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Technisches
Gebiet der Erfindungen
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Die
Erfindungen bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Untersuchung eine Spezimen
mit einem Strahl geladener Teilchen. Im besonderen bezieht sich
diese Erfindungen auf eine miniaturisierte optische Säule für ein Gerät für einen
geladenen Teilchenstrahl.
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Hintergrund
der Erfindungen
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Geräte für einen
geladenen Teilchenstrahl, wie z. B. Raster- und Transmission- oder
Mikroproben-Vorrichtungen, um nur ein paar zu nennen, sind leistungsfähige Instrumente,
die die Beobachtung und Charakterisierung von heterogenen organischen und
inorganischen Materialien und deren Oberflächen erlauben. In diesen Instrumenten
wird der zu untersuchende Bereich mit einem Strahl geladener Teilchen
beleuchtet, der entweder statisch oder in einem Raster über die
Spezimenoberfläche
abtastend sein kann. In Abhängigkeit
der spezifischen Applikation ist der Strahl geladener Teilchen mehr
oder weniger fokusiert und die kinetische Energie der Teilchen kann
um einiges variieren.
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Die
Art der Signale, die erzeugt werden wenn das geladene Teilchen auf
eine Spezimenoberfläche trifft,
schließt
Sekundärelektronen,
rückgestreute Elektronen,
Auger-Elektronen,
charakteristische Röntgenstrahlung
und Photonen verschiedener Energien ein. Diese Signale erhält man von
bestimmten Emissionsvolumina innerhalb der Probe und sie können verwendet
werden um viele Charakteristiken der Proben, wie z. B. Zusammensetzungen,
Oberflächentopografie,
Kristallografie etc. zu untersuchen.
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In
letzter Zeit gab es Bemühungen
Geräte
für einen
Strahl geladener Teilchen zu miniaturisieren. Mehrerer dieser Geräte könnten dann
zusammen gruppiert werden, um simultan größere Flächen des Spezimen untersuchen
oder sie könnten
in Prozesslinien mit engen Platzrestriktionen installiert werden. Darüber hinaus,
da sphärische
und chromatische Abbildungsfehler des Teilchenstrahlgerätes proportional mit
dessen geometrischer Abmessung skalieren, solange das Potenzial
konstant bleibt, wären
miniaturisierte Geräte
in der Lage hohe räumliche
Auflösungen
und große
Strahlströme
für eine
bestimmte Spotgröße zu liefern.
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Im
allgemeinen sind die meisten der derzeitigen Geräte für geladene Teilchen zwischen
0.5 und 1.2 Meter hoch und haben einen mittleren Durchmesser von
ungefähr
15 cm bis 40 cm. Im Unterschied dazu versuchen Entwickler Strahlgeräte zu produzieren,
die kleiner als 10 cm mit einen mittleren Durchmesser von ungefähr 4 cm
sind. Jedoch sind moderne Vorrichtungen für einen Strahl geladener Teilchen komplexe
technische Instrument mit anspruchsvollen Vakuumsystemen, Ausrichtungsmechanismen
und elektrischen Kontrolleinheiten, deren geometrische Abmessungen
nicht einfachen proportional verkleinert werden können auch
wenn dies, wo immer möglich,
versucht wird.
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Wie
aus der Druckschrift
US-A-4,713,543 ersichtlich,
kann die Leistung von Standardgeräten für einen Strahl geladener Teilchen
in Niedrigspannungs-Applikationen erheblich erhöht werden indem einen so genannter
Strahl-Booster verwendet wird. Er beschleunigt die geladenen Teilchen
innerhalb der optische Säule
des Mikroskops auf eine hohe kinetische Energie und bremst diese
ab bevor sie das Spezimen treffen. Der Abbremsschritt wird meistens durchgeführt wenn
die geladenen Teilchen die Objektivlinse passieren.
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Im
allgemeinen wird der Strahl-Booster erzielt in dem der Strahl in
der Säule
mit Elektroden umgeben wird, die auf ein hohes Beschleunigungspotenzial
verändert
werden. Im Mikroskop mit Isolationsventilen, die zwischen der Quelle
der geladenen Teilchen und der Spezimenkammer positioniert sind, oder
mit anderen leitenden Teilen, die in in der Nähe der Säule des geladenen Teilchenstrahls
angeordnet sind, werden diese Teile auch auf das Beschleunigungspotenzial
verändert.
Die korrespondierenden Abschirmelektroden, die Ventile oder andere
leitende Teile benötigen
eine Isolierung gegenüber
dem geerdeten Säulengehäuse. Gewöhnlich wird
Keramik als isolierendes Material verwendet. Die Endumrandungen
der Isolatoren sind gefaltet oder mit Furchen ausgestalteten, um
die Kriechstrecke zu erhöhen.
Für miniaturisierte
Säulen
für einen
Strahl geladener Teilchen ist diese An der Isolation jedoch nicht
zufriedenstellend.
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Zusammenfassung
der Erfindungen
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Die
vorliegende Erfindung versucht eine verbesserte Vorrichtungen für die Untersuchung
eine Spezimen mit einem Strahl geladener Teilchen zur Verfügung zu
stellen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wie sie in unabhängigen Anspruch
1 spezifiziert wird.
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In
dem das Gehäuse
der miniaturisierten optischen Säule
auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt wird, kann eine komplizierte
Anordnungen von Isolatoren zwischen Teilen die während des Betriebs entweder
auf Erde oder auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt sind, unterlassen
werden. Komplikationen entstehen von dem reduzierten Raum in der
Säule,
was dahingehend verpflichtet, die Isolatoren zu miniaturisieren
und zusätzlich
lange Kriechstrecken an deren Enden zu bilden. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass spezielle Elektroden zum Abschirmen des Teilchenstrahls
(z. B. vom Potenzial des geerdeten Gehäuses) nicht mehr notwendig
sind.
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Darüber hinaus
müssen
in Geräten
gemäß dem Stand
der Technik einige Isolatoren mit Metall verlötet werden, um die Säule vacuumzudichten.
Die Abdichtung zwischen Isolator und Metall muss mechanisch schwach
sein, weil sie mechanischen Zug kompensieren muss, der auf der thermischen
Behandlung während
des Ausheizens der Säule
resultiert, was die Stabilität
der Säule
beeinflussen kann.
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Weitere
Vorteile, Merkmale, Aspekt und Details der Erfindungen können den
abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen
entnommen werden.
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Ein
Strahl-Booster-Potenzial ist im allgemeinen eine Beschleunigungsspannung,
die irgendwo zwischen der Quelle und dem Spezimen angelegt wird.
Der absolute Wert des Potenzials der für das Strahl-Booster verwendeten
Komponenten ist nur von sekundärer
Bedeutung. Für
einen Strahl-Booster ist es hauptsächlich wichtig, eine Potenzialdifferenz zwischen
der Quelle der geladenen Teilchen und der für den Strahl-Booster verantwortlichen
Komponenten herzustellen, sodass die Teilchen auf ihrem Weg durch
die Säule
zu dem Spezimen auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden.
Das Gehäuse wird
im allgemeinen dazu verwendet optische Komponenten zum Führen und
Formen des Strahls der geladenen Teilchen aufzunehmen. Gewöhnlich wird es
aus elektrisch leitenden und manchmal magnetische leitenden Material,
z. B. μ-Metall,
hergestellt, um das Innere der optische Säule von störenden elektrischen und/oder
magnetischen Feldern abzuschirmen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Gehäuse ein
Ventil, Deflektoren, Detektoren oder andere Teile und Komponenten
die in der Nähe
des Strahlengangs angeordnet sind. Welche dieser Teile und Komponenten benötigt werden
und wie deren spezifische Anordnungen innerhalb der Säule ist,
hängt vor
allem von der Applikation ab, für
die das Gerät
verwendet werden soll. Sollten diese Teile in der Nähe des Strahlengangs
angeordnet sein, sodass deren elektrische Felder negativen Einfluss
auf die Flugbahn des Strahls haben könnten, so werden sie bevorzugt
auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt. Natürlicherweise kann das Potenzial
dieser Teile geringfügig
von dem Strahl-Booster-Potenzial
abweichen; z. B. benötigen elektrostatische
Deflektoren diese Potenzialdifferenz, um den Strahl abzulenken.
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Indem
so viele Teile wie möglich
zusammen mit dem Gehäuse
auf Strahl-Booster-Potenzial
gehalten werden kann die Anzahl von innerhalb der miniaturisierten
Säule verwendeten
Isolatoren erheblich reduziert werden. Dabei ist es im Bereich der
Erfindung, wenn bestimmte Teile in der Säule nichtsdestotrotz vom Gehäuse isoliert
sind, wie z. B. die Quelle für
die geladenen Teilchen.
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Die
vorliegende Erfindung wird vorteilhafter Weise in Kombination mit
miniaturisierten elektro- und magnetostatischen (mit Permanentmagneten) Säulen verwendet.
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Dies
umgeht die Stromversorgungseinheiten, die die elektrischen Spulen
betreiben, auf Strahl-Booster-Potenzial zulegen und erlaubt einen stabileren
Betrieb der Säule.
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Die
Erfindung ist auch anwendbar auf Verfahren durch die die beschriebene
Vorrichtung betrieben wird. Sie beinhaltet Verfahrensschritte um
jede Funktion der Vorrichtung auszuführen. Darüber hinaus ist die Erfindung
auch auf Vorrichtungen zum Ausführen
der offenbarten Verfahren gerichtet und beinhaltet Vorrichtungsteile,
um jeden beschriebenen Verfahrensschritt auszuführen. Diese Verfahrensschritte
können
durch Hardwarekomponenten, einen Computer, der durch geeignete Software
programmiert ist, jede Kombinationen der beiden oder auf andere
Weise durchgeführt
werden.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Einige
der oben genannten, wie auch detailliertere Aspekte der Erfindungen
werden in der folgenden Beschreibung und teilweise in Bezug auf
die Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
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1 zeigt
eine optische Säule
eines Gerätes
für geladene
Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei das Gehäuse
auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt ist.
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2 zeigt
eine optische Säule
eines Gerätes
für geladene
Teilchen gemäß dem Stand
der Technik.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Gerätes
für geladene
Teilchen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 zeigt
die Spezimenkammer eines Gerätes
für geladene
Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Ein
Gerät für einen
geladenen Teilchenstrahls gemäß dem Stand
der Technik ist schematisch in 2 gezeigt.
Das Gerät 1 für geladene
Teilchen beinhaltet eine obere Abdeckplatte 20, an der eine
Quelle 2 für
geladene Teilchen angebracht ist. Die Leitungen 3, um die
Quelle 2 mit Strom zu versorgen, führt durch die obere Abdeckplatte
zu einer Stromversorgung. In Elektronenstrahlgeräten können Elektronenquellen wie
zum Beispiel Wolfram-Haarnadel-Quellen (Kanonen), Lanthanum-Hexaboride-Quellen
(Kanonen), Feldemissionsquellen etc. verwendet werden. Die Erfindung
beschränkt sich
jedoch nicht auf Elektronenquellen; sie kann zusammen mit allen
Arten von Quellen für
geladene Teilchen verwendet werden. In der Ausführungsform des Standes der
Technik, der in 2 gezeigt ist, ist eine Extraktor
und ein Supressor unter der Teilchenquelle 2 angeordnet.
Der Extraktor, der z. B. auf ein Beschleunigungspotenzial unter
dem Strahl-Booster-Potenzial gelegt ist, zieht die geladenen Teilchen, die
von der Quelle kommen, an. Im Gegensatz dazu ist der Supressor,
der zwischen dem Beschleuniger und der Quelle angeordnet ist, auf
ein Unterdrückungspotenzial
gelegt, um die Zahl der Teilchen zu limitieren, die in Richtung
des Extraktor gezogen werden. Auf diese Weise kann der Strahlstrom
reguliert werden und davon abgehalten werden, zu groß zu werden.
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Nach
dem der Strahl geladene Teilchen 10 geformt wurde und die
Quelle verlassen hat, ist ein System von elektromagnetischen Linsen,
Ablenkungsspulen und Stigmatoren in die Kontrolle und die Verbesserungen
des Strahls geladener Teilchen involviert bevor er auf das Spezimen
trifft. Die spezielle Anordnungen dieser Komponenten hängt stark
von den bestimmten Applikationen ab, für die das Gerät für geladene
Teilchen verwendet wird. In vielen Geräten wird eine Serie von zwei
oder drei Kondensorlinsen (nicht dargestellt) verwendet, um erfolgreich
den Strahl-Spot zu verkleinern, was essenziell für eine bessere Auflösung bei
hoher Vergrößerung ist.
Ein Stigmator (nicht dargestellt) ist eine Komponente, die verwendet
wird, um Verformungen in der Rundheit des Spots, der durch den über das
Spezimen gescannten Strahl geformt wird, zu kontrollieren. Nicht-runde
Strahl-Spots erzeugen auf dem Betrachtungsmonitor ein Bild, das
in einer Richtung verschmiert ist. Falls benötigt, wird in der optischen
Säule eine
Scan-Einheit (nicht dargestellt) angeordnet. Zum Beispiel wird einen
Satz von kleinen Spulen aus Draht durch eine variierende Spannung,
die von dem Scan-Generator erzeugt wird, erregt und erzeugt ein magnetisches
Feld das den Strahl geladener Teilchen in einem kontrollierten Muster,
Raster genannt, hin und her ablenkt. Das Raster ist sehr ähnlich zu dem
Raster eines Fernsehempfängers.
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Die
abschließende
Liese innerhalb oder unterhalb der Säule, Objektivlinse genannt,
fokusiert das Bild, in dem die Verschiebung des Crossovers entlang
der optischen Achse (z-Achse)
der Säule kontrolliert
wird. In 2 ist eine elektrostatische
Linse 12 unterhalb der Säule angeordnet. In vielen Applikationen
wird jedoch eine magnetische Linse mit einem steuerbaren Strom I
durch seine Windungen steuerbaren Strom I verwendet. Auf Grund der
großen
Steuerströme
ist manchmal eine Kühlung
notwendig.
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Wenn
die Teilchen des Strahls 10 die Oberfläche des Spezimen 14 treffen,
sind sie einer Serie von komplexen Wechselwirkungen mit den Kernen und
Elektronen der Atome der Probe ausgesetzt. Die Wechselwirkungen
erzeugen eine Vielzahl von sekundären Produkten, wie z. B. Elektronen
mit unterschiedlichen Energien, Röntgenstrahlen, Hitze und Licht.
Viele dieser sekundären
Produkte werden verwendet um ein Bild der Probe zu erzeugen und
zusätzliche
Informationen von ihr zu sammeln. Detektoren zum Sammeln der sekundären Produkte
können entweder
ringförmig
um die optische Achse oder an der Seite angeordnet sein. 2 zeigt
einen scheibenförmigen
Kollektor 16 mit einer Bohrung in seiner Mitte, um den
primären
Strahl auf seinem Weg von der Quelle 2 zu dem Spezimen 14 passieren
zu lassen. In dieser Ausführungsform
ist der Detektor an einen Lichtleiter 17 angebracht, der
durch das Gehäuse 18 führt und
den Detektor mit einer Abbildungselektronik (nicht dargestellt)
verbindet. Die Lichtpulse, die erzeugt werden indem die sekundären Produkte auf
den Detektor 16 treffen, werden außerhalb des Gehäuses 18 geleitet
und verwendet um das endgültige
Bild zu erzeugen.
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Insbesondere
bei Niedrigspannungs-Applikationen kann die Leistungsfähigkeit
eines Gerätes für einen
Strahl geladener Teilchen erheblich erhöht werden in dem einen Strahl-Booster verwendet
wird. Der Strahl-Booster führt
dazu, dass die geladenen Teilchen sich mit einer hohen Geschwindigkeit
durch die optische Säule
bewegen, und bremst sie dann ab bevor sie das Spezimen treffen.
Die Teilchen des Strahls haben eine unterschiedliche kinetische
Energie und daher unterschiedliche Wellenlängen. Die unterschiedlichen
Wellenlängen
führen
dazu, dass die Teilchen in einen anderen Punkt fokusiert werden, was
das Bild verwischt. Das Verhältnis
der Differenz der kinetischen Energie zu der mittleren kinetischen Energie
der geladenen Teilchen ΔE/E
beeinflusst das Maß,
in dem das Bild unscharf ist. Da die Variation der kinetische Energie ΔE weitestgehend
unabhängig
von der gesamten kinetischen Energie E der Teilchen ist, kann der
Linsendefekt reduziert werden, in dem man die geladenen Teilchen
mit einer relativen hohen Geschwindigkeit in die Objektivlinse eindringen
lässt und
sie anschließend
bremst bevor sie das Spezimen treffen.
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Einen
Strahl-Booster wird in einer typischen optischen Säule für ein Gerät für geladene
Teilchen realisiert, indem man auf dem Weg von der Quelle zu der
Objektivlinse ein hohes Potenzial auf die geladenen Teilchen einwirken
lässt.
Dies wird dadurch erzielt, dass man den Strahlengang von allen leitenden Teilen
mit einem sich von dem Strahl-Booster-Potenzial erheblich unterscheidenden
Potenzial abschirmt. In der in 2 dargestellten
Ausführungsform
schirmen Abschirmelektroden 30 den Strahlengang von dem
geerdeten Gehäuse 18 und,
falls notwendig, von Strahl-Ausrichtungsspulen ab, die im allgemeinen ebenfalls
auf Erdpotenzial gelegt sind. Für
die Abschirmelektroden 30 wird ein sogenanntes Einsatz-Rohr
(liner tube) verwendet. Im unteren Teil der Säule schirmen zum Beispiel Abschirmelektroden 32 den
Strahlengang von dem geerdeten Gehäuse 18 ab. Im zentralen
Teil der Säule
ist eine Ventileinheit 6, 8 angeordnet. Sie trennt
das Vakuum in der Kammer der Kanone von dem in der Spezimenkammer
herrschenden Vakuum (siehe z. B. 4). Darüber hinaus
erlaubt es den Austausch des Spezimen ohne das Vakuum in der Kanonenkammer
zu zerstören,
in dem das an die Befestigungseinheit 6 angebrachte Schiebeventil 8 geschlossen
wird. Das Schiebventil 8 und die Befestigungseinheit 6 sind
ebenfalls auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt, sodass sie nicht
das elektrische Feld in der Nähe
des Strahlengangs nachteilig beeinflussen. Es soll jedoch bemerkt
werden, dass in Abhängigkeit
der verwendeten besonderen Ausführungsart
der optischen Säule
oder der Applikation eine Ventileinheit nicht immer benötigt wird.
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In
manchen Geräten
gemäß dem Stand
der Technik wurden die Abschirmelektroden und alle anderen Teile,
die auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt sind, miteinander verbunden,
um einen einzigen inneren Kanal um den Strahlengang zu bilden. Dies führt zu einer
sehr guten Abschirmung des Strahlengangs von störenden Feldern.
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Im
allgemeinen müssen
die oben genannten Komponenten, Abschirmelektroden 30 (oder
Einsatz-Rohr (liner tube)), Ventileinheit 6, 8,
und/oder Abschirmelektroden 32 an dem geerdeten Gehäuse 18 befestigt
werden. Dies macht eine Isolation zwischen dem Gehäuse und
diesen Komponenten notwendig. Die Potenzialdifferenz, die im allgemeinen zum
Boosten des Strahls verwendet wird, ist größer als 1 kV. Daher müssen die
Isolatoren 34, 36, 38, an die hohe Spannungsdifferenz
angepasst werden.
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Das
Gehäuse
ist mit den Wänden
der Spezimenkammer 22, die nur teilweise in 2 dargestellten
sind, verbunden. Aus Sicherheitsgründen ist das Gehäuse geerdet.
Die für
das Gehäuse
verwendeten Materialien sind üblicherweise
elektrisch und magnetisch leitend, um das Innere von störenden elektrischen
und magnetischen Feldern abzuschirmen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dabei bezeichnen dieselben Bezugszeichen
korrespondierende Teile. Das Gerät 1 für einen
Strahl geladener Teilchen mit seinem Gehäuse 40, das während des
Betriebs auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt ist, beinhaltet eine
Quelle 2 für geladene
Teilchen mit einem Beschleuniger und einem Supressor 4.
Die Stromversorgungsleitungen 3 für die Teilchenquelle 2 sind
durch die obere Abdeckplatte 20 gelegt. Unterhalb der Teilchenquelle 2 regelt eine
Supressor- und Beschleuniger-Einheit den Strahlstrom. Ein Linsensystem
zum Führen
des Strahls, Stigmatoren, Ablenkspulen etc. sind in 1 nicht
dargestellt. Lediglich eine Ventileinheit 6, 8,
um die optische Säule
in zwei auf unterschiedliche Vakuumbereiche zu haltenden Sektionen
zu teilen (falls notwendig) ist mit dem Gehäuse 40 verbunden und auf
Strahl-Booster-Potenzial
gelegt. Als Konsequenz benötigt
Ventileinheit 6, 8 keine Isolatoren und das von
Befestigungseinheit 6 und Schiebeventil 8 stammende
elektrische Feld stört
das in der Säule
herrschende Strahl-Booster-Potenzial nicht.
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Detektor 16 ist
im Strahlengang 10 positioniert, um sekundäre Produkte
zu sammeln. Der wird auf Strahl-Booster-Potenzial gehalten entweder
mit einer leitenden Verbindung entlang des Lichts Leiters 17 oder
mit in einer anderen leitenden Verbindung, die zwischen dem Detektor
und dem Gehäuse,
oder anderen auf Strahl-Booster-Potenzial gelegten leitenden Teilen,
angeordnet ist.
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Es
sollte bemerkt werden, dass nicht alle optischen Säulen eine
Ventileinheit 6, 8 benötigen. Darüber hinaus muss der Detektor
nicht immer im Strahlengang sein. Er kann an einer Seite oder sogar
außerhalb
und unterhalb der optischen Säule,
z. B. in Transmissionsmikroskopen, positioniert sein. Wenn eine
bestimmte Applikation die Notwendigkeit hervorruft eine optische
Komponente nahe am Strahlengangs anzuordnen, dann ist diese bevorzugt
auf Strahl-Booster-Potenzial zu halten. Der möglicherweise störende Einfluss
eines elektrischen Feldes einer Komponente hängt von deren Größe, deren
Abstand zum Strahlengang, dem verwendeten Material und deren Potenzial
während
des Betriebs des Gerätes
für einen
Strahl geladener Teilchen ab. Dies erlaubt eine Abschätzung im
Bezug auf den Grad der Notwendigkeit das jeweilige Teil auf Strahl-Booster-Potenzial
zulegen. Es ist jedoch insbesondere bevorzugt alle möglicherweise
störenden
Komponenten oder Teile auf Strahl-Booster-Potenzial zu halten.
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1 zeigt
eine elektrostatische Objektivlinse 12 mit drei Elektroden
unterhalb des Gehäuse 40 des
Gerätes
für einen
Strahl geladener Teilchen. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die obere Elektrode auf Strahl-Booster-Potenzial gehalten.
Die mittlere Elektrode wird für
die Fokussierung der von der Quelle kommenden geladenen Teilchen
auf das Spezimen verwendet. Gleichzeitig bremst diese Elektrode
geladenen Teilchen ab bevor sie auf das Spezimen treffen. Die untere
Elektrode wird in erster Linie zur Kontrolle verwendet, z. B. regelt
sie das Abzugsfeld für
sekundärer
Teilchen, die von der Quelle kommen. Die Verwendung von drei Elektroden
ist keine Notwendigkeit; im Prinzip würde nur eine Elektrode ausreichen.
Jedoch beschränkt
dies z. B. die Optionen zur Regulierung der Fokussierungseigenschaften
der Objektivlinse.
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Die
obere Abdeckplatte 20 ist mit dem Gehäuse 40 verbunden und
daher auf Strahl-Booster-Potenzial.
Die Leitungen 3, die die Quelle 2 für geladene
Teilchen mit Strom versorgen, und die Quelle selbst sind im allgemeinen
nicht auf Strahl-Booster-Potenzial. Eine Isolation wird zwischen
der oberen Abdeckplatte 20 auf der einen Seite und Leitungen 3 und
Quelle 2 auf der anderen Seite zur Verfügung gestellt. Alternativ hierzu
ist es möglich,
die obere Abdeckplatte 20 auf dem Potenzial der Quelle 2 für geladene
Teilchen zu halten, wobei aber dann eine Isolation zwischen dem
Gehäuse 40 und
der oberen Abdeckplatte 20 zur Verfügung gestellt werden muss.
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Gehäuse 40 und
obere Abdeckplatte 20 sind mit einer Abdeckung 42 und
einer oberen Abdeckung 46 umgeben, die auf Erdpotenzial
gelegt ist. Zwischen dem Gehäuse 40 und
der Abdeckung 42 und zwischen der oberen Abdeckplatte 20 und
der oberen Abdeckung 46 ist eine Isolationsschicht 48 eingebracht.
Die Isolationsschicht kann ein dielektrisches Material von variierender
Dicke oder ein ausreichend großer
Luftspalt sein. Vor allem in dem letzteren Fall ist es bevorzugt
die Ecken der oberen Abdeckplatte 20 abzurunden, um die
Wahrscheinlichkeit elektrischer Entladung zu reduzieren. Zusätzlich wird
einen Isolation zwischen Leitung 3 und der oberen Abdeckung 46 zur
Verfügung
gestellt.
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3 zeigt
das Gerät
für einen
Strahl geladener Teilchen gemäß dem Stand
der Technik von 2 jedoch mit ausgelassenen Isolatoren.
Abschirmungselektroden 30 und 32 sind direkt mit
dem Gehäuse
verbunden und auf Strahl-Booster-Potenzial. In Abhängigkeit
der Applikation könnten
Stigmatoren, Ablenkspulen oder jegliche andere Komponenten dahinter
angeordnet sein. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass es nicht
zwingend ist, diese Komponenten hinter den Abschirmungselektroden
anzuordnen. Die optische Säule
wird von Abdeckung 42 und Abdeckplatte 46 umgeben.
Vorteilhafter Weise werden alle Teile und Komponenten die zwischen
Quelle 2 und der Objektivlinse sind, auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt.
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Es
ist möglich
Getter-Material in der Nähe der
Quelle für
geladene Teilchen zu platzieren um die Kanonenkammer noch mehr zu
evakuieren. In Abhängigkeit
des genauen Ortes wird das Getter-Material entweder auf Strahl-Booster-Potenzial
oder auf das Potenzial der Quelle für geladene Teilchen gelegt.
Alternativ kann eine Getter-Pumpe außerhalb der Säule angeordnet
sein und eine Röhre
verbindet die Pumpe mit der Kanonenkammer. Natürlicherweise wird das in die
Kanonenkammer reichende Röhreende
während
des Betriebs bevorzugt auf Strahl-Booster-Potenzial gelegt. Die
Teile der Röhre, die
entweder durch das Gehäuse 40 oder
die Abdeckung 42 verlaufen, müssen entsprechend isoliert werden.
Dies kann mit Isolationsschichten und/oder mit Flanschen, die isolierendes
Material an deren Schnittstellen haben, geschehen.
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4 zeigt
den unteren Teil der mit der Spezimenkammer 22 verbundenen
optischen Säule.
Im allgemeinen hat die Spezimenkammer eine separate Vakuumpumpe
(nicht dargestellt) zum Evakuieren der Kammer. Um Lecken zu verhindern
wird eine Dichtung 44, z. B. ein O-Ring, zwischen die Abdeckung 42 und
die Spezimenkammer gebracht. In Abhängigkeit der spezifischen Anordnung
der Wand kann eine alternative oder zusätzliche Dichtung zwischen das
Gehäuse 40 und
die Abdeckung 42 gebracht werden.