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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Rasterelektronenmikroskop, bei dem ein Abtastbild auf der Grundlage
von Sekundärelektronen
erhalten wird, die durch Bestrahlen einer Probe mit einem Elektronenstrahl
emittiert werden. Sie betrifft insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop,
das Sekundärelektronen
wirksam einfangen kann, um ein Bild mit hoher Auflösung zu
erhalten.
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Das weitverbreitetste Verfahren zum
Verbessern der Auflösung
eines Rasterelektronenmikroskops besteht darin, die Brennweite einer
Objektivlinse zu verringern, wobei eine Probe im Magnetfeld der Objektivlinse
angeordnet wird. Verfahren zum Anordnen der Probe im Magnetfeld
der Objektivlinse sind unter anderem ein sogenanntes linseninternes
Verfahren, bei dem die Probe zwischen den Magnetpolen der Objektivlinse
angeordnet wird, wie beispielsweise in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung 63-110543 offenbart ist, sowie ein Verfahren, bei
dem eine Objektivlinse (Schnorchellinse) so geformt ist, daß ermöglicht ist,
daß ein
Objektivlinsen-Magnetfeld
zu einer Probenseite herausstreut, so daß die Probe selbst dann im
wesentlichen im Objektivlinsen-Magnetfeld angeordnet wird, wenn
sie unter die Objektivlinse gestellt wird, wie von Mulvey in "Scanning
Electron Microscopy", 1974, S. 44 offenbart wurde.
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Bei beiden Offenbarungen, bei denen
die Probe im Objektivlinsen-Magnetfeld angeordnet wird, werden die
von der Probe emittierten Sekundärelektronen
vom Magnetfeld der Objektivlinse eingefangen und laufen zum oberen
Teil von dieser. Daher müssen
die von der Probe emittierten Sekundärelektronen am oberen Teil
der Objektivlinse erfaßt
werden.
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Wenn eine gewöhnliche Objektivlinse, außerhalb
deren Magnetfeld eine Probe angeordnet wird, mit verringerter ,
Brennweite verwendet wird, um die Linsenfehler zu minimieren, wird
die Probe vorzugsweise so nahe wie möglich am unteren Teil der Objektivlinse
angeordnet. Auch bei diesem Verfahren müssen die Sekundärelektronen
am oberen Teil der Objektivlinse erfaßt werden.
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Damit der Sekundärelektronendetektor die Sekundärelektronen
einfängt,
wird an ihn eine Hochspannung von etwa 10 kV angelegt, um ein anziehendes
elektrisches Feld zu erzeugen. Das anziehende elektrische Feld beugt
die Bahn des Primärelektronenstrahls
in unerwünschter
Weise. Daher wird durch die gebogene Bahn die Ankunftposition des Primärelektronenstrahls
auf der Objektivlinse geändert,
wodurch eine axiale Abweichung bewirkt wird.
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Weiterhin bewirkt das vom Sekundärelektronendetektor
erzeugte anziehende elektrische Feld von sich aus einen Astigmatismus
und andere Störungen.
Diese Schwierigkeiten sind zu groß, um eine hohe Auflösung zu
verwirklichen.
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Um diese nachteiligen Wirkungen des
vom Sekundärelektronendetektor
erzeugten anziehenden elektrischen Felds zu verhindern, wurden zahlreiche Vorschläge gemacht.
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Beispielsweise gibt es bei der offengelegten japanischen
Patentanmeldung 52-91361 ein Abschirmgehäuse zum Abdekken eines Elektronenstrahlwegs
vor einem Sekundärelektronendetektor. Das
Abschirmgehäuse
kann die Wirkung des elektrischen Felds des Sekundärelektronendetektors
jedoch nicht vollkommen aufheben, da die Sekundärelektronen nicht erfaßt werden
können,
falls das elektrische Feld nicht auf die optische Achse streut.
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Als weiteres Beispiel wird das anziehende elektrische
Feld bei der offengelegten japanischen Patentanmeldung 63-110543 durch den
achsensymmetrisch ausgebildeten Sekundärelektronendetektor erzeugt.
Hieraus ergibt sich jedoch wegen der Achsensymmetrie des anziehenden
elektrischen Felds der Sekundärelektronen
das Problem, daß die
Wirksamkeit der Erfassung der Sekundärelektronen um die Mittelachse
herum verringert ist.
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Als weiteres Beispiel ist in der
offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 61-99960 ein
Verfahren dargestellt, bei dem die vom anziehenden elektrischen
Feld eines Sekundärelektronendetektors
gebogene Bahn des Primärelektronenstrahls durch
eine zweistufige Ablenkeinrichtung korrigiert wird, die sich am
oberen Teil des Sekundärelektronendetektors
befindet. Auch dieses Verfahren kann jedoch nicht verhindern, daß das vom
Sekundärelektronendetektor
erzeugte anziehende elektrische Feld in den Elektronenstrahlweg
streut, wodurch negative Wirkungen, wie ein Astigmatismus hervorgerufen werden.
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Als weiteres Beispiel ist in der
offengelegten japanischen Patentanmeldung 60-212953 ein Verfahren
offenbart, bei dem zusätzliche
Elektroden und Spulen vorgesehen sind, um das elektrische und das magnetische
Feld senkrecht zu machen, um die gebogene Bahn des Primärelektronenstrahls
zu korrigieren, bevor Sekundärelektronen
zu einem oberhalb der Elektroden und der Spulen angeordneten Sekundärelektronendetektor
geführt
werden. Bei diesem Verfahren wird jedoch nicht das Streuen eines
nicht gleichmäßigen anziehenden
elektrischen Felds berücksichtigt,
das vom Sekundärelektronendetektor auf
der optischen Achse erzeugt wird. Auch DE-A-3532781, von der der
erste Teil des Anspruchs 1 ausgeht, offenbart ein Rasterelektronenmikroskop, das
ortogonale elektrische und magnetische Felder erzeugt, um Sekundärelektronen
zu einem Sekundärelektronendetektor
mit einem Szintillator abzulenken.
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GB-A-2081501 offenbart ein Rasterelektronenmikroskop
mit einem Sekundärelektronendetektor,
dessen Szintillator von einer Ringelektrode umgeben ist, an die
eine hohe positive Spannung zum Anziehen der Sekundärelektronen
angelegt wird. Eine röhrenartige
Elektrode auf Erdpotential ist um den Primärelektronenstrahl herum angeordnet,
um diesen vom starken anziehenden Feld abzuschirmen. In Umfangsrichtung
verlaufende Elektroden leiten die Sekundärelektronen in den Raum außerhalb der
röhrenartigen
Elektrode.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
ein Rasterelektronenmikroskop anzugeben, daß Sekundärelektronen wirksam erfassen
kann, ohne Astigmatismus oder eine Achsenabweichung des Primärelektronenstrahls
zu bewirken. Diese Aufgabe wird von einem Mikroskop nach Anspruch
1 gelöst.
Die Unteransprüche
betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Eine Erscheinungsform der Erfindung
ist ein Rasterelektronenmikroskop, das eine Probe mittels eines
von einer Elektronenquelle ausgesandten Primärelektronenstrahls abtastet
und von der Probe ausgehende Sekundärelektronen auf der Elektronenquellenseite
einer Objektivlinse erfaßt,
aufweisend:
eine Sekundärelektronenerfassungseinrichtung
zur Erzeugung eines anziehenden elektrischen Feldverlaufs, um Sekundärelektronen
einzufangen;
eine Abschirmelektrode zwischen dem Elektronenstrahlweg
und der Sekundärelektronenerfassungseinrichtung,
wobei die Abschirmelektrode für
Sekundärelektronen
transparent ist und eine Abschirmwirkung auf das anziehende elektrische
Feld ausübt;
eine
Gegenelektrode an einem zur Abschirmelektrode hingewandten Ort mit
dem Elektrodenstrahlweg zwischen ihnen und mit einer zwischen ihr
und der Abschirmelektrode angelegten Spannung, um am Elektronenstrahlweg
ein ablenkendes elektrisches Feld zu erzeugen; und
eine Spuleneinrichtung
zur Erzeugung eines Magnetfelds in Richtung ortogonal zum ablenkenden
elektrischen Feld und zum Primärelektronenstrahl.
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Damit kann die Abschirmelektrode
das anziehende elektrische Feld abschirmen, das vom Sekundärelektronendetektor
erzeugt wird, um die Sekundärelektronen
einzufangen, wodurch verhindert wird, daß das anziehende elektrische
Feld in den Weg des Elektronenstrahls streut. Abgesehen davon kann
das von der Spulen-Einrichtung erzeugte Magnetfeld die Bahn des
durch die Wirkung des von der Abschirmelektrode gebeugten elektrischen
Ablenkfelds korrigieren, wodurch verhindert wird, daß der Primärelektronenstrahl
axial abgelenkt wird.
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Was die Sekundärelektronen betrifft, können diese
leicht erfaßt
werden, da die Ablenkrichtung des Magnetfelds gleich derjenigen
des elektrischen Ablenkfelds ist, wodurch die Ablenkung der Sekundärelektronen
hoch ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beispielhaft
beschrieben, wobei
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1 eine
Schnittansicht zur Veranschaulichung der Grundgedanken der vorliegenden
Erfindung ist,
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2 ein
schematisches Diagramm zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, in 3 das
Verhalten eines Primärelektronenstrahls
und von Sekundärelektronen
bei Ablenkung durch ein elektrisches Ablenkfeld E dargestellt ist,
in 4 das Verhalten eines
Primärelektronenstrahls
und von Sekundärelektronen bei
Ablenkung durch ein Magnetfeld B dargestellt ist, in 5 das Verhalten eines Primärelektronenstrahls und
von Sekundärelektronen
bei Ablenkung durch die Wechselwirkung eines elektrischen Ablenkfelds
E und eines Magnetfelds dargestellt ist,
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6 ein
schematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Teils einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, und
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7 ein
schematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Teils einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Im folgenden wird ein Grundkonzept
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 detailliert beschrieben.
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In 1 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Sekundärelektronendetektors 50 und
der Umgebung eines Rasterelektronenmikroskops gemäß der vorliegenden
Erfindung skizziert. Eine Elektronenquelle emittiert einen Primärelektronenstrahl 4.
Der Primärelektronenstrahl
wird in der Zeichnung in Tiefenrichtung von außen nach innen eingestrahlt.
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Ein Sekundärelektronendetektor 50 beinhaltet
eine anziehende Elektrode 51, einen Szintillator 52 sowie
einen Lichtleiter 53. Sekundärelektronen werden durch ein
von der anziehenden Elektrode 51 erzeugtes anziehendes
elektrisches Feld 54 angezogen und durch ein daran angelegtes
positives Potential zum Szintillator 52 beschleunigt, um
dadurch Licht aus dem Szintillator 52 auszusenden. Das
ausgesendete Licht wird durch den Lichtleiter 53 zu einem
Photomultiplier (nicht dargestellt) geleitet und dort in ein elektrisches
Signal umgewandelt, das einem Intensitätsmodulationseingang einer
CRT zugeführt
wird.
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Eine Abschirmelektrode 12 ist
zwischen dem Sekundärelektronendetektor 50 und
dem Weg des Elektronenstrahls vorgesehen, um Teile des Wegs des
Elektronenstrahls abzudecken. Eine Gegenelektrode 11 ist
auch derart an einer der Abschirmelektrode 12 gegenüberstehenden
Position vorgesehen, daß sich der
Weg des Elektronenstrahls dazwischen befindet. Die Abschirmelektrode 12 kann
eine poröse Platte
oder ein gitterartiges Element sein, das für die Sekundärelektronen
transparent ist und das auf das anziehende elektrische Feld 54 abschirmend
wirkt.
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Bei diesem oben beschriebenen Aufbau
wird zwischen die Abschirmelektrode 12 und die Gegenelektrode 11 eine
Potentialdifferenz V angelegt, um ein elektrisches Ablenkfeld E
zu erzeugen. Der Primärelektronenstrahl 4 wird
durch eine Beschleunigungsspannung Vacc beschleunigt, und wie in 3 dargestellt ist, durch
das elektrische Ablenkfeld E um einen zu V/Vacc proportionalen Winkel θe = Ke × V/Vacc
zur Seite der Abschirmelektrode 12 abgelenkt, wobei Ke
eine in Abhängigkeit
von den Formen und Positionen der Abschirmelektrode 12 und
der Gegenelektrode 11 bestimmte Konstante ist.
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Andererseits sind um den Weg des
Elektronenstrahls herum zwei Sätze
von Spulen 19 und 20 zur Korrektur der optischen
Achse vorgesehen, und ihnen werden Erregungsströme zugeführt, wodurch ein zusammengesetzter
oder kombinierter Erregungsstrom I(A) zur Erzeugung eines entsprechenden
zusammengesetzten oder kombinierten Magnetfelds B im Weg des Elektronenstrahls
in einer zum elektrischen Ablenkfeld E und zum optischen Weg des
Elektronenstrahls senkrechten Richtung erzeugt wird. Wie in 4 dargestellt ist, wird
der Primärelektronenstrahl 4 durch
die Lorenz-Kraft in der zu derjenigen der Ablenkung des elektrischen
Ablenkfelds E umgekehrten Richtung proportional zu I/(Vacc)1/2 um θb
= Kb × I/
(Vacc)1/2 abgelenkt, wobei Kb eine in Abhängigkeit
von den Formen und Positionen der Spulen 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse bestimmte Konstante ist.
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Falls das elektrische Ablenkfeld
E und das Magnetfeld B, die zueinander senkrecht stehen, gleichzeitig
auftreten, bestimmt die zusammengesetzte oder kombinierte Kraft
des elektrischen Ablenkfelds E und des Magnetfelds B die Bahn des
Primärelektronenstrahls 4.
Falls die Potentialdifferenz V und der kombinierte Erregungsstrom
I so gewählt werden
können, daß θe = θb erfüllt ist,
kann, wie in 5 dargestellt
ist, erreicht werden, daß sich
der Primärelektronenstrahl 4 ohne
jedes Eingreifen gerade vorwärtsbewegt.
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Falls also K = Ke/Kb ist, kann der
kombinierte Erregungsstrom 2 für die Spulen 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse bei jeder Beschleunigungsspannung
Vacc so gesteuert werden, daß stets dafür gesorgt
ist, daß sich
der Primärelektronenstrahl 4 gerade
vorwärtsbewegt,
so daß der
kombinierte Erregungsstrom 2 die Beziehung I = K × V/(Vacc)1/2 erfüllt.
Da das elektrische Ablenkfeld E und das Magnetfeld B um die optische
Achse herum praktisch gleichmäßig sind,
tritt kein Astigmatismus infolge einer ungleichmäßigen elektromagnetischen Verteilung
auf. Andererseits kann das elektrische Ablenkfeld E die von einer
Probe 7 emittierten Sekundärelektronen 9 in der
Richtung des Primärelektronenstrahls 4 ablenken,
wie in 3 dargestellt
ist. Das Magnetfeld B kann die Sekundärelektronen 9 in umgekehrter
Richtung zum Primärelektronenstrahl 4 ablenken,
da die Sekundärelektronen 9 entgegengesetzt
zum Primärelektronenstrahl 4 laufen,
wie in 4 dargestellt
ist.
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Da sowohl das elektrische Ablenkfeld
E als auch das Magnetfeld B derart auf die Sekundärelektronen 9 einwirken,
daß sie
zum Sekundärelektronendetektor 50 geleitet
werden, biegen sie also die Bahn der wenig Energie aufweisenden
Sekundärelektronen 9 scharf,
um die Abschirmelektrode 12 zu durchdringen, so daß sie vom
Sekundärelektronendetektor 50 eingefangen
werden. Da das vom Sekundärelektronendetektor 50 erzeugte
ungleichmäßige anziehende
elektrische Feld 54 durch die Abschirmelektrode 12 abgeschirmt
wird, kann das anziehende elektrische Feld 54 den Primärelektronenstrahl 4 nicht
beeinflussen, wodurch kein Astigmatismus hervorgerufen wird.
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Eine Einrichtung, die das elektrische
Ablenkfeld E und das Magnetfeld B zueinander senkrecht macht, ist
als Wien-Filter genanntes Energiefilter bekannt. Die für das Energiefilter
erforderliche Stärke des
elektromagnetischen Felds bewirkt, daß die Energie des Elektronenstrahls
zer streut wird, was zu einer großen chromatischen Aberration
führt.
Die zum Biegen der Bahn der Sekundärelektronen mit wenigen bis
einigen zehn Elektronenvolt erforderliche Stärke des elektromagnetischen
Felds bewirkt jedoch eine so geringe Energiestreuung des Primärelektronenstrahls,
der eine um einen Faktor von einigen zehn höhere Energie aufweist, daß die Wirkung der
chromatischen Aberration praktisch vernachlässigt werden kann.
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Im folgenden wird wiederum eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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In 2 ist
ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Rasterelektronenmikroskops
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung skizziert. Die Anordnungen und Teile
in der Figur, die mit den oben erwähnten identisch sind, sind
mit den gleichen Zahlen wie oben bezeichnet.
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Der Primärelektronenstrahl 4 wird
durch Anlegen einer Extrahierspannung V1 zwischen eine Kathode 1 und
eine erste Anode 2 von der Kathode 1 ausgesendet.
Der Primärelektronenstrahl 4 wird dann
durch die zwischen die Kathode 1 und eine zweite Anode 3 angelegte
Beschleunigungsspannung Vacc beschleunigt und läuft zu einem nachfolgenden
Linsensystem.
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Der beschleunigte Primärelektronenstrahl 4 wird
durch die Wirkung einer Fokussierlinse 5 und einer Objektivlinse 6 durch
eine Linsensteuerschaltung 17 gesteuert auf einen winzigen
Fleck auf der Probe 7 fokussiert. Der fokussierte Primärelektronenstrahl 4 wird
durch eine Abtastspule 8 zweidimensional über die
Probe 7 getastet. Gemäß der Ausführungsform
ist die Abtastspule 8 aus zwei Stufen gebildet, so daß stets
dafür gesorgt
werden kann, daß der
getastete Primärelektronenstrahl 4 durch
die Mitte der Objektivlinse 6 läuft.
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Ein der Abtastspuleneinheit 8 zugeführtes Abtastsignal
wird abhängig
von der Beobachtungsvergrößerung durch
eine Vergrößerungssteuerschaltung 15 gesteuert.
Ein Öffnungswinkel
des Primärelektronenstrahls 4 an
der Objektivlinse 6 wird durch eine Blende der unterhalb
der Fokussierlinse 5 angeordneten Blendenplatte 18 bestimmt.
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Der Sekundärelektronendetektor 50 ist
außerhalb
des Wegs des Elektronenstrahls zwischen der Abtastspuleneinheit 8 und
der Objektivlinse 6 angeordnet. Weiterhin sind um den Weg
des Elektronenstrahls herum in der Nähe des Sekundärelektronendetektors 50 die
oben erwähnte
Abschirmelektrode 12, die Gegenelektrode 11 und
die beiden Spulensätze 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse zur Erzeugung des zum von den Elektroden 11 und 12 (1) erzeugten elektrischen
Ablenkfelds E senkrechten kombinierten Magnetfelds B angeordnet.
Es sei bemerkt, daß in 2 die Spulen 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse fortgelassen worden sind und daß zur Vereinfachung
der Darstellung nur das durch diese erzeugte Magnetfeld B gezeigt
ist.
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Eine Elektrode 13 zum Beschleunigen
der Sekundärelektronen
ist zwischen den Elektroden 11 und 12 und der
Objektivlinse 6 angeordnet, und es ist an sie eine positive
Spannung Va angelegt. Eine Steuerelektrode 14 ist direkt
unterhalb der Elektrode 13 zum Beschleunigen der Sekundärelektronen
angeordnet, und es ist an sie eine positive Spannung Vb angelegt
(0 ≥ Vb > Va). Wie in 6 dargestellt ist, erzeugen
die Elektrode 13 zum Beschleunigen der Sekundärelektronen
und die Steuerelektrode 14 daher eine Äquipotentialfläche 60.
Die Äquipotentialfläche 60 kann
die Sekundärelektronen 9 so
fokussieren, daß die
in einem weiten Bereich emittierten Sekundärelektronen 9 wirksam
zum Sekundärelektronendetektor 50 geleitet
werden können.
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Andererseits werden die von der Probe 7 emittierten
Sekundärelektronen 9 in
die Objektivlinse 6 gezogen, bevor sie durch die Wirkung
des Magnetfelds der Objektivlinse 6 oberhalb des oberen
Teils von dieser (auf der Seite der Elektronenquelle) schraubenförmig nach
oben gezogen werden. Die Sekundärelektronen 9 laufen
schnell auseinander, wenn das Linsenmagnetfeld verschwindet. Bei
der Ausführungsform
ist die Elektrode 13 zum Beschleunigen der Sekundärelektronen jedoch
vor einem Ort bereitgestellt, an dem die Sekundärelektronen 9 auseinanderlaufen,
und die Sekundärelektronen 9 werden
auf einige zehn bis einige hundert Elektronenvolt beschleunigt.
Die Sekundärelektronen 9 werden
also selbst dann nicht sehr divergieren, wenn das Magnetfeld der
Objektivlinse 6 verschwindet. Die meisten der von der Probe 7 emittierten
Sekundärelektronen 9 divergieren
nicht sehr, nachdem das Magnetfeld verschwunden ist, sie können jedoch
in den Bereich gelangen, in dem das elektrische Ablenkfeld E und das
Magnetfeld B vorhanden sind.
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Wenn sie die Elektrode 13 zum
Beschleunigen der Sekundärelektronen
passieren, nehmen die Sekundärelektronen 9 wieder
ihre ursprüngliche niedrige
Energie an, bevor sie durch das elektrische Ablenkfeld E und das
Magnetfeld B wieder in die gleiche Richtung gedrängt werden (zur Seite des Sekundärelektronendetektors 50).
Daher durchdringen die meisten der Sekundärelektronen 9 die
Abschirmelektrode 12, bevor sie vom Sekundärelektronendetektor 50 eingefangen
werden. Eine Bildanzeigevorrichtung 16 zeigt ein vergrößertes Bild
der Probe 7 an.
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Der Primärelektronenstrahl 4 wird
durch das von der Abschirmelektrode 12 und der Gegenelektrode 11 erzeugte
elektrische Ablenkfeld E gedrängt. Die
Kraft kann, wie oben beschrieben wurde, durch das von den Spulen 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse erzeugte Magnetfeld B aufgehoben werden.
Es kann daher dafür
gesorgt werden, daß der
Primärelektronenstrahl 4 schließlich ohne
irgendeine Wirkung in die Objektivlinse 6 gelangt.
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Das vom Sekundärelektronendetektor 50 erzeugte
ungleichmäßige anziehende
elektrische Feld 54 beeinflußt den Primärelektronenstrahl 4 überhaupt
nicht, da er durch die Abschirmelektrode 12 abgeschirmt
ist.
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Das elektrische Ablenkfeld E wird
nur durch eine Potentialdifferenz der zwischen die Abschirmelektrode 12 und
die Gegenelektrode 11 angelegten Spannung V erzeugt. Daher
kann dafür
gesorgt werden, daß eine
der Elektroden, bei spielsweise die Gegenelektrode 11, auf
Massepotential liegt und nur die Abschirmelektrode 12 auf
einer positiven Spannung V liegt. Andernfalls können die Gegenelektrode 11 und
die Abschirmelektrode 12 auf den Potentialen V = Vc ± V/2 liegen,
wobei Vc ein Zentralpotential ist.
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Die Steuerelektrode 14 kann
beispielsweise durch flüssigen
Stickstoff 24 gekühlt
werden, wie in 7 dargestellt
ist. Die gekühlte
Steuerelektrode 14 kann den Vakuumgrad um die Probe 7 herum
erhöhen
und gleichzeitig verhindern, daß die
Probe 7 durch Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl kontaminiert
wird.
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Veränderbare Erregungsströme I1 und I2 werden den
beiden Spulensätzen 19 und 20 zur
Korrektur der optischen Achse von einem Funktionsgenerator 23 zugeführt, so
daß sie
den kombinierten Strom I erzeugen, der dem kombinierten Magnetfeld
B entspricht. Die Spulen 19 und 20 können ein
dem Magnetfeld B überlagertes
zusätzliches
Magnetfeld zum Aufheben der Ablenkung des Primärelektronenstrahls 4 durch
das elektrische Ablenkfeld E erzeugen, um eine durch andere Ursachen
bewirkte Achsenabweichung des Primärelektronenstrahls 4 zu korrigieren.
Ausrichtsignalgeneratoren 21 und 22 erzeugen Signale
Ia1 bzw. Ia2, die
zu den veränderbaren Erregungsströme I1 bzw. I2 addiert
werden, um das oben beschriebene zusätzliche Magnetfeld zu erzeugen.
Auf diese Weise können
die Spulen 19 und 20 zur Korrektur der optischen
Achse nicht nur die Wirkung des elektrischen Ablenkfelds E zum Ablenken der
Sekundärelektronen 9 korrigieren,
sondern auch die durch andere Ursachen bewirkte Achsenabweichung
korrigieren.
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Nach dem bisher Beschriebenen sieht
die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen vor:
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- (1) Das zum Einfangen durch den Sekundärelektronendetektor erzeugte
anziehende elektrische Feld wird durch die Abschirmelektrode abgeschirmt,
um zu verhindern, daß das
anziehende elektrische Feld zum Weg des Elektronenstrahls hin herausstreut. Hierdurch
wird der Astigmatismus aufgelöst,
so daß bei
hoher Auflösung
beobachtet werden kann.
- (2) Das von der Spuleneinrichtung zur Korrektur der optischen
Achse erzeugte Magnetfeld kann die Bahn des durch die Wirkung des
von der Abschirmelektrode erzeugten elektrischen Ablenkfelds E gebogenen Primärelektronenstrahls
korrigieren. Hierdurch kann verhindert werden, daß der Primärelektronenstrahl umgelenkt
wird.
- (3) Die Elektrode zum Beschleunigen der Sekundärelektronen
ist oberhalb der Objektivlinse vorgesehen, um die von der Probe
emittierten Sekundärelektronen
in einem solchen Maße
zu beschleunigen, daß die
Sekundärelektronen
nicht auseinanderlaufen können
und in den Bereich des elektrischen Ablenkfelds E gelangen können. Die
Sekundärelektronen können daher
wirksam erfaßt
werden.
- (4) Die Steuerelektrode mit einer Öffnung zum Durchlassen des
Elektronenstrahls ist auf der optischen Achse unterhalb der Elektrode
zum Beschleunigen der Sekundärelektronen
vorgesehen. Auf diese Weise können
die vom weiten Bereich der Probe emittierten Sekundärelektronen
wirksam erfaßt
werden.
- (5) Die Steuerelektrode kann so gekühlt werden, daß eine Kontamination
der Probe infolge der Bestrahlung durch den Elektronenstrahl minimiert
werden kann.