopadají.

Částice zachycujícím povrchem může být např. citlivý povrch nebo kombinace citlivého povrchu polovodičového detektoru, vícekanálové desky a/nebo scintilačního detektoru.

První částice zachycující povrch 106b druhé komponenty 102b detektoru je umístěn prstencovitě okolo osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky.

Tento první částice zachycující povrch 106b druhé komponenty 102b detektoru především detekuje sekundární elektrony, které jsou emitovány z povrchu pod poměrně malým emisním úhlem a/nebo s poměrně velkou emisní energií. Tento emisní úhel emitovaných částic může být definován jako úhel, který svírá emisní směr emitovaných částic s osou OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky. Sekundární elektrony, mající malý emisní úhel, mají trajektorii, která má malou radiální vzdálenost od osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky.

Intenzita toku sekundárních elektronů, které jsou emitovány pod malým emisním úhlem, poměrně silně závisí na atomovém čísle atomů v oblasti interakce. Tudíž, v závislosti na intenzitě toku částic prvního částice zachycujícího povrchu 106b je možno generovat obraz ukazující kompoziční kontrast (tj. kontrast atomových čísel).

Druhá komponenta 102b detektoru dále obsahuje množství sektorových částice zachycujících povrchů 105b, z nichž každý má tvar prstencového sektoru. Tyto sektorové částice zachycující povrchy 105b jsou uspořádány obvodově kolem osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky. Tyto sektorové částice zachycující povrchy 105b jsou uspořádány ve větší radiální vzdálenosti od osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky než první částice zachycující povrch 106b.

Tudíž tyto sektorové částice zachycující povrchy 105b detekují především sekundární elektrony, které jsou emitovány pod větším emisním úhlem a/nebo s malou emisní energií. Kromě toho také ta část v intenzitě toku částic sektorových částice zachycujících povrchů 105b, která je generována zpětně rozptýlenými elektrony, je menší než v intenzitě toku částic prvního částice zachycujícího povrchu 106b.

Sektorové částice zachycující povrchy 105b samostatně detekují emisi sekundárních elektronů v různých oblastech prostorových úhlů. Tyto oblasti prostorových úhlů jsou uspořádány kolem osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky a zachycují elektrony, které mají poměrně velký emisní úhel.

Intenzity toku částic detekovaných jednotlivými sektorovými částice zachycujícími povrchy 105a

- 15 CZ 309577 B6 proto závisí poměrně silně na topografii povrchu objektu. Tak je možné generovat obraz povrchu objektu ukazující topografický kontrast v závislosti na intenzitách toku částic sektorových částice zachycujících povrchů 105b druhé komponenty 102b detektoru.

První komponenta detektoru obsahuje první částice zachycující povrch 104b a druhý částice zachycující povrch 103b, z nichž každý má tvar prstence a obemyká osu OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky. Radiální vzdálenost tohoto druhého částice zachycujícího povrchu 103b od osy OA částicové optiky tohoto systému částicové optiky je větší než radiální vzdálenost prvního částice zachycujícího povrchu 104b.

Na druhý částice zachycující povrch 103b dopadá menší část sekundárních elektronů než na první částice zachycující povrch 104b. Tudíž v závislosti na intenzitě toku částic druhého částice zachycujícího povrchu 103b je možno generovat obraz povrchu objektu ukazující kompoziční kontrast.

Je případně možné, aby detektorový systém 11b měl aperturní clonu místo první komponenty 101b detektoru, přičemž tato aperturní clona je uspořádána vzhledem k systému 12b detektoru částicové optiky tak, že oblast Ra zaostření pro emitované elektrony, které opouštějí povrch objektu s emisní energií až 50 eV, je alespoň částečně umístěna v apertuře této aperturní clony nebo v její těsné blízkosti.

Obr. 8 zobrazuje čtvrté příkladné provedení detektorového systému 11c. Komponenty, které odpovídají komponentám prvního až třetího příkladného provedení, zobrazených na obr. 1 až 7, pokud jde o jejich složení, jejich konstrukci a/nebo funkci, jsou označeny stejnými vztahovými značkami, ke kterým je pro odlišení přidáno písmeno c.

Na rozdíl od detektorového systému 11b (zobrazen na obr. 7) je v detektorovém systému 11c (zobrazen na obr. 8) čtvrtého příkladného provedení první komponenta 101c detektoru, která je konfigurována pro detekování zpětně rozptýlených elektronů, uspořádána za druhou komponentou 102c detektoru, která je konfigurována pro detekování sekundárních elektronů. Tato konfigurace první komponenty 101c detektoru odpovídá konfiguraci první komponenty 101b detektoru (zobrazen na obr. 7) třetího příkladného provedení, přičemž ovšem jsou geometrie částice zachycujících povrchů přizpůsobeny odlišným svazkovým drahám. Toto platí také pro druhou komponentu 102c detektoru.

Detektorový systém 11c je konfigurován tak, že oblast Rb zaostření elektronů, majících emisní energii větší než 50 eV, se alespoň částečně nachází v otvoru 108c druhé komponenty 102c detektoru nebo v jeho těsné blízkosti. Tak jsou elektrony, které procházejí otvorem 108c druhé komponenty detektoru, převážně zpětně rozptýlené elektrony. Oblast Ra zaostření elektronů, majících emisní energii až 50 eV, se nachází před (proti směru svazku) otvorem 108c v dráze svazku emitovaných částic mezi systémem 12c částicové optiky a druhou komponentou 102c detektoru. Sekundární elektrony jsou proto silně rozostřeny v rovině druhé komponenty 102c detektoru a pouze malá část těchto sekundárních elektronů prochází otvorem 108c.

Převažující část elektronů, které jsou detekovány druhou komponentou 102c detektoru, jsou proto sekundární elektrony.

Odlišné polohy oblastí Ra, Rb zaostření čtvrtého příkladného provedení (zobrazeno na obr. 8) ve srovnání s třetím příkladným provedením (zobrazeno na obr. 7) může být zejména dosaženo větším záporným potenciálem elektrody 14c pole vzhledem k protielektrodě 29c. Když je použita komponenta detektoru částicové optiky podle druhého příkladného provedení (zobrazeno na obr. 6), může být změny uspořádání oblastí Ra, Rb zaostření podél dráhy svazku dosaženo rovněž změnou zpomalujícího pole a/nebo urychlujícího pole.

Obr. 9 zobrazuje komponentu detektoru částicové optiky detektorového systému podle pátého

- 16 CZ 309577 B6 příkladného provedení. Komponenty, které odpovídají komponentám prvního až čtvrtého příkladného provedení, zobrazených na obr. 1 až 8, pokud jde o jejich složení, jejich konstrukci a/nebo funkci, jsou označeny stejnými vztahovými značkami, ke kterým je pro odlišení přidáno písmeno d.

Komponenta 12d detektoru částicové optiky obsahuje pro generování druhého pole druhou elektrodu 108d pole a druhou sestavu 109d protielektrody.

Sestava 27d zpomalující elektrody pole je uspořádána v dráze svazku emitovaných částic před první a druhou elektrodou 14d, 108d pole a první a druhou sestavou 29d, 109d protielektrody. Sestava 28d urychlující elektrody pole je uspořádána v dráze svazku emitovaných částic před první a druhou elektrodou 14d, 108d pole a první a druhou sestavou 29d, 109d protielektrody. Je případně možné, aby toto páté příkladné provedení bylo konfigurováno bez sestavy 27d zpomalující elektrody pole a/nebo bez sestavy 28d urychlující elektrody pole. První a druhá elektroda 14d, 108d mohou mít odlišné geometrie nebo mohou tyto geometrie být vzájemně přizpůsobeny. Toto rovněž platí pro první a druhou sestavu 29d, 109d protielektrody.

Detektorový systém pátého příkladného provedení, který je zobrazen na obr. 9, umožňuje konfigurovat první a druhé pole tak, že jedno z těchto polí má konvergující účinek částicové optiky a to druhé z těchto polí má divergující účinek částicové optiky. V tomto pátém příkladném provedení, které je zobrazeno na obr. 9, má to první pole divergující účinek částicové optiky, a to druhé pole má konvergující účinek částicové optiky.

Ovšem je případně možné, aby obě tato pole měla divergující účinek částicové optiky nebo aby obě tato pole měla konvergující účinek částicové optiky.

Pomocí kombinace divergujícího a konvergujícího účinku částicové optiky je možno obměňovat energeticky závislý posun zaostření. Zejména tato kombinace umožňuje invertovat tento energeticky závislý posun zaostření. Přitom je možné dosáhnout energeticky závislého posunu zaostření tak, aby se oblast zaostření emitovaných částic s větší kinetickou energií nacházela před (proti směru svazku) oblastí zaostření emitovaných částic s menší kinetickou energií.

Tak je možné ještě lépe optimalizovat polohy oblastí zaostření pro získání kompaktního detektorového systému a účinného energetického filtrování.

I když tento vynález byl popsán ve vztahu k určitým jeho příkladným provedením je evidentní, že odborníkům z oboru budou zřejmé mnohé alternativy, modifikace a varianty. Tudíž příkladná provedení tohoto vynálezu zde vyložená jsou míněna jako ilustrativní a nikterak omezující. Je možno provést rozličné změny, aniž by došlo k odchýlení se od ducha rozsahu předloženého vynálezu, jak je definováno v následujících patentových nárocích.

Claims (20)

1. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem pro pozorování objektu (9), přičemž tento rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem obsahuje:

systém (2) částicové optiky mající objektivovou čočku (7), přičemž tato objektivová čočka (7) je konfigurovaná pro zaostření primárního svazku (6) tohoto rastrovacího mikroskopu (1) na oblast (OR) objektu systému (2) částicové optiky tak, že jsou z objektu (9) emitovány částice a tyto procházejí základní rovinou (PP) objektivové čočky (7) při jejich průchodu polem objektivové čočky, a detektorový systém (11) obsahující komponentu (12) detektoru částicové optiky konfigurovanou pro generování elektrostatického pole v dráze svazku emitovaných částic;

přičemž je toto pole alespoň částečně uspořádáno vně objektivového pole objektivové čočky (7);

vyznačující se tím, že detektorový systém (11) je nakonfigurovaný pro prostorové filtrování emitovaných částic poté, co tyto emitované částice prošly uvedeným polem, a pro detekování části těchto odfiltrovaných emitovaných částic;

přičemž komponenta (12) detektoru částicové optiky je nakonfigurovaná tak, že toto prostorové filtrování filtruje emitované částice podle kinetické energie těchto emitovaných částic.

2. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že detektorový systém (11) obsahuje prostorový filtr, přičemž uvedené pole je konfigurováno tak, aby pro každý z alespoň dvou odlišných energetických rozsahů kinetické energie generovalo profil intenzity napříč tímto prostorovým filtrem, přičemž tyto profily intenzity těchto energetických rozsahů jsou vzájemně odlišné.

3. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 2, vyznačující se tím, že filtrování podle kinetické energie se provádí v závislosti na těchto odlišných profilech intenzity.

4. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že komponenta (12) detektoru částicové optiky obsahuje elektrodu (14) pole a sestavu (29) protielektrody, přičemž uvedené pole je generováno mezi touto elektrodou (14) pole a touto sestavou (29) protielektrody; přičemž elektroda (14) pole obsahuje průchozí otvor, jimž procházejí emitované částice, a přičemž sestava (29) protielektrody obsahuje první část (15) mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice vstupují do uvedeného pole, a druhou část (16) mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice pole opouštějí.

5. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem pro pozorování objektu (9), přičemž tento rastrovací mikroskop s částicovým svazkem obsahuje:

systém (2) částicové optiky obsahující objektivovou čočku (7) konfigurovanou pro zaostření primárního svazku (6) tohoto rastrovacího mikroskopu (1) s částicovým svazkem na oblast (OR) objektu systému (2) částicové optiky tak, že z objektu (9) jsou emitovány částice, a vyznačující se tím, že detektorový systém (11) je nakonfigurovaný pro detekování části emitovaných částic, přičemž tento detektorový systém (11) obsahuje komponentu (12) detektoru částicové optiky nakonfigurovanou pro generování elektrostatického pole v dráze svazku emitovaných částic;

přičemž tato komponenta (12) detektoru částicové optiky obsahuje elektrodu (14) pole a sestavu (29) protielektrody, přičemž uvedené pole je generováno mezi touto elektrodou (14) pole a sestavou (29) protielektrody;

- 18 CZ 309577 B6 přičemž tato elektroda (14) pole obsahuje průchozí otvor, kterým procházejí emitované částice, a přičemž sestava (29) protielektrody obsahuje první část (15) mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice vstupují do pole a druhou část (16) mřížkové elektrody, skrz kterou tyto emitované částice toto pole opouštějí.

6. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 5, vyznačující se tím, že detektorový systém (11) obsahuje prostorový filtr, kde pole je konfigurováno tak, aby pro každý z alespoň dvou odlišných energetických rozsahů kinetické energie generovalo profil intenzity napříč tímto prostorovým filtrem, přičemž tyto profily intenzity těchto energetických rozsahů jsou vzájemně odlišné.

7. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 6, vyznačující se tím, že filtrování podle kinetické energie se provádí na základě těchto odlišných profilů intenzity.

8. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že elektroda (14) pole není mřížková.

9. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že v řezu komponenty (12) detektoru částicové optiky, vedeném v rovině vycházející ze středu průchozího otvoru a orientovaném šikmo k obvodovému směru průchozího otvoru, je alespoň část první části (15) mřížkové elektrody a/nebo alespoň část druhé části (16) mřížkové elektrody konkávní a/nebo konvexní směrem k elektrodě (14) pole.

10. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z nároků 4 až 9, vyznačující se tím, že vnitřní průměr (ID) průchozího otvoru je větší než osová délka (AL) tohoto průchozího otvoru.

11. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že je pole konfigurováno tak, že pro emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu se úhel vychýlení (α) zvětšuje se zvětšující se radiální vzdáleností dopadu (íe) od přímky.

12. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že je pole konfigurováno tak, že pro emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu je závislost úhlu vychýlení (α) na radiální vzdálenosti (íe) od přímky přizpůsobena lineárně se zvětšující závislosti.

13. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 12, vyznačující se tím, že pro všechny emitované částice se stejnou kinetickou energií dopadu je odchylka úhlu vychýlení od lineárně se zvětšující závislosti menší než 30 % tohoto úhlu vychýlení, nebo menší než 20 %, nebo menší než 10 % nebo menší než 5 % tohoto úhlu vychýlení (γε).

14. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že tato přímka je zarovnána na osu primárního svazku (6).

15. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že komponenta (12) detektoru částicové optiky generuje energeticky závislý posun oblasti (R3) zaostření svazkové dráhy ve směru podél této svazkové dráhy; a/nebo tato komponenta (12) detektoru částicové optiky generuje energeticky závislý posun oblasti (R4) divergence svazkové dráhy ve směru podél této svazkové dráhy.

16. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že komponenta (12) detektoru částicové optiky je konfigurována pro generování druhého elektrostatického pole v dráze svazku emitovaných částic;

- 19 CZ 309577 B6 přičemž tato komponenta (12) detektoru částicové optiky obsahuje druhou elektrodu (108d) pole a druhou sestavu (109d) protielektrody, přičemž druhé elektrostatické pole je generováno mezi touto druhou elektrodou (108d) pole a touto druhou sestavou (109d) protielektrody;

přičemž tato druhá elektroda (108d) pole obsahuje průchozí otvor, kterým procházejí emitované částice.

17. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle nároku 16, vyznačující se tím, že druhá sestava (109d) protielektrody obsahuje první část mřížkové elektrody, skrz kterou emitované částice vstupují do druhého pole a druhou část mřížkové elektrody, skrz kterou tyto emitované částice toto druhé pole opouštějí.

18. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že toto pole obklopuje osu primárního svazku, a/nebo toto pole je v podstatě axiálně symetrické.

19. Rastrovací mikroskop (1) s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že komponenta (12) detektoru částicové optiky obsahuje alespoň jednu elektrodu, která obklopuje primární svazek (6).

20. Rastrovací mikroskop s částicovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že komponenta (12) detektoru částicové optiky obsahuje sestavu (27a) zpomalující elektrody pole a/nebo sestavu (28a) urychlující elektrody pole.