(57)【要約】【課題】一次粒子ビームを生成するための粒子ビーム源、電子検出器およびＸ線検出器を有する粒子ビームシステムにおいて、Ｘ線検出器を含む従来の電子顕微鏡におけるＸ線の検出効率が低すぎるという欠点を改善する。【解決手段】粒子ビームシステムは、一次粒子ビームを生成するように構成した粒子ビーム源と、一次粒子ビームを物体平面に集束するように構成した対物レンズと、粒子検出器と、対物レンズと物体平面との間に配置したＸ線検出器とを備える。Ｘ線検出器は、物体平面に向いた検出面をそれぞれ有する第１および第２の半導体検出器と、物体平面と第１半導体検出器の検出面との間に配置した第１薄膜と、物体平面と第２半導体検出器の検出面との間に配置した第２薄膜とを備え、第１薄膜の電子透過率は第２薄膜の電子透過率よりも高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次粒子ビームを生成するように構成した粒子ビーム源と、
前記一次粒子ビームを物体平面に集束するように構成した対物レンズと、
粒子検出器と、
前記対物レンズと前記物体平面との間に配置したＸ線検出器とを備える粒子ビームシステムにおいて、
前記Ｘ線検出器が、
前記物体平面に向いた検出面をそれぞれ有する第１および第２の半導体検出器と、
前記物体平面と前記第１半導体検出器の前記検出面との間に配置した第１薄膜と、
前記物体平面と前記第２半導体検出器の前記検出面との間に配置した第２薄膜とを備え、
前記第１薄膜の電子透過率が、前記第２薄膜の電子透過率よりも高いことを特徴とする粒子ビームシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜の透過率が、１２ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．５よりも高く、前記第２薄膜の透過率が、１２ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．３よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜の透過率が、８ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．５よりも高く、前記第２薄膜の透過率が、８ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．３よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜のＸ線透過率が、０．５ｋｅＶのエネルギを有するＸ線では０．２よりも高く、前記第２薄膜のＸ線透過率が、０．５ｋｅＶのエネルギを有するＸ線では０．１よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項５】
特に請求項１から４までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムと組み合わせた粒子ビームシステムにおいて、
一次粒子ビームを生成するように構成した粒子ビーム源と、
前記一次粒子ビームを物体平面に集束するように構成した対物レンズと、
電子検出器と、
前記対物レンズと前記物体平面との間に配置したＸ線検出器とを備え、
該Ｘ線検出器が、前記物体平面に向いた検出面を有する第１半導体検出器を備え、
さらに前記粒子ビームシステムが、アクチュエータと、該アクチュエータに接続した第１薄膜とを備え、前記アクチュエータが、前記半導体検出器と前記物体平面との間に第１薄膜を配置した第１位置と、前記半導体検出器と前記物体平面との間に前記第１薄膜を配置していない第２位置との間で往復するように構成されている粒子ビームシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記アクチュエータに接続した第２薄膜をさらに備え、前記第１薄膜が第１位置に位置する場合には前記第２薄膜が前記半導体検出器と前記物体平面との間に位置決めされておらず、前記第１薄膜が第２位置に配置されている場合には前記第２薄膜が前記半導体検出器と前記物体平面との間に位置決めされており、前記第１薄膜の電子透過率が、前記第２薄膜のための電子透過率よりも高い粒子ビームシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜の透過率が、１２ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．５よりも高く、前記第２薄膜の透過率が、１２ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．３よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項８】
請求項６または７に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜の透過率が、８ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．５よりも高く、８ｋｅＶの運動エネルギを有する電子では０．３よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項９】
請求項６から８までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記第１薄膜のＸ線透過率が、０．５ｋｅＶのエネルギを有するＸ線では０．２よりも高く、前記第２薄膜のＸ線透過率が、０．５ｋｅＶのエネルギを有するＸ線では０．１よりも低い粒子ビームシステム。
【請求項１０】
請求項６から９までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記半導体検出器が、該半導体検出器の検出面と前記物体平面との間に配置した第３薄膜を備える粒子ビームシステム。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
さらにコントローラを備え、該コントローラが、前記第１半導体検出器によって生成された検出信号と前記第２半導体検出器によって生成された検出信号とに基づいて測定データを決定するように構成された信号処理モジュールを有する粒子ビームシステム。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
さらに前記一次粒子ビームを前記物体平面の異なる場所に向けるように構成されたディフレクターを備える粒子ビームシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の粒子ビームシステムにおいて、
さらに制御モジュールを有するコントローラを備え、制御モジュールが前記ディフレクターを制御するように構成さており、これにより、前記物体平面の一部を横断して前記一次粒子ビームを走査し、前記第１および第２半導体検出器によって生成された検出信号に基づいて物体の画像を生成する粒子ビームシステム。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項に記載の粒子ビームシステムにおいて、
前記一次粒子ビームの光路を包囲するリング状構造に前記第１および第２半導体検出器を取り付けた粒子ビームシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の粒子ビームシステムにおいて、
３つ以上の前記半導体検出器が前記リング状構造に取り付けられており、２つ以上の前記半導体検出器が、物体平面と各半導体検出器との間に配置した薄膜を含む粒子ビームシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願明細書は、２００９年２月９日付けのドイツ特許出願第１０２００９００８０６３．５号の優先権を主張するものであり、その開示内容は全て参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一次粒子ビームを生成するための粒子ビーム源、電子検出器およびＸ線検出器を有する粒子ビームシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の粒子顕微鏡は、一次粒子ビームを生成するための粒子ビーム源と電子検出器とを備えている。粒子顕微鏡は、粒子源として電子ビーム源を有する電子顕微鏡であってもよいし、粒子源としてイオン源を有するイオン顕微鏡であってもよい。従来の電子顕微鏡には、検査物体において一次電子ビームによって生成されたＸ線を検出するためのＸ線検出器を含むものもある。このようなＸ線のエネルギスペクトルは、物体に含まれた元素を示す特性線を含んでいる場合がある。Ｘ線の分析は、検出されたＸ線のエネルギに関する分析を含む場合がある。このような分析の一例は、一般にエネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）と呼ばれる分析である。
【０００４】
Ｘ線検出器を含む従来の電子顕微鏡は、米国特許出願公開第２００６／０１３８２５号明細書により公知である。この顕微鏡のＸ線検出器は、物体から発生するＸ線と、物体に集束された一次電子ビームによって物体で生成されたＸ線とを検出する。また一次電子ビームは、Ｘ線検出器によって検出されるべきではない二次電子ビームを生成するので、Ｘ線検出器は、二次電子がＸ線検出器で検出信号を生成することを防ぐための電子トラップを備えている。二次電子により生成されたこのような検出信号は、後続の分析で誤ってＸ線信号として解釈される場合がある。電子トラップは電磁トラップを備えていてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１３８２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線検出器を含む従来の電子顕微鏡では、Ｘ線の検出効率が低すぎると考えられている。特に一次電子ビームが低エネルギを有する状況ではこのような効率の欠如が感じられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような問題点を考慮してなされた。本発明の実施形態は、電子ビーム源、電子検出器、および比較的単純に構成されたＸ線検出器を備える粒子ビームシステムを提供する。本発明の別の実施形態は、粒子ビーム源、電子検出器、およびＸ線検出に関して性能が改善されたＸ線検出器を備える粒子ビームシステムを提案する。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、粒子ビームシステムは、一次粒子ビームを生成するように構成された粒子ビーム源と、一次粒子ビームを物体平面に集束するように構成された対物レンズと、少なくとも２つの半導体検出器を有するＸ線検出器とを備え、それぞれの半導体検出器は、検査のために物体平面に配置した物体に向いた検出面を有し、物体と、各検出器の検出面との間に薄膜または窓が配置されている。少なくとも２つの半導体検出器の
前に配置した薄膜は、二次電子透過率に関して異なっている。
【０００９】
Ｘ線検出器は、任意の電磁トラップを備えていない。発明者は、電子顕微鏡の対物レンズに近接して配置したＸ線検出器の電磁トラップは、一次電子ビームを集束するための対物レンズによって生成された電磁場を撹乱する場合があることを発見した。対物レンズによって生成された電磁場のこのような撹乱は、一次電子ビームの集束に影響を及ぼす場合があり、これにより、最終的にシステムの性能が低下することもある。
【００１０】
この実施形態によるＸ線検出器では、二次電子が、半導体検出器の前に設けた薄膜を通過し、半導体検出器で検出信号を生成し、これに応じて検出される。しかしながら、二次電子透過率に関して異なった２つの異なる薄膜が設けられているので、異なる量の二次電子がこれらの薄膜を通過し、電子によりトリガされた検出量に応じて異なる量の検出信号が生成される。このように、少なくとも１つの半導体検出器に対し電子による検出量を決定することが可能である。電子によらない残りの検出量は、Ｘ線の検出量を表す。このように、例えば電磁トラップを使用する必要なしに、Ｘ線量の比較的正確な検出を行うことが可能である。
【００１１】
別の実施形態によれば、Ｘ線検出器は、一次粒子ビームの光路を包囲するリング状構造を備え、このリング状構造は少なくとも２つの半導体検出器を有し、半導体検出器の検出面は対物レンズの物体平面に向いている。例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器は３つ以上、例えば３つ、４つ、８つまたはこれよりも多くの半導体検出器を備える。さらに別の実施形態によれば、複数の半導体検出器の検出面を共通の平面に配置してもよい。別の実施形態によれば、半導体検出器および半導体検出器の検出面は区画として形成され、複数の検出面が中央開口を備える円形面を共に形成し、これにより一次粒子ビームがＸ線検出器を通過することができるようにしてもよい。
【００１２】
さらに別の実施形態によれば、粒子ビームシステムは、一次粒子ビームを生成するための粒子源と、一次粒子ビームを物体平面で集束するための対物レンズと、検査物体に由来する電子を検出するための電子検出器と、物体平面に向いた検出面を有する第１半導体検出器を含むＸ線検出器とを備える。粒子ビームシステムは、さらにアクチュエータと第１薄膜とを備え、アクチュエータは、第１位置と第２位置との間で第１薄膜を前後に移動させるように構成されており、第１薄膜は、第１位置に位置する場合には半導体検出器と物体平面との間に配置されており、第１薄膜は、第２位置に位置する場合には半導体検出器と物体平面との間に位置していない。第１薄膜が半導体検出器と物体平面との間に位置していない場合には、物体において一次粒子ビームによって生成されたＸ線は、薄膜を通過する必要なしに半導体の検出平面に入射することができる。第１薄膜が半導体検出器と物体平面との間に位置している場合には、物体において一次粒子ビームによって生成されたＸ線は、半導体の検出面に到達するために薄膜を通過する必要がある。
【００１３】
第１半導体検出器と物体平面との間に選択的に配置することができる第１薄膜は、１よりも低い電子透過率を有する。半導体検出器の前に第１薄膜を配置することによって、または半導体検出器の前の位置から第１薄膜を除去することによって、半導体検出器の二次電子における検出感度を変化させることが可能である。２つの異なる半導体検出器の前に配置した２つの薄膜を有する実施形態と同様に、このようにして検出における２回の連続する測定を行うことも可能であり、この場合、２回の測定は電子の透過率に関して異なっている。これらの２回の測定から、比較的高い精度でＸ線による検出量を決定することが可能である。
【００１４】
例示的な実施形態によれば、第１薄膜が半導体の前に配置されていない場合および半導体が第１薄膜の前に配置されていない場合には、第２薄膜が半導体の前に配置されている
。
【発明の効果】
【００１５】
一次粒子ビームを生成するための粒子ビーム源、電子検出器およびＸ線検出器を有する粒子ビームシステムにおいて、Ｘ線の検出効率が改善されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粒子ビームシステムの概略図である。
【図２】図１に示す粒子ビームシステムのＸ線検出器における図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図２に示すＸ線検出器の底面図である。
【図４】図２および図３に示すＸ線検出器の薄膜の電子透過率を示すグラフである。
【図５】図２および図３に示すＸ線検出器の薄膜のＸ線透過率を示すグラフである。
【図６】図２および図３に示すＸ線検出器によって検出した計数率を示すグラフである。
【図７】粒子ビームシステムの一部の概略図である。
【図８】粒子ビームシステムの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に説明する例示的な実施形態では、機能および構造が類似している構成部分にはできるだけ同じ参照番号を付す。それ故、特定な実施形態の個々の構成部分の特徴を理解するためには、本発明の別の実施形態および概要の説明を参照されたい。
【００１８】
図１は、粒子ビームシステム１の例示的な実施形態の概略図である。粒子ビームシステム１は電子ビーム源５を備え、電子ビーム源５は、一次粒子ビーム１３を生成するためにカソード７ならびに抽出電極および抑制電極９を有する。一次粒子ビーム１３は、コンデンサレンズ１１、電子検出器１７に設けられた開口１５、および一次粒子ビーム１３を物体平面２３の場所２１に集束するための対物レンズ１９を通過する。検査すべき物体２５の表面は物体平面２３に配置されている。
【００１９】
対物レンズ１９は環状ヨークの内部に環状コイル２７を備える。環状ヨークは環状の上部極片３１と環状の下部極片３２とを有し、これにより、上部極片３１と下部極片３２との間に環状ギャップが形成されている。電子ビーム１３を生成するための磁界がこの環状ギャップで生成される。
【００２０】
さらに粒子ビームシステム１は、対物レンズ１９に進入し、対物レンズ１９を部分的に横断するビームチューブ３５を含む。ビームチューブ３５の底端部に終端電極３７が設けられている。端子電極３６が終端電極３７と物体平面との間に配置されており、終端電極３７と端子電極３６との間に生成された静電界が一次電子ビーム１３に集束力を付与する。端子電極３６と終端電極３７との間の静電界によって付与された集束力と、上部局片３１と下部極片３２との間に磁界によって付与された集束力は、一般に粒子ビームシステム１の対物レンズ１９の集束力をもたらす。
【００２１】
物体平面に電子ビームが集束されるように、端子電極３６、終端電極３７、カソード７ならびに抽出・抑制電極９に適宜な電圧を供給するためにコントローラ３９が設けられている。
【００２２】
これらの電圧は、一次電子ビームの電子が場所２１で物体２５に入射した場合に所定の運動エネルギを有するように選択することができる。特にコントローラ３９は、地電位に対応した電圧または地電位とは異なる電圧を端子電極３６に供給することが可能である。
【００２３】
さらに対物レンズ１９は、同様にコントローラ３９によって制御されるディフレクタ４１を含み、ディフレクタ４１は、電子ビーム１３を偏向し、一次電子ビーム１３が物体平面で物体２５に入射する場所２１を変更する。一次電子ビームを偏向することにより、特に物体２５の表面部分を横断して一次粒子ビームを体系的に走査することが可能となる。
【００２４】
一次粒子ビームが物体２５に入射し、物体２５から二次電子が生じる。このような二次電子の一部分はビームチューブ３５に進入し、電子検出器１７によって検出される。本明細書のコンテクストでは、二次電子ビームという用語は、一次粒子ビームを物体に向けることによって物体から生じ、電子検出器１７によって検出することができる全ての種類の電子を含む。特に２次電子という用語は、物体に入射した一次粒子の運動エネルギに相当する運動エネルギまたはこれよりも幾分小さい運動エネルギを有する後方散乱電子を含む。さらにこの用語は、物体の表面から生じた場合に、物体への入射時における一次粒子の運動エネルギよりも実質的に小さい運動エネルギを有する二次電子を含む。図１は、電子検出器１７に入射する二次電子の例示的な軌跡を参照番号４３で示している。
【００２５】
粒子ビームシステム１は、さらに対物レンズ１９と物体平面２３との間に配置したＸ線検出器４７を備える。Ｘ線検出器４７は中央開口４９を備え、この中央開口４９は、一次粒子ビーム１３および二次電子４３がＸ線検出器４７を通過することを可能にする。Ｘ線検出器４７は、Ｘ線検出のための複数の検出面５１を備え、これら複数の検出面５１は、対物レンズの主軸１２から半径方向に距離をおいて位置する。Ｘ線検出器４７は、物体に入射する一次粒子ビーム１３によって生成されるＸ線を検出するために設けられている。場所２１で一次電子ビーム１３によって生成され、Ｘ線検出器４７に入射するＸ線の例示的な軌跡を、図１に参照番号５３により示す。
【００２６】
Ｘ線検出器４７の構成を図２に断面図で示し、図３に平面図で示す。Ｘ線検出器４７はリング状のキャリアを備え、このキャリアは中央孔を有する上部プレート５５を含み、中央孔は、一次粒子ビーム１３および二次電子４３を通過させる開口部４９を提供する。４つの半導体検出器が、それぞれの半導体検出器５７の検出面５９が物体平面２３に向くように、プレート５５の底面に取り付けられいる。薄膜または窓６１がそれぞれの半導体検出器５７の検出面５９の前に取り付けられている。薄膜６１は、半導体検出器５７の検出表面５９における二次電子の入射を少なくとも部分的に阻止する機能を有する。図２に示す例示的な実施形態では、薄膜６１は検出面５９から短い距離をおいて配置されている。
【００２７】
しかしながら、薄膜を半導体検出器の検出面に接触させるか、または薄膜層として半導体検出器の検出面に直接に取り付け、薄膜を半導体検出器によって支持することも可能である。
【００２８】
薄膜６１は、半導体検出器またはリング状構造に不動に取り付けられておらず、容易に取り外すこと、または他の薄膜と交換することができるように構成されている。図２および図３に示す例示的な実施形態では、プレート５５に軸線方向の突出部６３が設けられている。突出部６３は半径方向に延在する半径方向突出部６５を含み、この半径方向突出部６５は、Ｘ線検出器４７に薄膜６１を嵌め込み、薄膜６１を支持するように構成されている。例えば、薄膜６１を、半径方向突出部６５と、プレート５５に設けた半径方向外側の軸線方向に延在する環状突出部６６との間にクランプすることができる。
【００２９】
図２および図３に示す実施形態では、Ｘ線検出器５７は４つの別個の半導体検出器５７を備え、これらの半導体検出器５７は開口部４９の周囲に分配された４つの四分円の構成で配置されている。４つの半導体検出器５７はそれぞれ同じ構成および同じ特性を有し、これら４つの半導体検出器５７の検出信号はコントローラ３９によって別々に受信される
。
【００３０】
４つの半導体検出器の検出面５９の前に配置した４つの薄膜６１は異なる特性を有している。２つの異なる種類の薄膜が設けられている。図３に参照番号６１により示した２つの薄膜は、図３に参照番号６１′によって示した他の２つの薄膜における二次電子透過率よりも高い二次電子透過率を有している。
【００３１】
異なる二次電子透過率を有する２つの異なる種類の薄膜は、Ｘ線検出器の二次電子の検出効率を低減するために設けられており、かつＸ線の検出効率は実質的に低減されない。異なる二次電子透過率を有する薄膜は、特に検出された二次電子の量を決定し、検出されたＸ線の残量を決定するために用いることができる。これにより、Ｘ線検出精度が改善される。
【００３２】
薄膜６１は、Ｘ線透過率が高くなるよう、低い原子番号を有する元素を含む材料から形成されている。全ての薄膜は同じ材料から形成されていてもよいが、異なる二次電子透過率を提供するために異なる厚さを有していてもよい。薄膜は、例えばポリエステルから形成されていてもよい。適当なポリエステルの例は、ポリエチレンテレフタレート−ポリエステルなどのテレフタラート−ポリエステルを含む。米国ウィルミントン市のデュポン社からマイラーの製品名で適当な薄膜を入手することができる。薄膜の適当な厚さは、例えば、０．１μｍ〜５０μｍの範囲、特に１．０μｍ〜１０μｍの範囲であってよい。米国オレム市のモックステック社からＡＰ３．３の製品名で他の適当な薄膜を入手することができる。さらに別の薄膜を、例えばベリリウムにより形成することができる。
【００３３】
図４および図５を参照して以下に説明する例示的な実施形態では、より高い電子透過率を有する薄膜が、材料ＡＰ３．３から形成された厚さ１μｍの膜によって提供されており、より低い電子透過率を有する薄膜が、マイラーを材料とする厚さ６μｍの膜から形成されている。
【００３４】
図４は、数値シミュレーションによって得た２つの薄膜における電子運動エネルギに対する電子透過率を表すグラフを示す。
【００３５】
図５は、数値シミュレーションによって得た２つの薄膜における電子運動エネルギに対するＸ線透過率を表すグラフを示す。
【００３６】
図６を参照して以下に説明する実施形態では、より高い電子透過率を有する薄膜が、マイラーを材料とする厚さ１μｍの膜によって提供されており、より低い電子透過率を有する薄膜が、同じマイラーを材料とする厚さ６μｍの膜によって提供されている。
【００３７】
図６は、図１に示す粒子ビームシステム１の半導体検出器４７を使用した実験で測定した計数率を表すグラフを示す。この実験では、一次粒子ビームがマンガン（Ｍｎ）から形成された試料に向けられている。図６に示すグラフは、前部に薄い膜を配置した半導体検出器による所定時間内の検出量と、前部に厚い膜を配置した半導体検出器による所定時間内の検出量とを示す。それぞれのグラフは、試料に入射する一次粒子の運動エネルギに関係して描かれている。図６に示すように、薄い膜と厚い膜の計数率はエネルギに対する依存関係に関して異なり、さらなる分析により、検出信号から付加的な情報を引き出すことが可能である。特に、検出されたＸ線によって誘起された検出信号の量を決定することが可能である。
【００３８】
上述の実施形態では、Ｘ線検出器は４つの別個の半導体検出器を備える。しかしながら、４つとは異なる数の半導体検出器を使用することも可能である。例えば、２つ、３つ、
５つ、６つまたはそれよりも多い半導体検出器を使用することができる。上述の実施形態では、異なる二次電子透過率を有する２つの異なる種類の薄膜が使用されている。しかしながら、異なる二次電子透過率を有するこれよりも多数の薄膜を使用することも可能である。例えば、異なる二次電子透過率を有する３つ以上の薄膜を使用することもできる。
【００３９】
半導体検出器５７によって生成された検出信号および電子検出器１７によって生成された検出信号はコントローラ３９に供給される。半導体検出器の検出信号および電子検出器の検出信号から電子顕微鏡画像を生成することができる。これは、一次粒子ビーム１３が試料２５の異なった場所２１で走査されるようにディフレクタ４１を制御し、それぞれの場所に対応して検出された密度を記録することによって行う。得られた画像をモニタ８１に表示することができ、コンピュータを備えていてもよいコントローラ３９を、適宜な入力装置、例えばキーボード８２によって制御することができる。コントローラは、変化する検出信号を分析するためのモジュールを含んでいてもよい。特に前部に薄膜６１を配置した半導体検出器によって得られた検出信号、前部に薄膜６１′を配置した半導体検出器によって得られた検出信号、および、電子検出器１７によって得られた検出信号を比較し、互いに相対的に分析し、これにより、検出信号から引き出された測定値が得られる。このようにして導き出された測定値をそれぞれの場所２１に関係して画像として表示することもできる。
【００４０】
図７は、粒子ビームシステムの別の実施形態を示す。図７に示す粒子ビームシステム１ａは、図１および図６に関して上述した粒子ビームシステムと同様の構成を有している。粒子ビームシステム１ａはここでも、前部にＸ線検出器４７ａを配置した対物レンズ１９ａを備える。Ｘ線検出器４７ａは、検出面を有する半導体検出器５７を備え、薄膜６１ａが、検出面と、対物レンズ１９ａの物体平面との間の検出面の前方に配置されている。薄膜７３は、Ｘ線検出器４７ａと物体平面２３ａとの間に設けられたリング状のキャリア７１に取り付けられている。キャリア７１は、壁７７を通って延在するロッド７５に取り付けられており、壁７７は、対物レンズ１９ａを配置する真空空間を画定している。モータ８１が、図７には図示していないが、図１に示すコントローラ３９に対応するコントローラによって制御されるアクチュエータとして設けられている。ロッド７５は、図７に二重矢印８３で示すように、アクチュエータ８１の操作によってロッド７５の長手方向に前後に変位させることができる。このように、検出器４７ａの前の第１位置に薄膜７３を配置し、検出器４７ａと物体平面２３との間に置かれていない第２位置に薄膜を配置することが可能である。第１および第２位置で、薄膜７３は異なる電子透過率を提供し、これにより、アクチュエータ８１の制御によってＸ線用の半導体検出器の検出特性を変更することが可能である。
【００４１】
図７に示す例示的な実施形態では、Ｘ線検出器４７ａによって支持された薄膜６１ａを省略することができ、かつアクチュエータ８１の制御下に薄膜７３を変位させることによって、電子用の半導体検出器の検出効率をさらに変更することができる。
【００４２】
図８は、粒子ビームシステムの別の例示的な実施形態の部分図を示しており、図８に示す粒子ビームシステム１ｂは、図７に関して上述した粒子ビームシステムに類似している。図８は、粒子ビームシステム１ｂの対物レンズの物体平面（図７の参照番号２３ａを参照のこと）から見ることができるＸ線検出器４７ａの底面図を示す。キャリア７１ｂに取り付けた薄膜７３ｂおよび７３ｂ′をＸ線検出器４７ｂの前に選択的に位置決めすることができる。キャリア７１ｂはロッド７５ｂに取り付けられており、ロッド７５ｂは図８に二重矢印で示すようにアクチュエータ（図８には図示しない）によって変位させることができる。薄膜７３ｂと薄膜７３ｂ′とは、二次電子透過性に関して異なっている。図８に示す実施形態では、Ｘ線検出器４７ｂは４つの半導体検出器を含み、それぞれの半導体検出器は検出面５９ｂを有している。幾つかの検出面の前に付加的な薄膜を設けることもで
きる。検出面の前に２つ以上の薄膜を設けた場合、これらの薄膜は、二次電子透過率に関して異なっていてもよい。４つとは異なる数の半導体検出器を設けることも可能である。キャリア７１ｂには異なる薄膜７３ｂおよび７３ｂ′が取り付けられているので、特に単一の半導体検出器のみを設け、さらに異なった二次電子透過率における測定値を得ることもできる。二次電子透過率に関して異なる薄膜７３ｂおよび薄膜７３ｂ′をＸ線検出器の前に選択的に位置決めすることができる。
【００４３】
図８に示す実施形態では、薄膜７３ｂのみをキャリア７１ｂに取り付け、薄膜７３ｂ′は省略することも可能である。このような構成により、キャリア７１ｂが２つの位置の間を往復する場合には、二次電子透過率に関して異なる２つの測定値を得ることが可能である。
【００４４】
図７および図８に関して説明した実施形態でキャリアに取り付けた１つ以上の薄膜は、図１〜図６に関して説明した実施形態の薄膜６１に関して説明した材料および厚さで形成されていてもよい。
【００４５】
さらに壁７７の内部および真空空間内に、アクチュエータを提供するモータを配置することも可能である。
【００４６】
アクチュエータは、モータによって作動するアクチュエータではなく、手動で作動するアクチュエータとすることも可能である。
【００４７】
上述の実施形態では、粒子ビームシステムは、例えば電子およびＸ線を放出するための一次粒子ビームとして電子ビームを用いる電子ビームシステムである。しかしながら、例えば電子およびＸ線を放出するための一次電子ビームとして、電子ビームではなくイオンビームを用いることも可能である。一次粒子ビームとしてイオンビーンを生成するために適したシステムの例が、米国特許出願公開第２００７／０２２８２８７号明細書および米国特許出願公開第２００７／０２１５８０２号明細書が公知であり、これらの文献の開示内容は全て参照により本明細書に組み入れられている。
【００４８】
幾つかの実施形態によれば、一次粒子ビームを生成するための粒子ビーム源と、一次粒子ビームを集束するための対物レンズと、電子検出器と、Ｘ線検出器とを備える粒子ビームシステムが提供される。Ｘ線検出器は、試料に向いた検出面を有する１つ以上の半導体検出器を備える。１つ以上の薄膜を１つ以上の検出面と試料との間に選択的に設けることができる。２つ以上の薄膜が設けられている場合、これらの薄膜は二次電子透過率に関して異なっている。
【００４９】
幾つかの例示的な実施形態に関して本発明を説明したが、多くの代替形態、改良形態および変化形態が当業者には明らかである。したがって、ここに説明した本発明の例示的な実施形態は、例示的なものであり、いかなる意味でも限定的なものではない。以下の請求項に規定する本発明の精神および範囲を逸脱することなしに様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  粒子ビームシステム
５  電子ビーム源
７  カソード
９  抽出電極および抑制電極
１１  コンデンサレンズ
１３  一次粒子ビーム
１５  開口
１７  電子検出器
１９，１９ａ  対物レンズ
２１  場所
２３，２３ａ物体平面
２５  物体
２７  環状コイル
３１  上部極片
３２  下部極片
３５  ビームチューブ
３６  端子電極
３７  終端電極
３９  コントローラ
４１  ディフレクタ
４３  二次電子ビーム
４７，４７ａ，４７ｂ  Ｘ線検出器
４９  中央開口
５１  検出面
５３  軌跡
５５  プレート
５７  半導体検出器
５９，５９ｂ  検出面
６１，６１′，６１ａ  薄膜  
６３  突出部
６５  半径方向突出部
６６  環状突出部
７１，７１ｂ  キャリア
７３，７３ｂ，７３ｂ′  薄膜
７５，７５ｂ  ロッド
７７  壁
８１  アクチュエータ
８３，８３ｂ  二重矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2010182679000001.pdf