JP2000514238A - 汎用走査型電子顕微鏡としての電子ビームマイクロカラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 たとえば荷電粒子顕微鏡検査法に使用することのできる荷電粒子マイクロカラムであって、Ｔ字型のコンフィグレーションをもち、ビーム生成用荷電粒子光学カラムを支持する比較的幅の狭いベース構造体を備えている。ベース構造体の幅が狭いことから、Ｔ字型マイクロカラムと試料を互いに垂線とは異なる角度でポジショニングすることができ、これによって試料表面の３次元的イメージの生成が可能となる。このため、Ｔ字型マイクロカラムにより生成される荷電粒子ビームの入射角を、短い作動距離を維持しつつ変化させることができる。その際、慣用の２次／後方散乱荷電粒子検出器を使用することができる。それというのも、荷電粒子の反射角度ゆえにＴ字型マイクロカラムとは別個の荷電粒子検出器を使用できるからである。しかもＴ字型マイクロカラムのサイズが小さいことから、試料に対し相対的にＴ字型マイクロカラムを動かすことで、定置された大きい試料の様々な部分を観察できるようになる。また、スループット向上のため、複数のＴ字型マイクロカラムをアレイ状に配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 汎用走査型電子顕微鏡としての電子ビームマイクロカラム 産業上の利用分野 本発明は荷電粒子イメージングに関し、詳しくは走査型電子顕微鏡のために３ 次元イメージを生成可能な電子ビームマイクロカラムに関する。 従来の技術 慣用の走査型電子顕微鏡は、非可動の大きい装置である。走査型電子顕微鏡に は半導体関連の検査や試験など多くの用途があるとはいえ、慣用の走査型電子顕 微鏡はそのサイズや非可動性ならびに付随するコストゆえに、有用性が限られて いる。たとえば、観察する試料を、電子顕微鏡と向き合うよう検査プロセス中に 動かさなければならないので、慣用の走査型電子顕微鏡の場合には試料よりもず っと大きい真空室を使用しなければならない。しかも、３次元的な表面特徴のイ メージングのために必要とされるビーム入射角が生じるよう、慣用の走査型電子 顕微鏡に対し相対的な角度で試料をポジショニングしなければならず、このこと により大きい試料やデリケートな試料の取り扱いが難しくなる。さらに、慣用の 電子顕微鏡のスループットは、１度に１つの試料しか観察できないために制限さ れている。 電子ビームシステム改善のための努力の結果、ミニアチュア電子ビームマイク ロカラム（miniature electron-beam microcolumns,"microcolumns"）が得られ た。マイクロカラムは、微細加工による電子”光学的”コンポーネントおよび走 査型トンネル顕微鏡（"STM"）支援によるアライメント方式と類似の方式で動作 する電界放射源をベースとしている。マイクロカラムを利用したアライメント方 式はＳＴＭと類似していて、シャープなチップマイクロカラムの場合には電界放 射チップをコントロールするために精密Ｘ−Ｙ−Ｚポジショナが利用され、チッ プの位置を測定するためにチップからの放射が利用される。T.H.P．Chang等によ る刊行物"Electron-Beam Microcolumns for Lithography and Related Applicat ions"，Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6)，p.3774-81，1 1/12 1996には、マイクロカラムについて全般的に述べられており、これを本出 願の参考文献とする。 図１に示されているような慣用のボックス型マイクロカラム１０は、支持アー ム２２によって試料２０の上にポジショニングされる。マイクロカラム１０はポ ジショナケーシング構造体３０を有しており、その上にショットキー電界放射体 などの電界放射体源４０が取り付けられている。マイクロカラム１０は支持構造 体３２およびベースプレート構造体３４も有しており 、これは電子”光学的”カラム５０および検出器アセンブリ６０を支持している 。電子光学カラム５０は、試料表面をスキャン可能なフォーカシングされた電子 ビームを生成するためのレンズと偏向器から成る。 マイクロカラム１０は典型的には、１〜５ｍｍのレンジの作動距離をもつ１ｋ ｅｖのビームを発生させる。短い作動距離によって、たとえば１０ｎｍあるいは それ以下の高い分解能の顕微鏡検査が行えるようになる一方、作動距離が長くな れば、たとえば１５０μｍあるいはそれ以上に及ぶ大きい電界サイズを必要とす る適用事例に利用することができる。図１に示されているように、マイクロカラ ム１０により生成される電子ビーム４２は、サンプル２０の表面に対し垂直入射 されている。 図２は、試料２０の上におけるボックス型マイクロカラム１０の斜視図である 。今日のボックス型マイクロカラム１０の典型的な実例によれば、図２に示され ているようなＡとＢの寸法は約２０×２０ｍｍであり、Ｃの寸法は約２２．５ｍ ｍである。 図３には、電界放射体源４０と電子光学カラム５０の分解図が描かれている。 この場合、電界放射体源４０は電界放射体チップ４２を有しており、これは単結 晶のタングステン、炭化ハフニウムまたはダイアモンドのチップなど、Ｚｒ／Ｏ ／Ｗショットキー電界放射体チップまたは冷電界放射体チップとすることができ る。 放射体チップ４２は、３軸のＳＴＭ状Ｘ−Ｙ−Ｚポジショナ４４上に配置され ていて、これは図１および図２に示されているようなポジショナケーシング構造 体３０内に収容されている。Ｘ−Ｙ−Ｚポジショナ４４は、数１０μｍ〜約１ｍ ｍのオーダでｎｍスケールのポジショニング能力を伴うＸ，Ｙ，Ｚ軸における運 動範囲をもっており、電子光学カラム５０を備えた放射体チップ４２をアライメ ントするために用いられる。Ｘ−Ｙ−Ｚポジショナ４４における今日の典型的な 寸法は約２０×２０×１４ｍｍであり、これはポジショナケーシング構造体３０ の寸法に制限される。 今日の電子光学カラム５０の典型的なコンポーネントは、それぞれほぼ数μｍ の開口および１００μｍの直径をもつ抽出器（extractor）とアノードを備えた マイクロソースレンズ（microsource lens）５２を有している。マイクロソース レンズ５２に続いて、ほぼ数μｍの直径のビーム制限開口５４が設けられており 、これは最適なビームパフォーマンスを達成するように調整されている。マイク ロソースレンズ５２の抽出器とアノードおよびビーム制限開口５４は、約１００ 〜５００μｍの厚さの（図示されていない）パイレックス絶縁スペーサといっし よにボンディングされたシリコン電極である。さらにビーム制限開口５４に続い て、ダブル８極子偏向システム５６が設けられている 。電子光学カラム５０は、アインゼル（Einzel）電子レンズ５８も有しており、 これは直径約２００μｍの開口をもつ３つのシリコン電極から成り、それらは約 ２５０μｍの厚さのパイレックス絶縁スペーサ（図示せず）によって分離されて いる。電界放射体チップ４２とアインゼル（Einzel）レンズ５８の最後の電極と の間のカラム長は、約３．５ｍｍである。 アインゼルレンズ５８とサンプル２０との間には、検出器アセンブリ６０が設 けられている。検出器アセンブリ６０は、２次／後方散乱電子検出器または金属 半導体金属（ＭＳＭ，metal-semiconductor-metal）検出器ベースのマイクロチ ャネルプレート（ＭＣＰ）である。慣用のEverhart-Thornley検出器は、マイク ロカラム１０といっしよに使うことはできない。それというのも、Everhart-Tho rnley検出器への２次電子の抽出と現在のマイクロカラム設計とは相違している からである。 なお、図３には、マイクロカラム１０で使用可能な考えられ得る多数の電界放 射体源と電子光学カラムの一例が示されているにすぎない。マイクロカラム１０ で使用可能なさらに別の電界放射体源および電子光学カラムについて、ならびに マイクロカラム１０の動作全般に関する情報については、以下の文献および特許 を参照のこと：E.Kratschmer等による"Experimental Evaluation of a 20x20mm Footprint Microcolumn" 、Journal of Vacuum Science Technology Bulletin14(6)，p.3792-96，Nov./De c．1996；T.H.P.Chang等による"Electron Beam Technology‐SEM to Microcolum n"，Microelectronic Engineering 32，p.113-130，1996；T.H.P.Chang等による "Electron Beam Microcolumn Technology And Applications"，Electron-Beam S ources and Charged-Particle Optics，SPIE Vol．2522，p.4-12，1995；M.G.R. ThomsonおよびT.H.P.Changによる"Lens and Deflector Design for Microcolumn s"，Journal of Vacuum Science Technology Bulletiｎ 13(6)，p.2445-49，Nov ./Dec．1995；H.S.Kim等による"Miniature Schottky Electron Source",Journal of Vacuum Scienece Technology Bulletin13(6)，p.2468-72，Nov./Dec．1995 ；Chang等のU.S.Pat．No.5,122,663，Chang等のU.S.Pat．No.5,155,412。これら の文献を本出願の参考文献とする。 図１に示されているように、ボックス型マイクロカラム１０によって垂直入射 電子ビームが発生し、これは主としてリソグラフィなどの適用事例において有用 である。しかしながら当業者であればわかるように、汎用走査型電子顕微鏡にと って重要であるのは、３次元的な表面特徴イメージを得るために、所定の角度で 試料を観察できることである。比較的短い作動距離（１〜５ｍｍ）に沿ったボッ クス型マイクロカラム１０の２０×２０ｍｍの区域によって、マイクロカラム１ ０が試料を観察することのできる角度が制約される。その結果、汎用走査型電子 顕微鏡としてのボックス型マイクロカラム１０の有用性は限られている。 発明の概要 細い支持体構造およびベース構造の頂部に「Ｔ字型の」マイクロカラムを設け ることは、マイクロカラムコンフィグレーションの利点が得られるかぎりは、汎 用走査型電子顕微鏡において使用するのに適している。「Ｔ字型の」マイクロカ ラムの電子光学カラムに沿った支持およびベース構造はすべて細く、これにより 走査される試料の表面に対し垂直とは異なる角度で、Ｔ字型マイクロカラムをポ ジショニングすることができるようになる。有利にはＴ字型マイクロカラムによ って、３次元イメージングの得られる入射角の電子ビームで短い作動距離が可能 となる。しかも、電子ビームが所定の入射角を有していることから、Ｔ字型のマ イクロカラムによって、慣用の２次／後方散乱電子検出器とすることのできる別 個の電子検出器アセンブリを使用できるようになる。 また、Ｔ字型のマイクロカラムのサイズが小さいことから、マイクロカラムを 動かすことができ、これは慣用の不動の走査型電子顕微鏡よりも有利である。た とえば、Ｔ字型のマイクロカラムの可動性によって、マイクロカラム自体を定置 された試料に対し相対的に様々な角度でポジショニングできるようになり、これ によってビーム入射角が変更可能になる。しかもＴ字型マイクロカラムの可動性 により、試料を動かすのではなくマイクロカラムを並進運動させることで、大き い試料の種々の領域を観察することができる。さらにスループットも高くなる。 それというのも、１つの試料を同時に走査するために複数のＴ字型マイクロカラ ムを配置させることができるからである。 図面の簡単な説明 本発明の上述の特徴やその他の特徴、観点ならびに利点は、以下の説明、請求 の範囲ならびに添付の図面に示されている。 図１は、試料の上に配置された従来技術によるボックス型マイクロカラムの側 面図である。 図２は、試料の上に配置された従来技術によるボックス型マイクロカラムの斜 視図である。 図３は、マイクロカラムにおいて使用される電界放射体ユニットおよび電子光 学カラムの分解図である。 図４は、本発明による細い支持およびベース構造をもつＴ字型マイクロカラム の斜視図である。 図５は、本発明による試料に対し相対的な角度でポジショニングされたＴ字型 マイクロカラムと別個の検出器アセンブリの側面図である。 図６は、本発明によるＴ字型マイクロカラムに対し相対的な角度でポジショニ ングされ試料の上にポジショニングされたＴ字型マイクロカラムおよび別個の検 出器アセンブリの側面図である。 図７は、本発明による大きい静止したサンプルの上を移動するＴ字型マイクロ カラムおよび別個の検出器アセンブリの側面図である。 図８は、試料に対し相対的な角度でポジショニングされた本発明による複数の Ｔ字型マイクロカラムから成るアレイを示す図である。 図面の詳細な説明 図４には、たとえば汎用電子顕微鏡において使用することのできる本発明の１ つの実施形態によるＴ字型荷電粒子ビームマイクロカラム１００が示されており 、これは細い支持およびベース構造を有している。図４に示されているように、 Ｔ字型のマイクロカラム１００は、ポジショナケーシング構造１１０と、電界放 射体源１２０と、支持構造体１３０と、電子光学カラム１５０および検出器アセ ンブリ１６０を支持するベース構造体１４０を有している。 ポジショナケーシング構造体１１０、支持構造体１３０およびベース構造体１ ４０は、アルミニウム、セラミックスあるいはその他の類似の剛性タイプの材料 から成るものとすることができる。Ｔ字型マイクロカラム１００により使用され る電界放射体源１２０、電子光学カラム１５０および検出器アセンブリ１６０は 寸法、材料ならびに製造の点で、図１、図２、図３を参照して説明したボックス 型マイクロカラム１０によ って使用される電界放射体源４０、電子光学カラム５０および検出器アセンブリ ６０とそれぞれ類似したものとすることができる。 ポジショナケーシング構造体１１０の寸法は、ポジショナケーシング構造体１ １０内に収容されるＳＴＭ状Ｘ−Ｙ−Ｚポジショナ（図示せず）の寸法によって 制約される。したがって１つの実例ではポジショナケーシング構造体１１０は、 図４に示されているようなＤ，Ｅ，Ｆの寸法について約２０×２０×１４ｍｍで ある。Ｔ字型マイクロカラム１００の寸法Ｇは、約３０ｍｍである。 Ｔ字型マイクロカラム１００のベース構造体１４０は、図４に示されているよ うに寸法Ｈに関してポジショナケーシング構造体１１０よりも細い。ベース構造 体１４０の寸法Ｈは約４ｍｍである。図４には、やはり寸法Ｈに関して約４ｍｍ である支持構造体１３０が示されている。しかし当業者であればわかるように、 支持構造体１３０の幅をこれがポジショナケーシング構造体１１０と結合する個 所でもっと広くすることができ、つまり支持構造体１３０がＶ字型あるいは他の 類似の形状をもつようにしてもよい。さらに、ベース構造体１４０が寸法Ｅに関 して、ポジショナケーシング構造体１１０よりも小さい寸法となるようにしても よい。 電子光学カラム１５０は、図１、図２、図３を参照 して説明したボックス型マイクロカラム１０で使用される電子光学カラム５０と 似ているとはいえ、電子光学カラム１５０の製造を変更して、電子光学カラム１ ５０が寸法Ｈに関してポジショナケーシング構造体１１０よりも細くすることが でき、有利にはベース構造体１４０と同じくらい細い。また、当業者であれば、 電子光学カラム１５０の形状の変形も好適である。 Ｔ字型マイクロカラム１００は、図１に示したボックス型マイクロカラム１０ と同様に、１〜５ｍｍの作動距離で１ｋｅＶのビームを生成する。しかしここで 述べておくと、これらのパラメータは実例として挙げたのであって、これらに制 約されるものではない。支持構造体１３０とベース構造体１４０はポジショナケ ーシング構造体１１０よりも細いので、Ｔ字型マイクロカラム１００は短い作動 距離を維持することができる一方、試料とマイクロカラム１００を互いに角度を 成してポジショニングすることにより、ビーム入射角を変えることができる。 図５には、試料１０５の上にポジショニングされたＴ字型マイクロカラム１０ ０の側面図が示されている。この場合、試料１０５は、定置されたＴ型マイクロ カラム１００に対し相対的に角度を成してポジショニングされている。マイクロ カラム１００は、（図示されていない）慣用の機械的支持アームを使用して、あ るいはその他の適切なやりかたで、試料１０５の上で 支持される。また、試料１０５は慣用の支持部材１０６により保持され、これは シリコンウェハホルダあるいは他の適切な装置とすることができる。さらに図５ には、試料１０５から反射した電子を検出するために、Ｔ字型マイクロカラム１ ００といっしよに使用される別個の慣用の検出器アセンブリ１７０も示されてい る。 支持部材１０６によって、Ｔ字型マイクロカラム１００に対し相対的に角度を 成してポジショニングされているので、電子ビーム１５２は試料１０への垂線に 対し入射角αを有しており（垂線は破線で示されている）、これによって電子は 垂線に対し角度αを成して試料１０５から反射するようになる。反射した電子ビ ームを検出するため、支持アーム１７５に取り付けられた別個の検出器アセンブ リ１７０が、Ｔ字型マイクロカラム１００から角度βを成してポジショニングさ れている。検出器アセンブリ１７０の位置はクリティカルなものではなく、Ｔ字 型マイクロカラム１００に対する試料１０５の角度が変わったときに、検出器ア センブリ１７０が試料１０５から反射した電子を確実に検出できるよう、調整す ることができる。 図１に示したボックス型マイクロカラム１０とともに使用される検出器アセン ブリ６０とは異なり、検出器アセンブリ１７０はＭＣＰ型検出器など平坦なタイ プに制約されない。その理由は、電子ビームは検出器 アセンブリ１７０を通って進まないからである。したがって検出器アセンブリ１ ７０を、Everhart-Thornley検出器やショットキーダイオード型の固体検出器な ど、あらゆる慣用の２次／後方散乱電子検出器とすることができる。もちろん、 Ｔ字型マイクロカラム１００が、図４に示されているように検出器アセンブリ１ ６０としてＭＣＰ型検出器を有するのも好適であり、このようにすることでＴ字 型マイクロカラム１００は垂直な入射電子ビームも検出することができる。 図５に示されているように、Ｔ字型マイクロカラム１００は、支持構造体１３ ０およびベース構造体１４０が細いことから、垂線に対し所定の角度で試料１０ ５を観察するために使用することができる。それゆえＴ字型マイクロカラム１０ ０を、３次元イメージングを行う汎用走査型電子顕微鏡として使用できる。Ｔ字 型マイクロカラム１００が試料１０５を見る個々の角度αは可変であり、それは 作動距離およびベース構造体１４０のエッジ１４２またはポジショナケーシング 構造体１１０のエッジ１１２によってのみ制約される。図４に示されているよう なＴ字型マイクロカラム１００の個々の寸法からすると、Ｔ字型マイクロカラム １００と試料１０５との間の最大角度は、作動距離１ｍｍで垂線から約１８．４ °、作動距離５ｍｍで垂線から約５９°とすることができる。 図６には、定置された試料１０５に対し相対的に角 度を成してポジショニングされたＴ字型マイクロカラム１００の側面図が示され ている。Ｔ字型マイクロカラム１００のサイズが小さいことからこのＴ字型マイ クロカラム１００は有利には、定置支持部材１０８に保持されている試料１０５ に対し相対的に様々な位置へ動かすことができる。このため慣用の走査型電子顕 微鏡とは異なり、Ｔ字型マイクロカラム１００自体を試料１０５に対し相対的に 角度を成してポジショニングすることができる。 この場合もやはり、Ｔ字型マイクロカラム１００により生成される電子ビーム は、試料１０５への垂線から角度αを成すことになる（垂線は破線で示されてい る）。Ｔ字型マイクロカラム１００が試料１０５に対して成す角度は、図４で示 したような作動距離および個々のベース構造体１４０またはポジショナケーシン グ構造体１１０のエッジ１４２または１１２によって制限される。図６の場合、 検出器アセンブリ１７０は、反射ビームを検出するのに最適な角度を維持するた めに、Ｔ字型マイクロカラム１００の位置に応じて調整することができる。 図７には、支持部材１０８により固定保持された試料１０５の上を移動するＴ 字型マイクロカラム１００と検出器アセンブリ１７０の側面図が示されている。 図７に示されているＴ字型マイクロカラム１００は、試料１０５の上で支持アー ム１０２によって支持され ており、試料１０５に対し所定の角度でポジショニングされている。Ｔ字型マイ クロカラム１００のサイズが小さいことから、このＴ字型マイクロカラム１００ は有利には、定置された試料１０５に対し相対的に横方向に並進させることがで きる。 図７に示されているように支持アーム１０２はＴ字型マイクロカラム１００と 検出器アセンブリを、矢印１８５により示す方向で試料１０５表面の上をたとえ ば毎秒約１ｃｍというような所望の速度で並進させる。検出器アセンブリ１７０ は、図６を参照して説明したようにＴ字型マイクロカラム１００によって機械的 に支持させてもよいし、あるいは支持アーム１０２によってダイレクトに支持さ せるようにしてもよい。その際、支持アーム１０２は、リニアサーボモータやボ ールねじなどのアクチュエータや回転手段によって、あるいは当業者に周知の他 の適切な手段によって駆動される。これに加え支持アーム１０２によって、マイ クロカラムを試料１０５に対し様々な角度でポジショニングすることができる。 図７には、Ｔ字型マイクロカラム１００、検出器アセンブリ１７０ならびに支持 アーム１０２の位置変化が、仮想の線で表されたＴ字型マイクロカラム１００、 検出器アセンブリ１７０ならびに支持アーム１０２の後続の位置を示すことで描 かれている。 図７に示されているＴ字型マイクロカラム１００の サイズが小さいことおよび可動であることによって、慣用の走査型電子顕微鏡以 上の利点が得られる。大きい試料を観察する場合、たとえば１２インチの直径の 半導体ウェハを観察する場合、試料における種々のロケーションで観察するため 、Ｔ字型マイクロカラム１００を試料に対し相対的に並進させることができる。 これに対し慣用の走査型電子顕微鏡であると、試料を並進させなければならない 。したがって、Ｔ字型マイクロカラム１００の可動性ゆえに、走査中に試料を収 容するのに必要とされる真空室のサイズが著しく小さくなる。それというのも、 真空室は試料自体よりもいくらか大きければよいからである。 Ｔ字型マイクロカラム１００のサイズが小さいことにより得られる別の利点は 、それを多数の同じＴ型マイクロカラムのアレイとして配置させることができる 点である。図８には、試料２０５に対し所定の角度を成してポジショニングされ た複数の同じＴ字型マイクロカラムから成るアレイ２００が描かれている。アレ イ２００内の各Ｔ字型マイクロカラムは、対応する別個の検出器アセンブリを有 しているが、みやすくするため図８には示されていない。 アレイ２００はどのようなサイズであってもよいし、所望の個数のＴ字型マイ クロカラムをもつことができる。これに加えて、アレイ２００内の各Ｔ字型マイ クロカラムが試料２０５に対しポジショニングされる 角度も変えることができる。さらにアレイ２００を、図７を参照して説明したよ うに試料２０５表面の上を横方向に並進させることができるし、選択的に試料２ ０５をアレイ２００に対して移動させてもよい。 図８には、本発明によるＴ字型マイクロカラムが慣用の走査型電子顕微鏡に対 してもっている別の利点が示されている。各Ｔ字型マイクロカラムにより生成さ れる電子ビームの近接に対する限界は存在するけれども、適切に配列された多数 のＴ字型マイクロカラムを有するアレイ２００を使用することで、実質的に試料 ２０５の表面全体を比較的僅かな経路で観察できるようになる。このため、アレ イ２００内に配置されるＴ字型マイクロカラムの個数を増やし、アレイ２００内 に配列させることによって、走査型電子顕微鏡のスループットが劇的に高められ る。 本発明についていくつかの変形実施形態を参照しながらかなり詳しく説明して きたが、他の変形実施形態も可能である。たとえばＴ字型マイクロカラムとサン プルを双方とも、互いに（角度や横方向に関して）動かすことができる。また、 本発明の１つの実施形態によれば、所定の角度で試料を観察できるようにするた め、細いベース構造体を有するマイクロカラムの選択的なコンフィグレーション や寸法を用いることができる。 さらに、Ｔ字型マイクロカラムについて他の用途も 可能であり、たとえば電子ビームリソグラフィのための垂直入射走査なども可能 であって、この場合には別個の検出器アセンブリ１７０は不要となる。このよう に以下の請求の範囲の概念や枠は、図面に描かれた変形実施形態の説明に限定さ れるものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．荷電粒子ビームイメージング装置において、 試料を保持する支持部材と、 １つの軸を規定し前記支持部材の上にポジショニングされた荷電粒子ビーム マイクロカラムが設けられており、 該荷電粒子ビームマイクロカラムは、ケーシング構造体と、該ケーシング構 造体から下向きに垂れ下がった支持構造体と、該支持構造体と結合されたベース 構造体を有しており、該ベース構造体は前記ケーシング構造体よりも細く、 前記荷電粒子ビームマイクロカラムの軸は、前記支持部材の主表面に対する 垂線とは異なる角度にあることを特徴とする、 荷電粒子ビームイメージング装置。 ２．前記荷電粒子ビームマイクロカラムは電子ビームを放射し、前記ケーシング 構造体はポジショナと結合された電界放射体チップを支持する、請求項１記載の 荷電粒子ビームイメージング装置。 ３．１つの軸を規定する荷電粒子検出器アセンブリが設けられており、該荷電粒 子検出器アセンブリの軸は、前記荷電粒子ビームマイクロカラムの軸に対し角度 を成して配置されている、請求項１記載の荷電粒子ビームイメージング装置。 ４．前記荷電粒子検出器アセンブリはEverhart-Thornley検出器である、請求項 ３記載の荷電粒子ビームイメージング装置。 ５．前記角度は可変である、請求項１記載の荷電粒子ビームイメージング装置。 ６．前記支持部材は試料を固定保持し、前記荷電粒子ビームマイクロカラムは、 前記支持部材の主表面に対する垂線とは異なる角度でポジショニングされている 、請求項１記載の荷電粒子ビームイメージング装置。 ７．前記荷電粒子ビームマイクロカラムは前記支持部材に対し横方向に動かされ る、請求項１記載の荷電粒子ビームイメージング装置。 ８．前記支持部材の上で複数の荷電粒子ビームマイクロカラムがアレイ状にポジ ショニングされており、該複数の荷電粒子ビームマイクロカラムの各々はケーシ ング構造体、該ケーシング構造体から下向きに垂れ下がった支持構造体、および 該支持構造体と結合されたベース構造体を有しており、該ベース構造体は前記ケ ーシング構造体よりも細く、前記複数の荷電粒子ビームマイクロカラムの各々は 、前記支持部材の主表面に対する垂線とは異なる角度を成しており、前記複数の 荷電粒子ビームマイクロカラムの各々は、対応づけられた荷電粒子検出器アセン ブリを有しており、該検出器アセンブリは、前記支持部 材の主表面に対する垂線とは異なる角度を成している、請求項１記載の荷電粒子 ビームイメージング装置。 ９．荷電粒子走査型顕微鏡検査方法において、 １つの軸を規定する第１の荷電粒子ビームマイクロカラムと主表面を有する 試料とを、前記の軸と主表面が互いに垂線とは異なる角度を成すようポジショニ ングし、 １つの軸を規定する第１の荷電粒子検出器アセンブリを、前記試料の主表面 に対する垂線とは異なる角度でポジショニングし、 前記第１の荷電粒子ビームマイクロカラムから荷電粒子ビームを発生させ、 前記第１の荷電粒子検出器アセンブリを用いて、前記試料主表面から反射し た荷電粒子ビームを検出することを特徴とする、 荷電粒子走査型顕微鏡検査方法。 10．前記荷電粒子ビームマイクロカラムによって電子ビームを放射させ、前記第 １の荷電粒子検出器アセンブリを電子検出器アセンブリとする、請求項９記載の 荷電粒子走査型顕微鏡検査方法。 11．前記試料を固定保持し、前記第１の荷電粒子ビームマイクロカラムを、前記 試料主表面に対する垂線とは異なる角度でポジショニングする、請求項９記載の 荷電粒子走査型顕微鏡検査方法。 12．前記試料を固定保持し、前記の第１の荷電粒子ビームマイクロカラムおよび 第１の荷電粒子検出器アセンブリを、前記試料主表面に対し横方向に動かす、請 求項９記載の荷電粒子走査型顕微鏡検査方法。 13．複数の荷電粒子検出器アセンブリを有する複数の荷電粒子ビームマイクロカ ラムをアレイ状にポジショニングし、前記複数の荷電粒子ビームマイクロカラム の各々は、前記試料主表面に対する垂線とは異なる角度を成す１つの軸を規定し 、前記複数の荷電粒子ビームマイクロカラムから複数の荷電粒子ビームを発生さ せ、前記複数の荷電粒子検出器アセンブリを用いて、前記試料主表面から反射し た複数の荷電粒子ビームを検出する、請求項９記載の荷電粒子走査型顕微鏡検査 方法。 14．荷電粒子ビームマイクロカラム装置において、 荷電粒子源と、ポジシヨナを含むケーシング構造体が設けられており、 前記ポジショナは前記荷電粒子源をポジショニングし、前記ケーシング構造 体は、第１の方向で第１の寸法をもち、該第１の方向と直交する第２の方向で第 ２の寸法をもっており、 前記荷電粒子源からの荷電粒子をフォーカシングして荷電粒子ビームを形成 するためのレンズと、 前記ケーシング構造体と結合されたベース構造体が設けられており、該ベー ス構造体により前記レン ズが支持され、該ベース構造体は前記第１の方向で第３の寸法をもち、該ベース 構造体の第３の寸法は、前記ケーシング構造体の第１の寸法よりも小さく、 試料を保持するための支持部材が設けられており、当該荷電粒子ビームマイ クロカラム装置により、前記支持部材主表面に対する垂線とは異なる角度でポジ ショニングされた１つの軸が規定されることを特徴とする、 荷電粒子ビームマイクロカラム装置。 15．前記荷電粒子ビームマイクロカラムは電子ビームマイクロカラムである、請 求項１４記載の荷電粒子ビームマイクロカラム装置。 16．前記荷電粒子源は、Ｚｒ／Ｏ／Ｗショットキー電界放射体チップから成る、 請求項１４記載の荷電粒子ビームマイクロカラム装置。 17．前記レンズはEinzelレンズである、請求項１４記載の荷電粒子ビームマイク ロカラム装置。 18．前記試料から反射した荷電粒子を検出するための検出器と、該検出器を支持 する支持部材アームが設けられており、該検出器は荷電粒子ビームマイクロカラ ムから間隔をおいて配置されている、請求項１４記載の荷電粒子ビームマイクロ カラム装置。 19．前記検出器はEverhart-Thornley検出器である、請求項１８記載の荷電粒子 ビームマイクロカラム 装置。 20．前記検出器はショットキーダイオード型の固体検出器である、請求項１８記 載の荷電粒子ビームマイクロカラム装置。