DE102010056321A1

DE102010056321A1 - Partikelstrahlmikroskop

Info

Publication number: DE102010056321A1
Application number: DE102010056321A
Authority: DE
Inventors: Gerd Benner; Stefan Meyer; Steffen Niederberger; Dirk Preikszas
Original assignee: Carl Zeiss NTS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: US20120326030A1; DE102010056321B9; DE102010056321B4; NL2012225C2; NL2008042A; NL2012225A; NL2008042C2

Abstract

Ein Partikelstrahlmikroskop 1 umfaßt eine Magnetlinse 3 mit einer optischen Achse 53 und wenigstens einem vorderen Polstück 21, das in dem Strahlengang vor einer Objektebene 19 angeordnet ist. Ein Objekthalter 61 haltert ein zu untersuchendes Objekt 5 an einem Schnittpunkt 51 zwischen einer optischen Achse 53 und der Objektebene 19. Ein erster Röntgendetektor 331 mit einem ersten strahlungsempfindlichen Substrat 351 und ein zweiter Röntgendetektor 332 mit einem zweiten strahlungsempfindlichen Substrat 352, sind derart angeordnet, dass ein erster Elevationswinkel β1 zwischen einer ersten Geraden 551, welche durch den Schnittpunkt 51 und ein Zentrum des ersten Substrats 351 verläuft, und der Objektebene 19 sich von einem zweiten Elevationswinkel β2 zwischen einer zweiten Geraden 552, welche durch den Schnittpunkt 51 und ein Zentrum des zweiten Substrats 352 verläuft, und der Objektebene 19 um mehr als 14° unterscheidet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Partikelstrahlmikroskop mit einem energiedispersiven Röntgendetektor, wobei mit einem durch das Partikelstrahlmikroskop erzeugten fokussierten Partikelstrahl in einem zu untersuchenden Objekt Röntgenstrahlung erzeugt wird, deren Spektrum mit dem Röntgendetektor aufgenommen wird. Aus einer Analyse des aufgenommenen Röntgenspektrums kann auf eine Zusammensetzung des Objekts am Ort des auftreffenden Partikelstrahls geschlossen werden. Das Partikelstrahlmikroskop kann als ein Elektronenmikroskop, insbesondere ein Transmissionselektronenmikroskop, oder als ein Ionenmikroskop, wie beispielsweise ein Helium-Gas-Feldionenmikroskop, ausgebildet sein.
Bei herkömmlichen derartigen Partikelstrahlmikroskopen hat sich gezeigt, dass die gewonnenen Röntgenspektren bei einer vertretbaren Messdauer eine zu geringe Anzahl von nachgewiesenen Röntgenquanten aufweisen, um daraus die Zusammensetzung des Objekts am Ort des auftreffenden Partikelstrahls mit einer gewünschten Signifikanz zu ermitteln.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Partikelstrahlmikroskop mit Röntgendetektor vorzuschlagen, welches eine Auswertung von aufgenommenen Röntgenspektren mit erhöhter Signifikanz erlaubt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Partikelstrahlmikroskop vorgeschlagen, welches eine Magnetlinse mit einer optischen Achse und wenigstens einem vorderen Polstück, das in dem Strahlengang entlang der optischen Achse mit Abstand vor einer Objektebene angeordnet ist, einen Objekthalter, welcher dazu konfiguriert ist, ein zu untersuchendes Objekt an einem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene zu haltern, einen ersten Röntgendetektor mit einem ersten strahlungsempfindlichen Substrat, und einen zweiten Röntgendetektor mit einem zweiten strahlungsempfindlichen Substrat umfasst, wobei der erste und der zweite Röntgendetektor derart angeordnet sind, dass ein erster Elevationswinkel zwischen einer ersten Geraden, welche durch den Schnittpunkt und ein Zentrum des ersten Substrats verläuft, und der Objektebene sich von einem zweiten Elevationswinkel zwischen einer zweiten Geraden, welche durch den Schnittpunkt und ein Zentrum des zweiten Substrats verläuft, und der Objektebene um mehr als 14° unterscheidet.
Von den beiden Röntgendetektoren kann einer, gesehen in Strahlrichtung, auf einer der Teilchenstrahlquelle zugewandten Seite vor der Objektebene angeordnet sein, und ein anderer kann auf einer der Teilchenstrahlquelle abgewandten Seite hinter der Objektebene angeordnet sein.
Die Substrate des ersten und des zweiten Röntgendetektors sind bezüglich der Objektebene unter verschiedenen Elevationswinkeln angeordnet. Dies hat zur Folge, dass sich die Zusammensetzung der auf die beiden Substrate treffenden Röntgenstrahlung unterscheidet. Auf die Substrate treffen nämlich zwei Arten von Röntgenstrahlung:
Zum einen ist dies die charakteristische Röntgenstrahlung, die von dem auf das Objekt treffenden Partikelstrahl durch Anregung elektronischer Übergänge in Atomen und Molekülen des Objekts erzeugt wird und deren Spektrum die gewünschten Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Objekts am Ort des auftreffenden Partikelstrahls erlaubt. Die charakteristische Röntgenstrahlung wird von dem Auftreffort des Partikelstrahls auf das Objekt im Wesentlichen isotrop, d. h. in die verschiedenen Raumrichtungen gleichverteilt emittiert.
Zum anderen ist dies die Röntgenbremsstrahlung, welche durch Ablenkung der auf das Objekt treffenden Partikel im elektrischen Feld von Atomkernen des Objekts entsteht. Die Röntgenbremsstrahlung wird anisotrop und mit erhöhter Intensität in Vorwärtsrichtung aus Sicht des auf das Objekt treffenden Partikelstrahls emittiert. Die Röntgenbremsstrahlung trägt zu einem Untergrund eines aufgenommenen Röntgenspektrums bei, und der Anteil des Spektrums der signifikanten Röntgenstrahlung in dem aufgenommenen Spektrum muss durch Abziehen dieses Untergrunds errechnet werden.
Da die Substrate der beiden Detektoren mit unterschiedlichen Elevationswinkeln bezüglich der Objektebene angeordnet sind, treffen auf diese, bei gleichen Abständen der Substrate von dem Auftreffort des Partikelstrahls auf das Objekt, im Wesentlichen gleiche Anteile an der im Wesentlichen isotrop emittierten charakteristischen Röntgenstrahlung, aber verschiedene Anteile der anisotrop emittierten Röntgenbremsstrahlung auf. Hierdurch ist es möglich, durch geeignete Analyse der durch die beiden Detektoren aufgenommenen Röntgenspektren, den jeweiligen Anteil an auf die Substrate treffender Röntgenbremsstrahlung mit vergleichsweise hoher Genauigkeit zu bestimmen und von den aufgenommenen Spektren abzuziehen, so dass die verbleibenden Anteile an charakteristischer Röntgenstrahlung präzise errechnet und daraus die Zusammensetzung des Objekts am Auftreffort des Partikelstrahls mit hoher Signifikanz bestimmt werden kann. Hierbei können nicht nur die Anteile an kontinuierlicher Bremsstrahlung sondern insbesondere auch die als Peaks im Röntgenspektrum auftretenden Anteile an kohärenter Bremsstrahlung, die von kristallinen Objekten erzeugt wird und besonders schwer von der kontinuierlichen Bremsstrahlung zu unterscheiden ist, bestimmt werden. Hintergrundinformation zur kohärenten Bremsstrahlung kann dem Kapitel 33.4.0 des Buchs Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science (4-Vol Set): David B. Williams, C. Barry Carter, Spectrometry IV, 1996, Plenum Press, New York, entnommen werden. Aus den mit den unter unterschiedlichen Elevationswinkeln angeordneten Detektoren aufgezeichneten Spektren können die Anteile an kontinuierlicher Bremsstrahlung und kohärenter Bremsstrahlung jeweils separat ermittelt werden.
Darüber hinaus erlaubt die Zahl von zwei Detektoren, die nahe dem Auftreffort des Partikelstrahls auf das Objekt angeordnet sind, den Nachweis einer erhöhten Zahl von Röntgenquanten und damit eine Verkürzung der notwendigen Messzeit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hierin sind noch ein dritter und ein vierter Röntgendetektor, und gegebenenfalls noch weitere Röntgendetektoren, vorgesehen, welche ebenfalls unter unterschiedlichen Elevationswinkeln bezüglich der Objektebene angeordnet sein können und welche, gesehen um die optische Achse, allerdings unter anderen Azimutwinkeln angeordnet sind als die Substrate des ersten und des zweiten Röntgendetektors. Insbesondere kann das Substrat des dritten Röntgendetektors bezüglich des Schnittpunkts zwischen der optischen Achse und der Objektebene dem Substrat des ersten Röntgendetektors diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Ebenso kann das Substrat des vierten Röntgendetektors bezüglich des Schnittpunkts dem Substrat des zweiten Röntgendetektors diametral gegenüberliegend angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Partikelstrahlmikroskop eine Magnetlinse mit einer optischen Achse, welche ein vorderes Polstück, das in dem Strahlengang entlang der optischen Achse mit Abstand vor einer Objektebene angeordnet ist, und ein hinteres Polstück umfasst, das in dem Strahlengang entlang der optischen Achse mit Abstand hinter der Objektebene angeordnet ist, einen Objekthalter, welcher dazu konfiguriert ist, ein zu untersuchendes Objekt an einem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene zu haltern, einen ersten Röntgendetektor mit einem ersten strahlungsempfindlichen Substrat, und einen zweiten Röntgendetektor mit einem zweiten strahlungsempfindlichen Substrat umfasst, wobei ferner ein Antrieb und ein durch Betätigen des Antriebs von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbarer Verschluss vorgesehen ist, welche so konfiguriert sind, dass der Verschluss in der ersten Stellung zwischen dem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Substrat angeordnet ist, um ein Auftreffen von von dem an dem Schnittpunkt anordenbaren Objekt ausgehender Röntgenstrahlung und Streuteilchen auf dem ersten und zweiten Substrat zu blockieren, und in der zweiten Stellung so angeordnet ist, dass die von dem an dem Schnittpunkt anordenbaren Objekt ausgehende Röntgenstrahlung und Streuteilchen auf das erste und das zweite Substrat treffen können.
In manchen Betriebssituationen besteht die Gefahr, dass die Substrate der Detektoren durch Kontaminationen verunreinigt oder einer zu hohen Dosis an Elektronen ausgesetzt werden. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Strahlstrom des auf das Objekt treffenden Partikelstrahls sehr hoch ist und aus dem Objekt Partikel herauslöst oder das Partikelstrahlmikroskop mit einer geringen magnetischen Erregung der Objektivlinse betrieben wird, so dass im Bereich des Objekts ein zu geringes Magnetfeld vorliegt, um das Auftreffen zu hoher Elektronenintensitäten auf die Detektoren zu vermeiden.
In derartigen Betriebssituationen ist es nun möglich, den Verschluss in seine erste Stellung zu bewegen, in welcher er die Substrate vor dem Auftreffen von Kontaminationen und Elektronen schützt. Hierbei ist mehreren Detektoren bzw. Substraten ein einziger Verschluss mit einem einzigen Antrieb zugeordnet, so dass durch Betätigen des einzigen Antriebs mehrere Detektoren geschützt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform hierin stellt der Verschluss auch die Funktion eines Kollimators bereit, welcher den Raumwinkelbereich, aus welchem der Detektor Röntgenstrahlung empfangen kann, einschränkt bzw. definiert. Dieser Raumwinkelbereich enthält einen Bereich des Objekts um den Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene, um die gewünschte von dem auftreffenden Partikelstrahl verursachte und aus dem Objekt austretende Röntgenstrahlung zu empfangen, wobei der Raumwinkelbereich entsprechend dem für den Verschluss zur Verfügung stehenden Bauraum so weit wie möglich beschränkt ist, um das Auftreffen von Röntgenstrahlung, welche nicht von dem Objekt herrührt, wie beispielsweise Streustrahlung, die an den Polstücken der Magnetlinse entsteht, nicht zum Detektor gelangen zu lassen. Hierzu umfasst der Verschluss eine Verschlussfläche, die mit Abstand von dem Substrat angeordnet ist und eine Ausnehmung aufweist, welche lediglich in der zweiten Stellung Röntgenstrahlung hin zu dem jeweiligen Detektor hindurchtreten lässt. Eine Querschnittsfläche der Ausnehmung kann insbesondere signifikant kleiner sein als eine Querschnittsfläche des zugehörigen Substrats, um den Raumwinkelbereich, aus welchem Röntgenstrahlung auf den Detektor treffen kann, signifikant einzuschränken.
Gemäß einer Ausführungsform hierin umfasst der Verschluss ein Rohrstück, welches sich in der zweiten Stellung des Verschlusses von der Ausnehmung hin zu dem Substrat des Detektors erstreckt. Dieses Rohrstück kann sich insbesondere ausgehend von der Ausnehmung hin zu dem Substrat konisch erweitern.
Gemäß Ausführungsformen sind die Substratflächen der Detektoren vergleichsweise klein und weisen eine Fläche von weniger als 50 mm² und insbesondere weniger als 20 mm² auf. Im Vergleich zu herkömmlicherweise eingesetzten großflächigen Detektoren erlauben es derart kleine Detektoren eine hohe Energieauflösung bei geringem Detektorrauschen und geringen Kosten zu erzielen.
Dies ermöglicht es, die Detektoren nahe an dem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene anzuordnen und, obwohl die Fläche der Substrate vergleichsweise klein ist, dennoch, gesehen von dem Schnittpunkt, einen vergleichsweise großen Raumwinkelbereich durch die Substrate der Detektoren abzudecken. Zusammen mit der Bereitstellung von Kollimatoren, deren dem Objekt zugewandte Öffnungen entsprechend der Fläche der Substrate ebenfalls vergleichsweise klein sind, bietet dies den Vorteil im Vergleich zu großflächigen und weiter entfernt von dem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene angeordneten Detektorsubstraten, dass ein in etwa gleicher Raumwinkelbereich um den Schnittpunkt mit Detektionsflächen abgedeckt werden kann, das Auftreffen von unerwünschter Streustrahlung auf die Detektoren aufgrund der kleinen Durchmesser der Eintrittsquerschnitte der Kollimatoren deutlich unterdrückt ist.
Abstände der Substrate von dem Schnittpunkt zwischen der optischen Achse und der Objektebene können beispielsweise kleiner als 12 mm oder 20 mm sein.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Partikelstrahlmikroskops gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt,
2 eine schematische Darstellung eines Details der 2 zur Erläuterung von Winkelrelationen,
3 eine schematische Darstellung des Partikelstrahlmikroskops der 2 im Querschnitt,
4a, 4b Draufsichten auf eine Detektoranordnung in zwei verschiedenen Stellungen eines Verschlusses gemäß einer Ausführungsform,
5 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch einen Verschluss gemäß einer weiteren Ausführungsform,
6 eine Draufsicht auf den Verschluss der 6, und
7 eine perspektivische Darstellung eines zur Halterung des zu untersuchenden Objekts geeigneten Probenhalters.
1 ist eine schematische Darstellung eines als Transmissionselektronenmikroskop ausgebildeten Partikelstrahlmikroskops 1, wobei die Darstellung eine elektronenoptische Linse 3, die ein fokussierendes Magnetfeld im Bereich eines zu untersuchendes Objekts 5 erzeugt, schematisch im Längsschnitt und weitere Komponenten des Elektronenmikroskops 1 funktionell schematisiert zeigt. Das Elektronenmikroskop 1 umfasst eine Elektronenstrahlquelle 7 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 9, mehrere Elektroden 11 zur Formung und Beschleunigung des Strahls 9 und ein oder mehrere Kondensorlinsen 13 oder andere elektronenoptische Komponenten, um den Strahl 9 vor seinem Eintritt in die Linse 3 weiter zu formen und zu manipulieren. Die weiteren Komponenten können beispielsweise einen Monochromator, einen Korrektor zum Korrigieren optischer Fehler der Linse 3 und Ablenker zum Rastern des Strahls 9 über das Objekt 5 umfassen.
Im Strahlengang hinter der Linse 3 können weitere elektronenoptische Komponenten 15, wie Projektivlinsen, Blenden, Phasenplatten, Bi-Prismen, Korrektoren, Spektrometer und dergleichen, und schließlich ein oder mehrere Detektoren 17 angeordnet sein.
Die Objektivlinse 3 fokussiert den Elektronenstrahl 9 in einer Objektebene 19, in welcher das zu untersuchende Objekt 5 angeordnet ist. Der Strahl 9 durchsetzt das Objekt 5, wobei Wechselwirkungen zwischen dem Objekt und dem Strahl diesen beispielsweise hinsichtlich der kinetischen Energien oder der Trajektorien der Elektronen des Strahls beeinflussen.
Derartige Beeinflussungen werden durch den einen oder die mehreren Detektoren 17 nachgewiesen und ausgewertet, um daraus Informationen über das Objekt zu gewinnen.
Die Linse 3 erzeugt ein den Elektronenstrahl 9 fokussierendes Magnetfeld zwischen zwei Polstücken 21, 23, von denen das eine (21) im Strahlengang vor der Objektebene 19 angeordnet ist und das andere (23) im Strahlengang hinter der Objektebene angeordnet ist. Die Polstücke 21, 23 weisen jeweils eine Durchgangsbohrung 26 auf, welche von dem Elektronenstrahl 9 durchsetzt wird. Ferner verjüngen sich die Polstücke 21, 23 jeweils hin zu der Objektebene 19 und weisen jeweils eine der Objektebene 19 zuweisende Endfläche 25 auf, aus denen Feldlinien des fokussierenden Magnetfelds austreten bzw. eintreten. Das Magnetfeld wird durch stromdurchflossene Wicklungen 27, welche die Polstücke 21 bzw. 23 ringförmig umgeben, erzeugt. Der magnetische Fluss zwischen den Polstücken 21, 23 ist über ein zylinderförmiges metallisches Joch 29 geschlossen, welches auch einen Vakuumraum 31 begrenzt, der das Objekt 5 umgibt. An das Joch 29 schließen in der Darstellung der 1 nach oben hin zu der Elektronenquelle 7 und nach unten hin zu dem Detektor 17 weitere Komponenten 31 des Vakuummantels an, so dass auch die Elektronenquelle 7 und der Detektor 17 im Vakuum angeordnet sind.
In dem Vakuumraum 31 sind in der Nähe des Objekts 5 ferner Röntgendetektoren 33 ₁, 33 ₂, 33 ₃ und 33 ₄ angeordnet, um Röntgenstrahlung zu detektieren, welche durch den Elektronenstrahl 9 durch sein Auftreffen auf das Objekt 5 erzeugt werden. Die Röntgendetektoren 33 umfassen jeweils ein strahlungsempfindliches Substrat 35 ₁, 35 ₂, 35 ₃ bzw. 35 ₄, welches zur Detektion von Röntgenstrahlung und Erzeugung von elektrischen Signalen ausgelegt ist, welche jeweils die Energie von nachgewiesenen Röntgenquanten repräsentieren. Die Substrate 35 sind jeweils durch Halterungen 37 ₁, 37 ₂, 37 ₃ bzw. 37 ₄ so gehaltert, dass sie mit vorbestimmten Abständen von und Orientierungen zu dem Objekt 5 angeordnet sind, wie dies nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird. Insbesondere sind ein oder mehrere Substrate 35 ₁, 35 ₃ gesehen in Strahlrichtung vor der Objektebene und ein oder mehrere Substrate 35 ₂, 35 ₄ gesehen in Strahlrichtung hinter der Objektebene angeordnet.
Die beiden Röntgendetektoren 33 ₁ und 33 ₂ sind gemeinsam an einem Rohr 39 ₁ gehaltert, welches sich durch den Vakuummantel bzw. das Joch 29 hindurch erstreckt und gegenüber diesem abgedichtet ist. Das Rohr 39 ₁ ist in eine durch einen Pfeil 41 ₁ dargestellte Richtung hin und her verlagerbar, um die Detektoren 31 ₁ und 31 ₂ von ihrer in 1 dargestellten Messposition, in welcher die Substrate 35 ₁, 35 ₂ der Detektoren 33 ₁, 33 ₂ nahe dem Objekt 5 angeordnet sind, in eine von diesem weiter entfernte zurückgezogene Parkposition zu verschieben. Ähnlich sind die Detektoren 33 ₃ und 33 ₄ an einem Rohr 39 ₂ gehaltert, welches ebenfalls den Vakuummantel 29 durchsetzt, gegenüber welchem sie abgedichtet ist, und in eine durch einen Pfeil 41 ₂ dargestellte Richtung verlagerbar ist, um auch die Detektoren 33 ₃ und 33 ₄ von einer Messposition nahe dem Objekt 5 in eine von diesem entfernte zurückgezogene Parkposition zu verlagern. Die Detektoren 33 werden in die Messposition bewegt, wenn mit den Detektoren Röntgenstrahlung detektiert werden soll, die durch das Auftreffen des Elektronenstrahls 9 auf das Objekt 5 erzeugt wird. In der Parkposition werden die Detektoren 33 angeordnet, wenn Röntgenstrahlung nicht detektiert werden soll, so dass eventuell andere Komponenten, wie beispielsweise andere Detektoren, Kühlkörper oder Blenden, nahe dem Objekt angeordnet werden können.
Zwischen den beiden Detektoren 33 ₁ und 33 ₂ ist eine Kühlplatte 43 ₁ angeordnet, welche über einen Kälteleiter 47, wie beispielsweise eine flexible Kupferlitze, in Kontakt mit einem Kälte-Reservoir 45 von beispielsweise flüssigem Stickstoff 46 steht. Die Kühlplatte 43 ₁ ist dazu vorgesehen, eine Umgebung um das Objekt 5 und die Detektoren 33 ₁, 33 ₂ zu kühlen und insbesondere dem Vakuumraum 31 um die Detektoren 33 ₁ und 33 ₂ auch Verunreinigungen zu entziehen, damit diese nicht an den Oberflächen der Substrate 35 ₁ und 35 ₂ adsorbiert werden. Ähnlich ist zwischen den Detektoren 33 ₃ und 33 ₄ eine Kühlplatte 43 ₂ angeordnet, welche ebenfalls in Kontakt mit einem Kälte-Reservoir 45 steht.
Elektrische Leitungen, wie beispielsweise Spannungsversorgungsleitungen und Signalleitungen für den Betrieb der Röntgendetektoren 33, werden durch das Rohr 39 hindurch aus dem Vakuumraum 31 nach außen geführt und sind in 1 nicht dargestellt.
2 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Substrate 35 der Röntgendetektoren 33 bezüglich eines Schnittpunkts 51 zwischen der Objektebene 19 und einer Symmetrieachse 53 der Polstücke 21, 23, welche gleichzeitig auch die optische Achse der Linse 3 ist und entlang welcher der Elektronenstrahl 9 verläuft, wobei dieser bezüglich der Achse 53 ausgelenkt werden kann, um diesen über das in der Objektebene 19 angeordnete Objekt zu rastern.
In 2 sind Geraden 55 ₁, 55 ₂, 55 ₃ und 55 ₄ dargestellt, welche sich jeweils durch den Schnittpunkt 51 zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 und ein Zentrum eines der Substrate 35 ₁, 35 ₂, 35 ₃ bzw. 35 ₄ erstrecken. Hauptflächen der Substrate 35 können orthogonal zu den Geraden 55 orientiert sein, wobei dies allerdings nicht der Fall sein muss. Ferner sind die Substrate 35 jeweils mit einem Abstand L von dem Schnittpunkt 51 zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 angeordnet. Ein jeder Röntgendetektor 33 deckt somit bezogen auf den Schnittpunkt 51 zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 einen Raumwinkelbereich Ω ab, welcher in etwa gegeben ist durch Ω = A/L², wobei A die Querschnittsfläche des Substrats 35 ist.
Zwischen den Geraden 55 ₁ und 55 ₂ durch die Zentren der Substrate 35 ₁ bzw. 35 ₂ ist ein Winkel α eingeschlossen, der größer als 14° und kleiner als 90° ist. Die Substrate 35 ₁ und 35 ₂ sind somit bezüglich der Objektebene 19 unter verschiedenen Elevationswinkeln angeordnet. Dies hat folgenden Vorteil:
Eine Linie 62 in 2 stellt eine räumliche Intensitätsverteilung von kontinuierlicher Bremsstrahlung dar, welche durch ein Auftreffen eines Elektronenstrahls mit einer kinetischen Energie von 60 keV auf ein dünnes Objekt in dem Schnittpunkt 51 zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 erzeugt wird. Diese Winkelverteilung ist rotationssymmetrisch bezüglich der Achse 53, hängt allerdings stark von dem Elevationswinkel bezüglich der Objektebene 19 ab. Die beiden Substrate 35 ₁ und 35 ₂ sind aufgrund des Winkels α zwischen den Geraden 55 ₁ und 55 ₂ durch die Zentren der Substrate unterschiedlichen Intensitäten an Bremsstrahlung ausgesetzt. Die von den Detektoren detektierte Bremsstrahlung bildet einen Untergrund für die Strahlung, die eigentlich detektiert und ausgewertet werden soll, um Information über das bestrahlte Objekt zu gewinnen, nämlich die charakteristische Röntgenstrahlung. Diese wird an dem Schnittpunkt 51 zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 mit im Wesentlichen isotroper räumlicher Intensitätsverteilung erzeugt, so dass beide Substrate 35 ₁ und 35 ₂ in etwa gleiche Anteile an charakteristischer Röntgenstrahlung detektieren. Durch ein gemeinsames Anpassen des Bremsstrahlungsuntergrundes in den durch die Substrate 35 ₁ und 35 ₂ erzeugten Spektren ist es möglich, den Untergrund besonders präzise zu bestimmen und aus den Spektren zu entfernen, so dass die verbleibenden Signalanteile in den Spektren im Wesentlichen ausschließlich die an dem Objekt erzeugte charakteristische Röntgenstrahlung repräsentieren.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Substrate 35 ₁ und 35 ₂ nicht nur mit unterschiedlichen Elevationswinkeln bezüglich der Objektebene 19 angeordnet, sondern auch auf unterschiedlichen Seiten der Objektebene. So kann ein Elevationswinkel β₁ der Geraden 55 ₁ in einem Bereich von –45° bis –7° und ein Elevationswinkel β₂ der Geraden 55 ₂ in einem Bereich von +7° bis +45° bezüglich der Objektebene liegen.
Insbesondere kann der wenigstens eine Röntgendetektor, der in Strahlrichtung des Teilchenstrahls oder Elektronenstrahls hinter der Objektebene angeordnet ist, unter einem Elevationswinkel bezüglich der Objektebene angeordnet sein, dessen Betrag größer ist als der Betrag des Elevationswinkels des wenigstens einen Röntgendetektors, der in Strahlrichtung des Teilchenstrahls oder Elektronenstrahls vor der Objektebene angeordnet ist.
Dies bietet insbesondere Vorteile bei Röntgendetektoren, die eine von der Energie der Röntgenquanten abhängige Sensitivität aufweisen, die mit zunehmender Quantenenergie der Röntgenquanten abnimmt, wie dieses beispielsweise bei Silizium-Driftdetektoren der Fall ist. Denn da die in Vorwärtsrichtung an dem Objekt erzeugte Bremsstrahlung derart winkel- und energieabhängig ist, dass vornehmlich höherenergetische Röntgenstrahlung unter größeren Winkeln bezüglich der optischen Achse aus dem Objekt austritt, ist der mit den in Vorwärtsrichtung angeordneten Röntgendetektoren detektierte Bremsstrahlungsuntergrund geringer, wenn der Elevationswinkel, unter dem die in Vorwärtsrichtung angeordneten Röntgendetektoren angeordnet sind, hinsichtlich seines Betrags größer ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner das Substrat 35 ₃ bezüglich des Schnittpunkts zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 dem Substrat 35 ₂ diametral gegenüberliegend angeordnet, und das Substrat 35 ₄ ist bezüglich des Schnittpunkts 51 dem Substrat 35 ₁ diametral gegenüberliegend angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen liegt ein Winkel zwischen der Geraden 55 ₃ und der Geraden 55 ₄ ebenfalls in einem Bereich von mehr als 14° und weniger als 90°. Ebenso kann ein Elevationswinkel der Geraden 55 ₃ bezüglich der Objektebene 19 in einem Bereich von –45° bis –7° liegen, und ein Elevationswinkel der Geraden 55 ₄ bezüglich der Objektebene 19 kann in einem Bereich von +7° bis +45° liegen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Objektebene 19 mittig zwischen den Polstücken 21 und 23 angeordnet, und auch der Aufbau der Linse 3 ist in etwa symmetrisch bezüglich der Objektebene 19. Dies ist allerdings nicht notwendigerweise der Fall. Vielmehr kann der Aufbau der Linse 3 bezüglich der Objektebene 19 auch nicht symmetrisch sein, so dass die Objektebene 19 zum Beispiel näher an dem hinteren Polstück 23 angeordnet ist als an dem vorderen Polstück 21.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei Komponenten, welche denen der anhand der 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und zur Unterscheidung mit einem zusätzlichen Buchstaben ergänzt sind.
3 ist eine schematische Darstellung eines Elektronenmikroskops 1a im Querschnitt parallel zu einer Objektebene des Mikroskops. Auch das Elektronenmikroskop 1a weist mehrere Röntgendetektoren auf, welche mit unterschiedlichen Elevationswinkeln bezüglich der Objektebene angeordnet sind. In der Schnittdarstellung der
3 sind zwei Röntgendetektoren 33a ₂₁ und 33a ₂₂ mit jeweiligen Substraten 35a ₂₁ bzw. 35a ₂₂ gezeigt. Geraden 55a ₂₁ und 55a ₂₂, welche sich durch den Schnittpunkt 51a zwischen der optischen Achse 53a der Linse und der Objektebene und durch ein Zentrum des jeweiligen Substrats 35a ₂₁ bzw. 35a ₂₂ erstrecken, schließen in Projektion auf die Objektebene einen Winkel β ein, welcher in einem Bereich von 7° bis 83° liegen kann.
In 3 sind ferner zwei Substrate 35a ₄₁ und 35a ₄₂ zweier weiterer Detektoren gezeigt. Diese sind bezüglich des Schnittpunkts 51a zwischen der optischen Achse 53a und der Objektebene derart angeordnet, dass eine Gerade 55a ₄₁ durch den Schnittpunkt 51a und das Zentrum des Substrats 35a ₄₁ mit der Geraden 55a ₂₁ zusammenfällt und dass eine Gerade 55a ₄₂ durch den Schnittpunkt 51a und das Zentrum des Substrats 35a ₄₂ in Projektion auf die Objektebene mit der Geraden 55a ₂₂ zusammenfällt. Bezüglich des Schnittpunkts 51a zwischen der optischen Achse 53 und der Objektebene 19 ist das Substrat 35a ₄₁ diametral gegenüber einem Substrat eines in 3 nicht dargestellten Röntgendetektors angeordnet. Ebenso sind die anderen Substrate 35a ₄₂, 35a ₂₂ und 35a ₂₁ jeweils diametral gegenüber Substraten von weiteren Röntgendetektoren angeordnet, welche in 3 nicht dargestellt sind.
3 zeigt ferner einen Probenhalter 61, welcher den Vakuummantel 29 durchsetzt und zumindest in eine durch einen Pfeil 63 dargestellte Richtung verlagerbar ist, um das Objekt 5a in dem Schnittpunkt 51a zwischen der Objektebene und der optischen Achse 53a anzuordnen, so dass das Objekt 5a mit dem Elektronenstrahl abgetastet werden kann, wobei mit den Detektoren die erzeugte charakteristische Röntgenstrahlung detektiert wird.
4a zeigt eine Draufsicht auf Substrate 35b ₁₁, 35b ₂₂, 35b ₁₂ und 35b ₂₂ von Röntgendetektoren 33b ₁₁, 33b ₂₁, 33b ₁₂ und 33b ₂₂ eines Elektronenmikroskops einer weiteren Ausführungsform. Hierbei sind die Substrate 35b ₁₁ und 35b ₁₂, gesehen in Richtung des Strahlengangs des Elektronenmikroskops vor der Objektebene angeordnet, während die Substrate 35b ₂₁ und 35b ₂₂ hinter der Objektebene angeordnet sind.
Die vier Substrate 35b können durch einen gemeinsamen Verschluss 71 abgedeckt werden, um sie vor Verunreinigungen und auftreffenden Elektronen zu schützen und wenn eine Messung der Röntgenstrahlung durch die Detektoren 33b nicht gewünscht ist. Der Verschluss 71 weist vier kreuzförmig angeordnete und fest miteinander verbundene Flügel 73 auf und ist um eine Drehachse 75 durch einen Antrieb verdrehbar, wie dies durch einen Pfeil 76 in den 4a und 4b angedeutet ist. In der in 4a gezeigten Situation sind die Flügel 73 jeweils zwischen zwei Substraten 35b angeordnet, so dass sie diese nicht verdecken und die Messung von Röntgenstrahlung möglich ist.
4b zeigt den Betriebsmodus, in welchem die Substrate 35b der Detektoren 33b jeweils durch einen Flügel 73 des Verschlusses 71 abgedeckt sind, um sie vor einer Kontamination mit Verunreinigungen und dem Auftreffen von Elektronen zu schützen.
Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Verschlusses, um vier Substrate 35c vor dem Auftreffen von Verunreinigungen und Elektronen zu schützen. Hierbei ist 5 eine schematische Schnittdarstellung durch den Verschluss 71c, während 6 eine schematische Draufsicht auf eine den Substraten zuweisende Seite des Verschlusses 71c ist.
Der Verschluss ist durch einen Materialblock 77 gebildet, welcher um eine Drehachse 79 verdrehbar gehaltert ist, wie dies durch einen Pfeil 80 angedeutet ist. Der Materialblock 77 weist vier Durchgangsöffnungen 81 auf, deren Querschnitt sich jeweils ausgehend von einem Substrat 35c hin zu einem Schnittpunkt 51c zwischen der Objektebene und der optischen Achse des Elektronenmikroskops konisch verjüngt. Die vier Durchgangslöcher 81 bilden somit vier Rohrstücke mit jeweils einer dem Schnittpunkt 51c zwischen der optischen Achse und der Objektebene zugewandten Öffnung 83 und einer dem Substrat 35c zugewandten Öffnung 84. Die dem Substrat 35c zugewandte Öffnung 84 hat eine Querschnittfläche, die in etwa der Querschnittsfläche des Substrats 35c entspricht. Die dem Substrat 35c abgewandte Öffnung 83 hat demgegenüber eine Querschnittsfläche, die signifikant kleiner ist als die Querschnittsfläche der dem Substrat 35c zugewandten Öffnung 84. Ferner ist eine Länge der Rohrstücke bzw. ein Abstand der Öffnungen 83 und 84 voneinander größer als ein 0,6-faches und insbesondere größer als ein 0,9-faches eines Durchmessers des Substrats 35c. Damit wirken die Rohrstücke des Verschlusses 71c jeweils als ein Kollimator für einen der Detektoren, um das Auftreffen von Streustrahlung auf das Substrat 35c des Detektors zu unterdrücken.
In 5 ist der Betriebsmodus dargestellt, in welchem von dem Schnittpunkt 51c zwischen der optischen Achse und der Objektebene ausgehende Röntgenstrahlung durch die Detektoren nachgewiesen werden soll. Durch Verdrehen des Verschlusses 71c in Richtung des Pfeils 80 durch Antreiben der Achse 79 um beispielsweise 45° ist es möglich, den Verschluss 71 so zu positionieren, dass der Materialblock 77 das Auftreffen von Röntgenstrahlung, welche von dem Schnittpunkt 51c zwischen der optischen Achse und der Objektebene ausgeht, auf den Substraten 35c der Detektoren blockiert.
Die Röntgendetektoren können Silizium-Drift-Detektoren sein. 5 zeigt hierzu Peltier-Elemente 91, welche mit den Substraten in wärmeleitendem Kontakt stehen, um diese zu kühlen. Beispielsweise sind die Peltier-Elemente 91 so ausgebildet, dass die Substrate bei einer Temperatur von –20° Celsius betrieben werden können. Die Bezugszeichen 93 in 5 bezeichnen eine dem Substrat 35c zugeordnete Elektronik des Detektors 33c.
7 ist eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Probenhalters 61d, welcher zur Halterung eines zu untersuchenden Objekts 5d in einer Objektebene eines Elektronenmikroskops eingesetzt werden kann. Der Probenhalter 61d umfasst eine Stange 101 von beispielsweise rechteckigem Querschnitt, welche beispielsweise aus Metall gefertigt sein kann. Die Stange 101 weist bezüglich einer Mittelebene 103 der Stange symmetrische Ausnehmungen 105 auf, welche ein Durchgangsloch definieren, in welchem ein Netz 106 angeordnet ist, auf welchem das Objekt 5d angebracht wird, um es in der Objektebene des Elektronenmikroskops anzuordnen.
Die Ausnehmungen 105 sind hierbei so ausgebildet, dass von dem Objekt 5d ausgehende Röntgenstrahlung hin zu den Röntgendetektoren gelangen kann, ohne von dem Material der Stange 101 abgeschattet zu werden.
Die in den vorangehend erläuterten Ausführungsformen beschriebenen Teilchenstrahlmikroskope sind Transmissionselektronenmikroskope, deren Elektronendetektor auf einer bezüglich der Objektebene der Elektronenquelle gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und Elektronen detektiert, die durch das Objekt transmittiert wurden. Hierauf ist die vorliegende Offenbarung jedoch nicht beschränkt. Vielmehr kann die beschriebene Konfiguration von Röntgendetektoren auch an anderen Typen von Elektronenmikroskopen eingesetzt werden, bei denen ein Elektronendetektor auf einer bezüglich der Objektebene gleichen Seite wie die Elektronenquelle angeordnet ist und Elektronen, wie beispielsweise Rückstreuelektronen und Sekundärelektronen, detektiert, die durch auf das Objekt treffende Primärelektronen verursacht werden.
Die zur Fokussierung des Teilchenstrahls auf das Objekt eingesetzte Magnetlinse kann in Kombination mit einer ebenfalls fokussierenden elektrostatischen Linse eingesetzt werden.
Die in den vorangehend erläuterten Ausführungsformen beschriebenen Teilchenstrahlmikroskope weisen Magnetlinsen mit einem im Strahlengang vor dem Objekt und einem im Strahlengang hinter dem Objekt angeordneten Polstück auf. Gemäß anderer vorgesehener Ausführungsformen sind beide Polstücke der den Stahl auf das Objekt fokussierenden Magnetlinse im Strahlengang vor dem Objekt angeordnet.
In den vorangehend erläuterten Ausführungsformen sind die erläuterten Teilchenstrahlmikroskope beispielhaft Transmissionselektronenmikroskope. Hierauf ist die vorliegende Offenbarung allerdings nicht beschränkt. Gemäß anderer beispielhafter Ausführungsformen kann das Teilchenstrahlmikroskop auch ein Rasterelektronenmikroskop umfassen, bei dem ein fokussierter Elektronenstrahl über das Objekt gerastert wird und die durch den Elektronenstrahl am Objekt ausgelösten oder erzeugten Wechselwirkungsprodukte in Abhängigkeit von der Position, an der der Elektronenstrahl auf die Probe auftrifft, zur Bilderzeugung detektiert werden.
Gemäß anderer beispielhafter Ausführungsformen kann das Teilchenstrahlmikroskop auch ein Ionenmikroskop, wie beispielsweise ein Gas-Feld-Ionenmikroskop umfassen, bei dem ein Teilchenstrahl dadurch erzeugt wird, dass Gasatome in einem elektrostatischen Feld einer Emissionsspitze ionisiert werden. Das Objekt wird dann mit dem Ionenstrahl bestrahlt, und die Röntgenquanten entstehen durch Wechselwirkung der Ionen des Ionenstrahls mit den Atomen des Objekts. Wenn das Teilchenstrahlmikroskop als Ionenmikroskop ausgebildet ist, muss die Objektivlinse nicht unbedingt eine Magnetlinse sein sondern kann auch eine elektrostatische Objektivlinse sein, die dann keine Polstücke aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Kapitel 33.4.0 des Buchs Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science (4-Vol Set): David B. Williams, C. Barry Carter, Spectrometry IV, 1996, Plenum Press, New York [0008]

Claims

Partikelstrahlmikroskop mit einem Strahlengang, umfassend: eine Magnetlinse (3) mit einer optischen Achse (53) und wenigstens einem vorderen Polstück (21), das in dem Strahlengang entlang der optischen Achse (53) mit Abstand vor einer Objektebene (19) angeordnet ist; einen Objekthalter (61), welcher dazu konfiguriert ist, ein zu untersuchendes Objekt (5) an einem Schnittpunkt (51) zwischen der optischen Achse (53) und der Objektebene (19) zu haltern; einen ersten Röntgendetektor (33 ₁) mit einem ersten strahlungsempfindlichen Substrat (35 ₁); und einen zweiten Röntgendetektor (33 ₂) mit einem zweiten strahlungsempfindlichen Substrat (35 ₂), dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Röntgendetektor derart angeordnet sind, dass ein erster Elevationswinkel (β₁) zwischen einer ersten Geraden (55 ₁), welche durch den Schnittpunkt (51) und ein Zentrum des ersten Substrats (35 ₁) verläuft, und der Objektebene (19) sich von einem zweiten Elevationswinkel (β₂) zwischen einer zweiten Geraden (55 ₂), welche durch den Schnittpunkt (51) und ein Zentrum des zweiten Substrats (35 ₂) verläuft, und der Objektebene (19) um mehr als 14° unterscheidet.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 1, wobei der erste Elevationswinkel (β₁) in einem Bereich von –45° bis –7° liegt und der zweite Elevationswinkel (β₂) in einem Bereich von +7° bis +45° liegt.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen dritten Röntgendetektor (33 ₃) mit einem dritten strahlungsempfindlichen Substrat (35 ₃), und einen vierten Röntgendetektor (33 ₄) mit einem vierten strahlungsempfindlichen Substrat (35 ₄), wobei der dritte und der vierte Röntgendetektor (33 ₃, 33 ₄) derart angeordnet sind, dass ein dritter Elevationswinkel (β₂) zwischen einer dritten Geraden (55 ₃), welche durch den Schnittpunkt (51) und ein Zentrum des dritten Substrats (35 ₃) verläuft, und der Objektebene (19) sich von einem vierten Elevationswinkel (β₁) zwischen einer vierten Geraden (55 ₄), welche durch den Schnittpunkt (51) und ein Zentrum des vierten Substrats (35 ₄) verläuft, und der Objektebene (19) um mehr als 14° unterscheidet.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 3, wobei der erste und der dritte Röntgendetektor (33 ₃, 33 ₄) derart angeordnet sind, dass der dritte Elevationswinkel gleich dem ersten Elevationswinkel ist, und/oder der zweite und der vierte Röntgendetektor derart angeordnet sind, dass der vierte Elevationswinkel gleich dem zweiten Elevationswinkel ist.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste und der dritte Röntgendetektor (33a ₄₁, 33a ₂₁) derart angeordnet sind, dass die erste und die dritte Gerade (55a ₄₁, 55a ₂₁) in Projektion auf die Objektebene (19) im wesentlichen zusammenfallen und/oder der zweite und der vierte Röntgendetektor derart angeordnet sind, dass die zweite und die vierte Gerade in Projektion auf die Objektebene im wesentlichen zusammenfallen.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ferner umfassend einen Antrieb (79) und einen durch Betätigen des Antriebs von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbaren Verschluss (71c), welche so konfiguriert sind, dass der Verschluss (71c) in der ersten Stellung zwischen dem Schnittpunkt (51c) und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Substrat (35c) angeordnet ist, um ein Auftreffen von von dem an dem Schnittpunkt (51c) anordenbaren Objekt ausgehender Röntgenstrahlung auf dem ersten und zweiten Substrat zu blockieren, und in der zweiten Stellung so angeordnet ist, dass die von dem an dem Schnittpunkt (51c) anordenbaren Objekt ausgehende Röntgenstrahlung auf das erste und das zweite Substrat (35c) treffen kann.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 6, wobei der Verschluss eine Verschlussfläche umfasst, welche in der ersten Stellung einen Abstand von dem ersten Substrat (35c) aufweist, der größer ist als ein 0,6-faches, insbesondere größer als ein 0,9-faches, eines Durchmessers des Substrats, und wobei die Verschlussfläche eine erste und eine zweite Ausnehmung (83) aufweist, welche in der zweiten Stellung von der von dem an dem Schnittpunkt (51c) anordenbaren Objekt ausgehenden Röntgenstrahlung hin zu dem ersten bzw. zweiten Substrat (35c) durchsetzt werden.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 7, wobei der Verschluss ein erstes Rohrstück, welches sich in der zweiten Stellung von der ersten Ausnehmung hin zu dem ersten Substrat erstreckt, und ein zweites Rohrstück umfasst, welches sich in der zweiten Stellung von der zweiten Ausnehmung hin zu dem zweiten Substrat erstreckt.
Partikelstrahlmikroskop nach Anspruch 8, wobei das erste und das zweite Rohrstück sich ausgehend von der Ausnehmung hin zu dem jeweiligen Substrat konisch erweitern.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ferner umfassend einen Vakuummantel (29), der einen den Schnittpunkt (51) enthaltenden Vakuumraum (31) begrenzt, und eine Halterung, welche den ersten und den zweiten Röntgendetektor (33 ₁, 33 ₂) trägt und welche ein Rohr (39 ₁) umfasst, welches eine Vakuumdurchführung des Vakuummantels durchsetzt und in seiner Längsrichtung (41 ₁) verschiebbar ist, um den ersten und den zweiten Röntgendetektor (33 ₁, 33 ₂) von einer Messposition nahe dem Schnittpunkt (51) hin zu einer von dem Schnittpunkt (51) weiter entfernten Parkposition zu verlagern.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das erste und das zweite Substrat jeweils eine Substratfläche größer als 5 mm² und/oder kleiner 50 mm² aufweisen.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Abstand (L) des ersten Substrats (35 ₁) oder/und ein Abstand (L) des zweiten Substrats (35 ₂) von dem Schnittpunkt (51) kleiner als 12 mm ist.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Röntgendetektor ein Silizium-Drift-Detektor ist und insbesondere wenigstens ein Peltier-Element (91) zur Kühlung des Substrats (35c) umfasst.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend wenigstens eine nahe dem ersten und dem zweiten Röntgendetektor angeordnete Kühlplatte (43 ₁), welche mit einem Reservoir (45), das zur Aufnahme von flüssigem Stickstoff ausgebildet ist, wärmeleitend verbunden ist.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Magnetlinse ein hinteres Polstück (23) umfasst, das in dem Strahlengang entlang der optischen Achse (53) mit einem Abstand von weniger als 50 mm, insbesondere weniger als 25 mm, angeordnet ist.
Partikelstrahlmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner umfassend eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein von dem ersten Röntgendetektor detektiertes und einem Ort eines Objekts zugeordnetes erstes Röntgenspektrum und ein von dem zweiten Röntgendetektor detektiertes und dem gleichen Ort des Objekts zugeordnetes zweiten Röntgenspektrum gemeinsam auszuwerten und einen in dem ersten und dem zweiten Spektrum jeweils enthaltenen Anteil an Bremsstrahlung, insbesondere an kohärenter Bremsstrahlung, zu ermitteln.