DE112017006802B4

DE112017006802B4 - Ladungsteilchenstrahl-vorrichtung

Info

Publication number: DE112017006802B4
Application number: DE112017006802.9T
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Mizutani; Shahedul Hoque; Uki Ikeda; Makoto Suzuki
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2037-03-25
Also published as: DE112017006802T5; TWI760204B; US20210375583A1; TW201901730A; US11139144B2; US11749497B2; US20190355552A1; WO2018173242A1; JP6741858B2; TW202131373A; JPWO2018173242A1; TWI729279B

Abstract

Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, enthaltend:- eine Objektivlinse, welche dafür konfiguriert ist, aus einer Ladungsteilchenquelle emittierte Ladungsteilchenstrahlen zu konvergieren; undeinen Detektor, welcher dafür konfiguriert ist, aus einer Probe (8) reflektierte Elektronen zu erfassen, wobeidie Objektivlinse einen inneren magnetischen Pfad (7) und einen äußeren magnetischen Pfad (6) enthält, welche so gebildet sind, dass sie eine Spule (5) einschließen, der innere magnetische Pfad (7) einen ersten inneren magnetischen Pfad (905), welcher an einer einer optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen gegenüberliegenden Position angeordnet ist, und einen zweiten inneren magnetischen Pfad, welcher mit einer Neigung bezüglich der optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen gebildet ist und ein vorderes Ende des magnetischen Pfads enthält, enthält, und eine Erfassungsfläche des Detektors auf der Außenseite einer gedachten Geraden, welche durch das vordere Ende des magnetischen Pfads verläuft und parallel zu der optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen liegt, angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Erfassungsfläche eine Scheibenform hat, welche eine Öffnung enthält, durch welche die Ladungsteilchenstrahlen hindurchgehen, und eine Seitenfläche der Scheibe mit einem Umwandlungselement (12) versehen ist, welches dafür konfiguriert ist, durch die Erfassung der reflektierten Elektronen an der Erfassungsfläche erhaltenes Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, wobei das Umwandlungselement (12) zwischen der gedachten Geraden und dem ersten inneren magnetischen Pfad (905) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, welche infolge des Bestrahlens einer Probe mit den Ladungsteilchenstrahlen aus der Probe emittierte Ladungsteilchen erfasst, und betrifft insbesondere eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, welche in einer bestimmten relativen Winkelrichtung bezüglich einer optischen Achse eines Ladungsteilchenstrahls emittierte Ladungsteilchen erfasst.
Stand der Technik
Ein Rasterelektronenmikroskop, welches ein Aspekt einer Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung ist, ist eine Vorrichtung, welche auf der Grundlage einer Erfassung von durch Bestrahlen einer Probe mit Elektronenstrahlen erhaltenen Sekundärelektronen oder dergleichen ein Bild oder eine Signalwellenform erzeugt. Es ist bekannt, dass reflektierte Elektronen (zurückgestreute Elektronen) unter aus der Probe emittierten Elektronen sich zum Beobachten einer Unebenheit der Probe eignen, weil sie eine Winkelabhängigkeit aufweisen, da sie in einer Spiegelungsrichtung eines Einfallswinkels auf einer Probenoberfläche emittiert werden. PTL 1 offenbart ein Rasterelektronenmikroskop, in welchem in einer Richtung eines kleinen Winkels (geringen Winkels) bezüglich einer Probenoberfläche emittierte reflektierte Elektronen mittels eines Streumagnetfelds einer Objektivlinse, welches ein konvergiertes Magnetfeld zu der Probe hin streuen lässt, auf die Objektivlinse geleitet werden und durch einen in der Flugbahn angeordneten Detektor erfasst werden. Darüber hinaus offenbart PTL 2 ein Rasterelektronenmikroskop, in welchem eine Beschleunigungsröhre zum vorübergehenden Beschleunigen von Elektronenstrahlen in einem Strahlengang einer Objektivlinse vorgesehen ist und ein Reflektierte-Elektronen-Detektor in der Beschleunigungsröhre installiert ist. PTL 2 beschreibt ein Verfahren zum Unterscheiden von Sekundärelektronen und reflektierten Elektronen unter Nutzung eines Phänomens, dass es einen Unterschied zwischen einem Konvergenzeffekt bezüglich der reflektierten Elektronen und einem Konvergenzeffekt bezüglich der Sekundärelektronen der Objektivlinse gibt.
PTL 3 beschreibt ein Rasterelektronenmikroskop, das eine Elektronenquelle, die einen als Sonde zu verwendenden Elektronenstrahl erzeugt, eine Blende, die den Durchmesser des Elektronenstrahls begrenzt, einen Probenhalter, auf dem eine mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlende Probe angeordnet wird, eine Objektivlinse zum Konvergieren des Elektronenstrahls auf der Oberfläche der Probe, eine Ablenkeinrichtung zum Ablenken des Elektronenstrahls auf der mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlenden Probe, einen Sekundärelektronendetektor, der Sekundärelektronen von der Probe detektiert, einen Rückstreuelektronendetektor, der rückgestreute Elektronen von der Probe oder Konversionselektronen, die von den rückgestreuten Elektronen herrühren, detektiert, und eine zylindrische Beschleunigungsröhre in einer Position zwischen der Elektronenquelle und der auf dem Probenhalter anzuordnenden Probe aufweist.
PTL 4 beschreibt ein Raster-Partikelstrahlmikroskop, aufweisend ein partikeloptisches System, das ein Objektiv zur Fokussierung eines Primärstrahls des Raster-Partikelstrahlmikroskops auf einen Objektbereich des partikeloptischen Systems aufweist. Das Raster-Partikelstrahlmikroskop weist ein Detektorsystem auf, das eine partikeloptische Detektorkomponente zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes in einem Strahlengang der emittierten Partikel aufweist. Das Feld ist zumindest teilweise außerhalb eines Objektivfeldes des Objektivs angeordnet. Das Detektorsystem ist ausgebildet, die emittierten Partikel nach einem Durchgang durch das Feld räumlich zu filtern und einen Anteil der gefilterten emittierten Partikel zu detektieren. Die partikeloptische Detektorkomponente ist so ausgebildet, dass die räumliche Filterung die emittierten Partikel nach einer kinetischen Energie der emittierten Partikel filtert.
PTL 5 beschreibt ein Szintillations-Detektionseinheit zur Detektion rückgestreuter Elektronen für Elektronen- oder lonenmikroskope.
PTL 6 beschreibt einen Detektor für geladene Teilchen, der aus mehreren unabhängigen Lichtleitermodulen besteht, die zusammengesetzt sind, um einen segmentierten in der Linse befindlichen und auf der Achse ringförmigen Detektor zu bilden, mit einem Mittelloch, durch das der primäre Strahl geladener Teilchen hindurchtreten kann. Eine Seite der Baugruppe, die der Probe zugewandt ist, ist mit Szintillatormaterial als Detektorfläche für geladene Teilchen beschichtet oder damit verbunden. Jedes Lichtleitermodul ist mit einer Photomultiplierröhre gekoppelt, damit die durch jedes Lichtleitermodul übertragenen Lichtsignale verstärkt und separat verarbeitet werden können.
PTL 7 beschreibt ein hochauflösendes Elektronenstrahlbeobachtungsinstrument, das eine Elektronenstrahlquelle, ein optisches Elektronenstrahlsystem zum Konvergieren des Elektronenstrahls und zum Scannen des Elektronenstrahls über die Oberfläche einer Probe, und eine zusammengesetzte magnetische und elektrostatische Objektivlinse, die eine einpolige magnetische Linse mit einem einzigen magnetischen Polabschnitt, der zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Probe angeordnet ist, und eine elektrostatische Immersionslinse umfasst.
Druckschriften zum Stand der Technik
Patentliteratur

PTL 1: JP 2001 - 110 351 A (entspricht US-Patent US 6 555 819 B1 )
PTL 2: Japanisches Patent JP 586 0642 B2 (entspricht US-Patent US 9 029 766 B2 )
PTL 3: DE 11 2012 003 413 B4
PTL 4: DE 10 2013 006 535 A1
PTL 5: DE 11 2011 103 373 B4
PTL 6: US 2008 / 0 315 094 A1
PTL 7: US 6 037 589 A

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die reflektierten Elektronen sind gewöhnlich weniger zahlreich als die Sekundärelektronen, und möglicherweise gibt es keine hinreichende Signalstärke, um eine Beobachtung, eine Messung oder eine Untersuchung mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Obwohl es vorstellbar ist, die Dauer der Bestrahlung mit den Elektronenstrahlen zu verlängern und den Sondenstrom zu erhöhen, um eine hinreichende Signalstärke sicherzustellen, ist es wünschenswert, eine Erfassungsmenge bei gleichzeitiger Beibehaltung einer niedrigen Dosis zu erhöhen, weil eine für die Beobachtung oder dergleichen erforderliche Zeit länger wird und eine auf der Bestrahlung beruhende Ladungsmenge zunimmt. Deshalb ist es wünschenswert, nicht nur in einem geringen Winkel reflektierte Elektronen, sondern auch in einem mittleren Winkel reflektierte Elektronen, welche relativ zahlreich sind, zu erfassen.
Eine bestimmte Menge von in einem geringen Winkel reflektierten Elektronen kann erfasst werden, indem die reflektierten Elektronen mittels des Streumagnetfelds der Objektivlinse in den an der Objektivlinse angeordneten Detektor geleitet werden, wie in PTL 1 beschrieben; jedoch ist bei einer solchen Konfiguration ein Bereich von Erfassungswinkeln, welche abgedeckt werden können, beschränkt. Um die in einem weiten Winkelbereich (geringer Winkel bis mittlerer Winkel) emittierten reflektierten Elektronen mit hoher Wirksamkeit zu erfassen, ist es erforderlich, die Erfassungsfläche zu vergrößern oder die Erfassungsfläche näher an einer Bestrahlungsposition, wo die reflektierten Elektronen emittiert werden, vorzusehen; jedoch ist die hochwirksame Erfassung in der in PTL 1 offenbarten Konfiguration beschränkt. Darüber hinaus ist, da die Erfassungsfläche des Detektors in dem Beschleunigungsrohr zum Beschleunigen der Elektronenstrahlen vorgesehen ist, das Vergrößern der Erfassungsfläche in PTL 2 beschränkt. Insbesondere ist die Größe der Erfassungsfläche kleiner als ein Innendurchmesser eines Vorderende-Teils eines inneren magnetischen Pfads der Objektivlinse und werden in einem großen Winkel reflektierte Elektronen nahe einer optischen Achse der primären Elektronenstrahlen erfasst; jedoch geht die Wirksamkeit der Erfassung der in einem geringen Winkel und in einem mittleren Winkel reflektierten Elektronen bei verbreiterten Flugbahnen zurück. Darüber hinaus werden, da ein Loch in dem magnetischen Pfad konfiguriert ist, eine parasitäre Aberration und Verarbeitungsgenauigkeitsschwankungen der Objektivlinse erzeugt und wird eine hohe Auflösung behindert.
Nachfolgend wird eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung vorgeschlagen, welche einen weiten Bereich von Erfassungswinkeln von aus einer Probe emittierten Ladungsteilchen abdeckt.
Problemlösung
Die obige Aufgabe wird duch den beanspruchten Gegenstand gemäß den beigefügten Patentansprüchen gelöst.
Vorteilhafte Wirkung
Gemäß der obigen Konfiguration können die aus der Probe emittierten Ladungsteilchen mit hoher Wirksamkeit über einen weiten Bereich von einem geringen Winkel bis zu einem mittleren Winkel erfasst werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Zeichnung eines Rasterelektronenmikroskops.
2 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel einer Anordnung einer Signalerfassungsfläche 10 veranschaulicht.
3 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel der Anordnung der Signalerfassungsfläche 10 veranschaulicht.
4 ist eine Unteransicht, welche eine Konfiguration der Signalerfassungsfläche 10 veranschaulicht.
5 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen der Anzahl von in einem Scintillator erzeugten Photonen und der Elektronenauftreffenergie veranschaulicht.
6 ist eine Zeichnung, welche einen Ablauf einer Signalverarbeitung von Signalelektronen veranschaulicht.
7 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen der Stärke eines elektrischen Ausgangssignals und der Zeit veranschaulicht.
8 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel der Signalerfassungsfläche 10 mit zwei Arten von Erfassungsflächen veranschaulicht.
9 ist eine Zeichnung, welche eine Form einer Objektivlinse und einen Anordnungszustand eines Detektors für das Rasterelektronenmikroskop veranschaulicht.
10 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die Energie reflektierter Elektronen sich entsprechend einer Bestrahlungsposition von Strahlen ändert.
11 ist eine Zeichnung, welche einen Bildverarbeitungsschritt des Hervorhebens von Erfassungssignal-Informationen einer gewünschten Energie auf der Grundlage einer Energieunterscheidung des Erfassungssignals veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Anwendung eines Rasterelektronenmikroskops, welches eine Art von Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung ist, dient zur Untersuchung und Ausmessung einer Halbleitervorrichtung. In den letzten Jahren wird die Struktur von Halbleitervorrichtungen zunehmend feiner und auch schon dreidimensionaler und werden Untersuchungswerte, welche Kunden, die Halbleitervorrichtungs-Hersteller sind, benötigen, verschiedenartiger. Insbesondere bei dreidimensionalen Vorrichtungsstrukturen besteht ein Bedarf, eine Bodenabmessung einer Loch- oder Grabenform in einem Halbleitersubstrat mit hoher Genauigkeit zu messen, um eine Ausbeute zu verbessern.
Wenn eine Probe mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, werden infolge der Wechselwirkung zwischen Elektronen und der Probe Signalelektronen verschiedener Energien in verschiedene Richtungen emittiert. Die Signalelektronen liefern entsprechend einer Emissionsenergie und einem Emissionswinkel verschiedene Informationen über die Probe, und eine unterscheidende Erfassung der Signalelektronen ist für verschiedene Messungen wichtig.
In der Regel werden Signalelektronen dadurch voneinander unterschieden, dass mit einer Energie kleiner als oder gleich 50 eV emittierte Signalelektronen als Sekundärelektronen bezeichnet werden und mit einer Energie größer als 50 eV und nahe der Energie des primären Elektronenstrahls emittierte Signalelektronen als reflektierte Elektronen bezeichnet werden. Die Sekundärelektronen sind empfindlich gegenüber einer Oberflächenform und einem elektrischen Potential der Probe und sind wirkungsvoll beim Messen der Abmessungen einer Oberflächenstruktur wie einer Musterbreite der Halbleitervorrichtungsstruktur, aber bei dreidimensionalen Strukturen wie Löchern und Gräben können die Sekundärelektronen nicht aus den Löchern und Gräben entkommen, weil sie durch eine Seitenwand absorbiert werden, und ist es folglich nicht möglich, eine Erfassung und eine Messung durchzuführen. Andererseits enthalten die reflektierten Elektronen Informationen über eine Zusammensetzung und eine stereoskopische Form der Probe, kann man Informationen über eine dreidimensionale Struktur und einen Unterschied der Zusammensetzungen einer Oberfläche und einer Unterseite erhalten und erhält man eine hohe Energie, so dass die reflektierten Elektronen aus den Löchern und Gräben entkommen können, indem sie die Seitenwand durchdringen, und folglich zur Erfassung und Messung von Signalen von dem Boden der Loch- und Grabenstruktur genutzt werden können.
In der folgenden Beschreibung ist die Richtung der optischen Achse der Elektronenstrahlen als 90 Grad bezüglich des Emissionswinkels von aus der Probe emittierten Elektronen definiert. Entsprechend dem Emissionswinkel der reflektierten Elektronen sind bei ungefähr 90 Grad emittierte reflektierte Elektronen als in einem großen Winkel reflektierte Elektronen definiert, sind bei ungefähr 45 Grad emittierte reflektierte Elektronen als in einem mittleren Winkel reflektierte Elektronen definiert und sind bei ungefähr 0 Grad emittierte reflektierte Elektronen als in einem geringen Winkel reflektierte Elektronen definiert. Die in einem großen Winkel reflektierten Elektronen liefern vor allem Informationen über die Zusammensetzung der Probe, die in einem mittleren Winkel reflektierten Elektronen liefern Informationen sowohl über die Zusammensetzung als auch über die Form der Probe, und die in einem geringen Winkel reflektierten Elektronen liefern vor allem Informationen über die stereoskopische Form der Probe. Darüber hinaus haben die in einem mittleren Winkel reflektierten Elektronen ein Merkmal, dass die erzeugte Anzahl derselben größer ist als diejenige der in einem großen Winkel reflektierten Elektronen und der in einem geringen Winkel reflektierten Elektronen.
Im Folgenden wird ein Rasterelektronenmikroskop beschrieben, welches sowohl hohe Auflösung als auch hohe Wirksamkeit bietet, auch in einem Fall der Durchführung einer Erfassung reflektierter Elektronen. Spezieller wird ein Rasterelektronenmikroskop beschrieben, welches die Erfassung von in Richtungen innerhalb eines weiten Bereichs von einem geringen Winkel bis zu einem mittleren Winkel emittierten Elektronen ermöglicht, ohne einen Detektor zwischen einer Objektivlinse und einer Probe anzuordnen, um einen Arbeitsabstand zu minimieren. Gemäß der in der später noch zu beschreibenden Ausführungsform beschriebenen Konfiguration ist es möglich, in einem mittleren Winkel reflektierte Elektronen oder in einem geringen Winkel reflektierte Elektronen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer hohen Auflösung mit hoher Wirksamkeit zu erfassen.
In der unten beschriebenen Ausführungsform wird zum Beispiel eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung beschrieben, welche eine Ladungsteilchenquelle, welche dafür konfiguriert ist, primäre Ladungsteilchenstrahlen (Elektronenstrahlen) zu erzeugen, eine Magnetfeld-Objektivlinse, welche dafür konfiguriert ist, die Ladungsteilchenstrahlen auf eine Probe zu konvergieren, eine Ablenkvorrichtung, welche dafür konfiguriert ist, die primären Ladungsteilchenstrahlen auf die Probe abzulenken, eine Ladungsteilchen-Erfassungsfläche, in welcher ein vorderes Ende eines die Magnetfeld-Objektivlinse konfigurierenden inneren magnetischen Pfads bezüglich einer optischen Achse der primären Ladungsteilchenstrahlen geneigt ist und Ladungsteilchen auf der inneren Seite des inneren magnetischen Pfads außer dem vorderen Ende aus der Probe emittiert werden, und ein Umwandlungselement, welches dafür konfiguriert ist, die Ladungsteilchen in elektrische Signale umzuwandeln, enthält. Ein Innendurchmesser der Ladungsteilchen-Erfassungsfläche ist größer als ein Innendurchmesser des vorderen Endes des inneren magnetischen Pfads und kleiner als ein Innendurchmesser der Ablenkvorrichtung.
Wenn ein Teil (Vorderende-Teil) des inneren magnetischen Pfads selektiv so gebildet ist, dass er geneigt ist, fliegen die aus der Probe emittierten, in einem geringen Winkel und in einem mittleren Winkel reflektierten Elektronen, ohne mit dem inneren magnetischen Pfad zu kollidieren, so dass die in einem geringen Winkel und in einem mittleren Winkel reflektierten Elektronen auf der Ladungsteilchen-Erfassungsfläche mit einem Innendurchmesser, welcher größer als der Innendurchmesser des vorderen Endes des inneren magnetischen Pfads und größer als der oder gleich dem Innendurchmesser der Ablenkvorrichtung ist, erfasst werden können. Darüber hinaus wird eine kurze Fokussierung der Objektivlinse erreicht und werden auf der Innenseite des magnetischen Pfads die Ladungsteilchen in elektrische Signale umgewandelt, so dass es möglich ist, gleichzeitig die Größe zu verkleinern, das Vergrößern einer Mikroskopsäule zu vermeiden und eine hohe Auflösung zu erzielen. Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, eine sowohl hochauflösende als auch hochwirksame Erfassung von in einem mittleren Winkel und in einem geringen Winkel reflektierten Elektronen zu erreichen.
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Grundzüge des Rasterelektronenmikroskops beschrieben.
Erste Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform wird nun anhand der 1 bis 4 beschrieben. 1 ist eine Zeichnung, welche Grundzüge des Rasterelektronenmikroskops veranschaulicht. Eine Elektronenquelle 2 ist innerhalb einer Elektronenmikroskopsäule 1, welche sich in einer Vakuumumgebung befindet, angeordnet, und aus der Elektronenquelle 2 emittierte primäre Elektronenstrahlen (Elektronenstrahlen) fliegen entlang einer optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen. Die Elektronenstrahlen werden durch eine durch eine Spule 5 konfigurierte Objektivlinse, einen die Spule 5 einschließenden äußeren magnetischen Pfad 6 und einen bezüglich der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen geneigt angeordneten inneren magnetischen Pfad 7 auf eine Probe 8 konvergiert. Wenn die Spule mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, werden rotationssymmetrische magnetische Feldlinien erzeugt, verlaufen die magnetischen Feldlinien durch den inneren magnetischen Pfad und den äußeren magnetischen Pfad und erzeugen die magnetischen Feldlinien ein Streumagnetfeld an einem Linsenspalt (zwischen einem vorderen Ende eines inneren Magnetpols und einem vorderen Ende eines äußeren Magnetpols), so dass die primären Elektronenstrahlen durch eine Linsenwirkung des Streumagnetfelds auf die Probe konvergiert werden.
Eine negative elektrische Spannung wird an die Probe 8 angelegt, und die Primärelektronen kollidieren mit einer geringeren Energie als der durch die Elektronenquelle 2 erzeugten Energie mit der Probe. Infolge der Kollision der Primärelektronen aus der Probe erzeugte Signalelektronen 9 fliegen entsprechend jeder Emissionsenergie und jedem Emissionswinkel in der Elektronenmikroskopsäule 1. Eine durch einen Scintillator konfigurierte Signalerfassungsfläche 10 ist innerhalb der Objektivlinse angeordnet, und wenn die Signalelektronen 9 mit der Signalerfassungsfläche 10 kollidieren, werden die Signalelektronen 9 durch den Scintillator in Licht umgewandelt und wird das Licht durch einen Lichtleiter 11 zu einem photoelektrischen Umwandlungselement 12 geleitet.
Der die Signalerfassungsfläche 10 konfigurierende Scintillator kann ein Einkristall wie YAP oder YAG sein und kann auch ein Pulver wie P47 oder eine mehrschichtige Dünnfilmstruktur auf GaN-Basis sein, solange er infolge des Auftreffens der Ladungsteilchenstrahlen Licht emittiert. Darüber hinaus ist es, obwohl 1 einen Fall zeigt, in welchem der Lichtleiter 11 vorgesehen ist, auch möglich, das photoelektrische Umwandlungselement 12 direkt an dem Scintillator 10 anzubringen, ohne den Lichtleiter 11 zu verwenden. Das photoelektrische Umwandlungselement 12 ist zum Beispiel aus einer Sekundärelektronenvervielfacher-Röhre (PMT), einer Photodiode oder einem Si-PM konfiguriert. Das geleitete Licht wird durch das photoelektrische Umwandlungselement 12 in ein elektrisches Signal umgewandelt, und das elektrische Signal wird über ein Ausgangskabel 13 zu einer außerhalb der Elektronenmikroskopsäule 1 angeordneten Signalverarbeitungsschaltung 14 übertragen. Das elektrische Signal wird durch eine Verstärkungsschaltung 14a in der Signalverarbeitungsschaltung 14 zu einem elektrischen Signal mit einer großen Amplitude verstärkt, das erhaltene elektrische Signal wird durch eine Rechenschaltung 14b als ein Kontrast eines Bilds entsprechend der Größe und der Frequenz des elektrischen Signals pro Zeiteinheit verarbeitet, und das Bild wird als ein Pixel mit einem vordefinierten Gradationswert auf einem Bildschirm 15 angezeigt. Die Signalelektronenerfassung erfolgt während des Abtastens der Probe 8 mit den primären Elektronenstrahlen durch die Ablenkvorrichtung 4, und ein vergrößertes zweidimensionales Bild der Probenoberfläche wird an dem Bildschirm 15 angezeigt.
Die Signalerfassungsfläche 10 kann, wie in 1 gezeigt, senkrecht zu der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen angeordnet sein oder kann, wie in 2 gezeigt, geneigt angeordnet sein oder kann, wie in 3 gezeigt, parallel zu der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen angeordnet sein. Die Signalerfassungsfläche 10 kann bei jedem Anordnungsverfahren eine ebene Oberfläche oder eine gekrümmte Oberfläche sein. Dabei werden ein Verfahren zum Erfassen von Signalelektronen und eine Bilderzeugung wie oben beschrieben durchgeführt. Darüber hinaus kann die Signalerfassungsfläche 10 eine in eine Vielzahl von Gebieten in einer vieleckigen Form oder Fächerformen in einer Winkelrichtung unterteilte Konfiguration wie in 4(a) gezeigt sein und kann sie auch eine in Ringformen verschiedener Durchmesser unterteilte Konfiguration wie in 4(b) gezeigt sein. Obwohl in 4(a) vier Unterteilungen als ein Beispiel dargestellt sind, ist die Anzahl von Unterteilungen in 4(a) und 4(b) nicht beschränkt. Darüber hinaus ist, obwohl 4(a) einen Fall zeigt, in welchem es einen Zwischenraum zwischen kleinen Stücken von Erfassungsflächen gibt, auch eine Form ohne den Zwischenraum möglich. In den unterteilten Signalerfassungsflächen kann ein Bild mit verschiedenen Kontrasten wie ein auf dem Emissionswinkel der Signalelektronen beruhendes Schattenbild durch Berechnen der entsprechend den Signalerfassungsflächen erhaltenen elektrischen Signale durch eine nachgeschaltete Schaltung erfasst werden. Ein Verfahren zum Verbinden der kleinen Stücke der Signalerfassungsfläche 10 und des photoelektrischen Umwandlungselements 12 in 4(a) und 4(b) ist ein Beispiel, und in 4(a) wird ein Verfahren zum Anordnen des photoelektrischen Umwandlungselements in Spalten der kleinen Stücke der Signalerfassungsfläche 10 in Betracht gezogen.
In der obigen Konfiguration sind ein verzögerndes (verlangsamendes) optisches System zum Anlegen einer negativen elektrischen Spannung an die Probe 8 und ein beschleunigendes (verstärkendes) optisches System zum Anlegen einer positiven elektrischen Spannung an den inneren magnetischen Pfad 7 zum Realisieren einer hohen Auflösung und einer hohen Wirksamkeit der Erfassung reflektierter Elektronen wirkungsvoll. Bei dem verlangsamenden optischen System werden die Primärelektronen durch die an die Probe angelegte negative elektrische Spannung direkt vor dem Auftreffen der Primärelektronen auf die Probe verzögert und nimmt der Einfallswinkel der konvergierten primären Elektronenstrahlen zu und nimmt folglich eine Aberration ab. Andererseits dient das verlangsamende optische System als ein beschleunigendes elektrisches Feld für die Signalelektronen, fliegen Sekundärelektronen niedriger Energie wegen eines verlangsamenden elektrischen Felds entlang der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen und werden gleichzeitig reflektierte Elektronen hoher Energie kaum beeinflusst und fliegen diese innerhalb der Elektronenmikroskopsäule 1 in verschiedene Richtungen. Deshalb kann durch das verlangsamende elektrische Feld eine getrennte Erfassung der Sekundärelektronen und der reflektierten Elektronen erfolgen und können die reflektierten Elektronen mit hoher Erzeugungswirksamkeit erfasst werden, ohne in den Sekundärelektronen unterzugehen.
Darüber hinaus kann in dem verstärkenden optischen System durch vorübergehendes Erhöhen der Energie der Primärelektronen beim Auftreffen der Primärelektronen auf die Objektivlinse das Verhältnis einer Energieschwankung in den primären Elektronenstrahlen verringert werden und kann die durch die Objektivlinse verursachte Aberration verhindert werden. Gleichzeitig werden, da das verstärkende optische System als ein „Pull-up-Feld“ für Signalelektronen aus der Probe dient, die Signalelektronen, welche mit dem unteren Teil des äußeren magnetischen Pfads 6 kollidiert sind, in das Innere des inneren magnetischen Pfads 7 hochgezogen, so dass ein weiterer Winkelbereich der reflektierten Elektronen erfasst werden kann, und kann eine hohe Wirksamkeit erzielt werden.
Nun werden anhand der Zeichnungen die speziellere Funktionsweise und Wirkung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 9 ist eine Zeichnung, welche eine Form der Objektivlinse und einen Anordnungszustand des Detektors für das in 1 gezeigte Rasterelektronenmikroskop veranschaulicht. Wie in 9 gezeigt, enthält der innere magnetische Pfad der Objektivlinse den inneren magnetischen Pfad 7 (zweiten inneren magnetischen Pfad) einschließlich des Vorderende-Teils des magnetischen Pfads und einen ersten inneren magnetischen Pfad 905, welcher einen anderen inneren magnetischen Pfad als den obigen bildet. Eine Innenwandoberfläche (eine eine Strahldurchtrittsröhre bildende Oberfläche) des ersten inneren magnetischen Pfads 905 ist so gebildet, dass sie der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen gegenüberliegt.
Der zweite innere magnetische Pfad ist so gebildet, dass er in einer bezüglich der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen geneigten Richtung lang und zu der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen geneigt ist. Darüber hinaus ist der zweite innere magnetische Pfad bei Darstellung in einer Schnittansicht wie in 9 so gebildet, dass er bezüglich einer Richtung wie einer Verlaufsrichtung des magnetischen Flusses des ersten inneren magnetischen Pfads 905 geneigt ist. Ferner ist ein Bestandteil des Detektors so angeordnet, dass er durch das vordere Ende des inneren magnetischen Pfads verläuft und die Signalerfassungsfläche 10 auf einer Außenseite einer in einer zu der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen parallelen Richtung definierten gedachten Geraden 901 (Seite des ersten inneren magnetischen Pfads 905) positioniert. Die gedachte Gerade 901 ist entlang einer der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen gegenüberliegenden Oberfläche (einer der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen am nächsten liegenden Oberfläche) des inneren magnetischen Pfads 7 definiert. Darüber hinaus ist der Innendurchmesser (Strahldurchtrittsöffnungs-Durchmesser) der Signalerfassungsfläche 10 so gebildet, dass er größer als der Innendurchmesser des inneren magnetischen Pfads 7 ist.
Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die in geringen Winkeln emittierten reflektierten Elektronen und die in mittleren Winkeln emittierten reflektierten Elektronen mit hoher Wirksamkeit zu erfassen. Durch kombinierte Verwendung der Objektivlinsen-Struktur und des Anordnungszustands des Detektors wie oben beschrieben kann die Erfassungsfläche in einer Richtung des Pfeils 902 erweitert werden und kann die Position der Erfassungsfläche in einer Richtung des Pfeils 903 (Probenrichtung) abgesenkt werden gegenüber einem Fall, in welchem die Konfiguration nicht verwendet wird. Anders ausgedrückt, durch Verwendung der Objektivlinsen-Struktur wie oben beschrieben kann ein Raum 904 in einem Elektronenstrahlengang der Objektivlinse geschaffen werden, und durch Positionieren der Signalerfassungsfläche 10 in einem solchen Raum 904 kann die Erfassungsfläche in den Flugbahnen der insbesondere in geringen Winkeln emittierten reflektierten Elektronen und der in mittleren Winkeln emittierten reflektierten Elektronen positioniert werden. Infolgedessen ist es möglich, ein Bild zu erzeugen, in welchem Unebenheitsinformationen über die Probenoberfläche auf einem hohen Niveau dargestellt sind.
Um in einem weiten Winkelbereich emittierte Elektronen zu erfassen, ist es erforderlich, nicht nur die Erfassungsfläche zu vergrößern, sondern auch die Erfassungsfläche nahe der Probe anzuordnen. Der Grund dafür ist, dass selbst bei Erfassungsflächen gleicher Größe der Winkelbereich, in welchem die Erfassungsfläche abgedeckt werden kann, größer ist, wenn die Erfassungsfläche sich näher an der Probe (der Elektronenstrahl-Bestrahlungsposition) befindet. Gemäß der in 9 gezeigten Konfiguration können die Erweiterung der Erfassungsfläche in der Richtung des Pfeils 902 und die Ausdehnung eines abdeckbaren Emissionswinkelbereichs zusammen erreicht werden, und infolgedessen können die oben beschriebenen Wirkungen realisiert werden. Darüber hinaus ist es, da die Erfassungsfläche in einer Richtung weg von der optischen Achse 3 der primären Elektronenstrahlen erweitert werden kann, statt die Erfassungsfläche einfach zu vergrößern, möglich, insbesondere in eine Richtung eines mittleren Winkels emittierte reflektierte Elektronen, welche zuvor wegfielen, zu erfassen und ein den Unebenheitszustand der Probe auf einem höheren Niveau widerspiegelndes Bild zu erzeugen.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform wird nun anhand von 5, 6, 7, 10 und 11 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Konfigurationsbeispiel zum Durchführen einer Energieunterscheidung unter Verwendung der Signalerfassungsfläche 10, des photoelektrischen Umwandlungselements 12 und der Signalverarbeitungsschaltung 14 aus der ersten Ausführungsform zum Erfassen in einem geringen Winkel und in einem mittleren Winkel reflektierter Elektronen beschrieben. Wenn die Signalerfassungsfläche 10 durch einen Scintillator konfiguriert ist, ändert sich die Anzahl erzeugter Photonen entsprechend der Energie der auf die Signalerfassungsfläche 10 auftreffenden Signalelektronen 9 wie in 5 gezeigt. Der Scintillator ist ein erstes Umwandlungselement, welches dafür konfiguriert ist, ein Signal aus reflektierten Elektronen in Licht umzuwandeln.
Unter Verwendung dieser Fähigkeit wird ein elektrisches Signal durch das photoelektrische Umwandlungselement 12 entsprechend der Anzahl von in dem Scintillator erzeugten Photonen umgewandelt und wird ein Ausgangswert des elektrischen Signals durch die Rechenschaltung 14b gelesen, um die Energieunterscheidung durchzuführen. 6 ist eine schematische Zeichnung von der Signalelektronenerfassung bis zu der Bilderzeugung. Wenn die aus der Probe 8 erzeugten Signalelektronen 9 mit der Signalerfassungsfläche 10 kollidieren, werden Photonen in einer der Energie der Signalelektronen 9 entsprechenden Anzahl emittiert. Emittierte Photonen 16 werden zu einem Lichtleiter (nicht gezeigt) geleitet und durch das photoelektrische Umwandlungselement 12 in ein der Anzahl der Photonen entsprechendes elektrisches Ausgangssignal 17 umgewandelt, und das elektrische Ausgangssignal 17 wird durch die Verstärkungsschaltung 14a verstärkt und wird ein verstärktes elektrisches Ausgangssignal 18. Das elektrische Signal wird entsprechend einem durch die Rechenschaltung 14b eingestellten Schwellenwert des Ausgangs extrahiert, ein Bildgradationswert wird bei einer Frequenz pro Zeiteinheit des extrahierten elektrischen Signals 19 erzeugt, und der Bildgradationswert wird an den Bildschirm 15 übertragen, um in dem Fall einer Energieunterscheidung ein Bild zu erzeugen.
7 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen der Stärke des verstärkten elektrischen Ausgangssignals 18 und der Zeit veranschaulicht. Obwohl das verstärkte elektrische Ausgangssignal 18 als ein Impuls mit verschiedenen Ausgangswerten erzeugt wird, erfolgt die Energieunterscheidung durch Auswählen und Extrahieren eines Signals mit einem Ausgangswert, welcher höher als der durch die Rechenschaltung 14b eingestellte Schwellenwert ist, oder eines Signals mit einem Ausgangswert, welcher niedriger als der Schwellenwert ist, aus den Ausgangssignalen. Bei der Energieunterscheidung kann der Beobachtungsteil teilweise hervorgehoben werden und werden verschiedene Messungen realisiert.
Wie in 10 gezeigt, geht, auch wenn bei Durchführung einer Bestrahlung mit Strahlen unter der gleichen Bedingung Elektronen mit einer Energie E2 von einer Oberfläche 1001 beziehungsweise einer Bodenoberfläche 1002 eines Lochmusters reflektiert werden, die Energie reflektierter Elektronen 1004, welche von der Bodenoberfläche 1002 reflektiert wurden, gegenüber derjenigen reflektierter Elektronen 1003, welche aus der Oberfläche 1001 emittiert wurden, zurück (E1 = E2 - ΔE), da sie einen Teil der Probe durchdringen. Ferner ist es, da ein Umwandlungselement (zweites Umwandlungselement) wie ein Si-PM ein der die Energieinformationen widerspiegelnden Anzahl von Photonen entsprechendes elektrisches Signal erzeugen kann, möglich, ein Bild zu erzeugen, in welchem ein bestimmter Teil des Musters durch Durchführen einer Unterscheidung (Klassifizierung) der elektrischen Signale hervorgehoben ist.
11 ist eine Zeichnung, welche das Prinzip veranschaulicht. Wie anhand von 5 und 10 beschrieben, sind in einem Fall, in welchem die Anzahl der Photonen n ist, wenn die Energie der reflektierten Elektronen E2 ist, und die Anzahl der Photonen m ist, wenn die Energie E1 ist, beide Energien durch einen vordefinierten Schwellenwert (Th) identifiziert. Wie in 11 gezeigt, kann durch Extrahieren eines Signals, welches größer als ein vordefinierter oder gleich einem vordefinierten Schwellenwert ist, ein Bereich, in welchem die Energie der reflektierten Elektronen in einem Blickfeld E2 ist, selektiv extrahiert werden. Die meisten reflektierten Elektronen mit einer Energie E2 werden aus der Probenoberfläche 1001 emittiert, und Informationen über die Probenoberfläche 1001 werden durch ein auf der Grundlage der Erfassung der reflektierten Elektronen mit einer Energie E2 erzeugtes Bild stark widergespiegelt.
Eine das Signal aus reflektierten Elektronen mit einer anderen Energie ausschließende Signalwellenform (B) wird ein Bild, welches die Probenoberflächen-Informationen besonders stark widerspiegelt. Andererseits ist es, da das auf der Grundlage der Erfassung der reflektierten Elektronen mit einer Energie E1 erzeugte Bild die Informationen über die Bodenoberfläche 1002 stark widerspiegelt, möglich, durch Subtrahieren des die Probenoberfläche anzeigenden Signals (B) von einem die Informationen über die Bodenoberfläche 1002 stark widerspiegelnden Signal (A) ein die Bodenoberfläche 1002 hervorhebendes Bild zu erzeugen.
11 beschreibt ein Beispiel, in welchem zwei Signale mittels eines einzigen Schwellenwerts (Th) unterschieden werden; jedoch wird zum Beispiel, wenn eine Muster mindestens dreier verschiedener Höhen einer oberen Schicht, einer mittleren Schicht und einer unteren Schicht enthaltende stereoskopische Struktur untersucht werden soll, bei tiefer werdendem Muster der Abschwächungsgrad der Energie der reflektierten Elektronen als groß angesehen, so dass ein erster Schwellenwert (Th1) zum Unterscheiden der oberen Schicht und der mittleren Schicht und ein zweiter Schwellenwert (Th2) zum Unterscheiden der mittleren Schicht und der unteren Schicht vorgesehen sind; deshalb kann ein Subtraktionsprozess durchgeführt werden, um eine Schicht zu extrahieren, welche besonders hervorgehoben werden soll. Darüber hinaus ist in dem Beispiel der 11 ein Beispiel beschrieben, in welchem ein ein Signal auf einer Seite einer oberen Schicht hervorhebendes Bild durch Ausschließen eines Signals, welches kleiner als der oder gleich dem Schwellenwert (Th) ist, erzeugt wird; jedoch kann auch ein Prozess zum Hervorheben von Informationen über eine Seite einer relativ niedrigeren Schicht durchgeführt werden, indem ein Signal, welches größer als der Schwellenwert (Th) ist, ausgeschlossen wird.
Indem die Verarbeitung wie oben beschrieben durch die Rechenschaltung 14b (den Prozessor) durchgeführt wird, ist es möglich, eine Energieunterscheidung mittels Berechnung durchzuführen, ohne eine in einem Vakuumbereich angeordnete optische Einheit wie einen Energiefilter oder ein Spektrometer zu verwenden.
Obwohl die Beschreibung in der vorliegenden Ausführungsform nur Energieniveaus betrifft, ist es auch möglich, ein elektrisches Signal mit einem Ausgangswert in einem bestimmten Bereich zu extrahieren und kann auch ein Hochpass, ein Tiefpass und ein Bandpass bezüglich der Energie des reflektierten Elektrons beschrieben werden.
Es gibt außerdem eine Vielzahl von Verfahren im Hinblick auf ein Verfahren zum Einstellen eines Energiebereichs, welcher erfasst werden soll. Zum Beispiel wird ein Bereich der Signalelektronenenergie, welcher vorab erfasst werden soll, ausgewählt und wird nur ein elektrisches Signal mit einem Ausgangswert innerhalb des Bereichs gezählt und an dem Bildschirm angezeigt. Darüber hinaus werden alle Ausgangswerte für jedes Pixel aufgezeichnet und wird nach Beendigung der Primärelektronen-Abtastung ein Energiebereich ausgewählt und wird ein Bild aus einem elektrischen Signal mit einem Ausgangswert innerhalb des Bereichs erzeugt.
Es ist wünschenswert, dass das photoelektrische Umwandlungselement 12 eine Photodiode (PD (insbesondere eine Lawinenphotodiode: APD)) oder ein Si-PM (Silicium-Sekundärelektronenvervielfacher), ein Halbleiterelement mit einem kleinen Dispersionsindex, ist. Diese Elemente haben kleine Ausgangsschwankungen, und die Anzahl von auftreffenden Photonen kann in dem Ausgangswert des elektrischen Signals widergespiegelt werden. Andererseits weist eine Sekundärelektronenvervielfacher-Röhre (PMT) des photoelektrischen Umwandlungselements 12, welche gewöhnlich in einem Elektronenmikroskop verwendet wird, eine große Ausgangsschwankung auf und erzeugt sie ein elektrisches Signal mit einem von der Anzahl auftreffender Photonen unabhängigen Ausgangswert, was folglich nicht wünschenswert ist.
Bei einer Konfiguration durch diese Elemente kann eine Energieunterscheidung durchgeführt werden, ohne eine andere Einheit wie einen Energiefilter oder ein Spektroskop zu verwenden, und dies hat folglich den Vorteil der einfacheren Konfigurierbarkeit gegenüber anderen energieunterscheidenden Detektoren.
Dritte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform wird nun anhand von 8 beschrieben. 8 zeigt eine Unteransicht der Erfassungsfläche, welche Scintillatoren mit verschiedenen Durchmessern der Signalerfassungsfläche 10 enthält. Die Signalerfassungsfläche 10 ist durch mehrere Scintillatoren mit verschiedenen Emissionswellenlängen und Emissionsmengen mit Ringen (20, 21) verschiedener Durchmesser konfiguriert. Die Anzahl von Unterteilungen kann innerhalb eines Bereichs von Wirkungen größer als oder gleich drei sein. Wenn das photoelektrische Umwandlungselement 12 zum Durchführen einer Spektroskopie oder einer Photonenzählung verwendet wird, wird eine Emissionswinkel-Unterscheidung von der der erfassten Wellenlänge und der erfassten Signalstärke entsprechenden Erfassungsflächen-Position aus ermöglicht.
In der ersten Ausführungsform ist ein Konfigurationsbeispiel gezeigt, in welchem das photoelektrische Umwandlungselement 12 entsprechend jeder in Ringformen unterteilten Signalerfassungsfläche 10 angeordnet ist; jedoch wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Emissionswinkel-Unterscheidung durch Ändern von Lichtemissionseigenschaften des jede unterteilte Signalerfassungsfläche 10 konfigurierenden Scintillators durchgeführt.
Bezugszeichenliste

1:: Elektronenmikroskopsäule
2:: Elektronenquelle
3:: optische Achse der primären Elektronenstrahlen
4:: Ablenkvorrichtung
5:: Spule
6:: äußerer magnetischer Pfad
7:: innerer magnetischer Pfad
8:: Probe
9:: Signalelektron
10:: Signalerfassungsfläche
11:: Lichtleiter
12:: photoelektrisches Umwandlungselement
13:: Ausgangskabel
14:: Signalverarbeitungsschaltung
14a:: Verstärkungsschaltung
14b:: Rechenschaltung
15:: Bildschirm
16:: emittiertes Photon
17:: elektrisches Ausgangssignal
18:: verstärktes elektrisches Ausgangssignal
19:: extrahiertes elektrisches Signal
20:: äußere ringförmige Signalerfassungsfläche
21:: innere ringförmige Signalerfassungsfläche

Claims

Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, enthaltend: - eine Objektivlinse, welche dafür konfiguriert ist, aus einer Ladungsteilchenquelle emittierte Ladungsteilchenstrahlen zu konvergieren; und einen Detektor, welcher dafür konfiguriert ist, aus einer Probe (8) reflektierte Elektronen zu erfassen, wobei die Objektivlinse einen inneren magnetischen Pfad (7) und einen äußeren magnetischen Pfad (6) enthält, welche so gebildet sind, dass sie eine Spule (5) einschließen, der innere magnetische Pfad (7) einen ersten inneren magnetischen Pfad (905), welcher an einer einer optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen gegenüberliegenden Position angeordnet ist, und einen zweiten inneren magnetischen Pfad, welcher mit einer Neigung bezüglich der optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen gebildet ist und ein vorderes Ende des magnetischen Pfads enthält, enthält, und eine Erfassungsfläche des Detektors auf der Außenseite einer gedachten Geraden, welche durch das vordere Ende des magnetischen Pfads verläuft und parallel zu der optischen Achse (3) der Ladungsteilchenstrahlen liegt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsfläche eine Scheibenform hat, welche eine Öffnung enthält, durch welche die Ladungsteilchenstrahlen hindurchgehen, und eine Seitenfläche der Scheibe mit einem Umwandlungselement (12) versehen ist, welches dafür konfiguriert ist, durch die Erfassung der reflektierten Elektronen an der Erfassungsfläche erhaltenes Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, wobei das Umwandlungselement (12) zwischen der gedachten Geraden und dem ersten inneren magnetischen Pfad (905) angeordnet ist.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungsfläche und das Umwandlungselement (12) auf einer Ladungsteilchenquellen-Seite des zweiten inneren magnetischen Pfads angeordnet sind.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungsfläche und das Umwandlungselement (12) in einem Raum (904) ausgebildet sind, der näher an der Probe (8) angeordnet ist als ein oberes Ende des ersten inneren magnetischen Pfads (905).
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Ablenkvorrichtung (4), welche dafür konfiguriert ist, die Ladungsteilchenstrahlen abzulenken, wobei ein Durchmesser der Öffnung der Erfassungsfläche größer als ein oder gleich einem Innendurchmesser der Ablenkvorrichtung (4) ist.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Öffnung der Erfassungsfläche größer als ein Innendurchmesser des vorderen Endes des magnetischen Pfads ist.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Ablenkvorrichtung (4), welche dafür konfiguriert ist, die Ladungsteilchenstrahlen abzulenken, wobei die Erfassungsfläche näher an einer Probenseite angeordnet ist als die Ablenkvorrichtung (4).
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine negative Spannung an die Probe angelegt wird, um die Ladungsteilchenstrahlen zu verlangsamen.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine positive elektrische Spannung zum Beschleunigen der Ladungsteilchenstrahlen an den zweiten inneren magnetischen Pfad angelegt ist.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungsfläche ein Scintillator (10) ist und ein Ausgangskabel (13), welches dafür konfiguriert ist, ein aus dem Umwandlungselement (12) ausgegebenes elektrisches Signal nach außerhalb eines Vakuumraums zu übertragen, enthält.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungsfläche in eine Vielzahl von Gebieten unterteilt sind.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Gebieten in einer Winkelrichtung unterteilt sind.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Gebieten in einer Radialrichtung unterteilt ist.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Gebieten sowohl in einer Winkelrichtung als auch in einer Radialrichtung unterteilt sind.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Recheneinheit, welche dafür konfiguriert ist, ein auf einer Klassifizierung gemäß aus dem Detektor ausgegebenen Energien der erfassten Ladungsteilchen beruhendes Bild zu erzeugen.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Detektor ein erstes Umwandlungselement (12) enthält, welches dafür konfiguriert ist, ein erfasstes Signal in Licht umzuwandeln, und die Recheneinheit die Klassifizierung gemäß der Helligkeit des aus dem Umwandlungselement (12) ausgegebenen Lichts vornimmt.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Detektor ein zweites Umwandlungselement (12) enthält, welches dafür konfiguriert ist, ein aus dem Umwandlungselement (12) ausgegebenes optisches Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und die Recheneinheit die Klassifizierung gemäß der Stärke des elektrischen Signals vornimmt.
Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das zweite Umwandlungselement (12) eine Photodiode oder ein Silicium-Sekundärelektronenvervielfacher ist.