(57)【要約】【課題】負及び正に荷電された粒子を同時に検出するための装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、荷電粒子ビーム装置に使用する検出装置は、正及び負に荷電された二次粒子を分離する分離フィールドを発生する分離フィールド発生部分２２０と、正に荷電された粒子を検出する第１検出器２１２と、負に荷電された粒子を検出する第２検出器２１４とを備え、正に荷電された二次粒子を第１検出器で且つ負に荷電された二次粒子を第２検出器で同時に検出する。更に、負及び正に荷電された粒子を同時に検出する本発明の方法は、分離フィールドを用意し、第１と第２の検出器を用意し、分離フィールドにおいて負に荷電された粒子を正に荷電された粒子から分離し、正に荷電された粒子を第１検出器で且つ負に荷電された粒子を第２検出器で同時に検出することを含む。【選択図】図４
2010092859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム装置に使用され且つ負及び正に荷電された粒子を同時に検出するための検出装置であって、
正及び負に荷電された粒子を分離する分離フィールド（２２０Ｆ）を発生するよう構成された分離フィールド発生部分（２２０）であり、磁界を発生するよう構成された磁界発生部分（３３２Ｎ，３３２Ｓ；４３２Ｎ，４３２Ｓ，４３４Ｎ，４３４Ｓ）、及び電界を発生するよう構成された電界発生部分（３２２Ｍ，３２２Ｐ；４２２Ｍ，４２２Ｐ，４２４Ｍ，４２４Ｐ；５２２Ｍ，５２２Ｐ；７２２Ｍ，７２２Ｐ）を含む分離フィールド発生部分と、
正に荷電された粒子を検出するための少なくとも１つの第１検出器（２１２，３１２，４１２，５１２，７１２）と、
負に荷電された粒子を検出するための少なくとも１つの第２検出器（２１４，３１４，４１４，５１４，７１４）と、
を備え、
正に荷電された粒子を前記少なくとも１つの第１検出器で且つ負に荷電された粒子を前記少なくとも１つの第２検出器で同時に検出するよう構成された検出装置。
【請求項２】
前記磁界は、実質的に、均質なフィールド、双極フィールド、四極フィールド又は四極より多極のフィールドであり、及び／又は、前記電界は、実質的に、均質なフィールド、双極フィールド、四極フィールド又は四極より多極のフィールドである、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記分離フィールド発生部分は、
正に荷電された粒子の通過が少なくとも部分的に可能であり、負の電圧でバイアスされるよう構成された第１電極（３２２Ｍ，４２２Ｍ，５２２Ｍ，７２２Ｍ）と、
負に荷電された粒子の通過が少なくとも部分的に可能であり、正の電圧でバイアスされるよう構成された第２電極（３２２Ｐ，４２２Ｐ，５２２Ｐ，７２２Ｐ）と、
を備えた請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
正に荷電された粒子を粒子特性に基づいてフィルタするよう構成された前記少なくとも１つの第１検出器の検出器アパーチャー（７５４）、及び／又は
負に荷電された粒子を粒子特性に基づいてフィルタするよう構成された前記少なくとも１つの第２検出器の検出器アパーチャー（７５２）、
を更に備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１検出器及び／又は少なくとも１つの第２検出器の出力を評価するための評価ユニット（５４０，７４０）を更に備え、
前記少なくとも１つの第１検出器は、その出力を前記評価ユニットへ伝送するための出力部分（５１２Ｅ，７１２Ｅ）を含み、及び／又は前記少なくとも１つの第２検出器は、その出力を前記評価ユニットへ伝送するための出力部分（５１４Ｅ，７１４Ｅ）を含み、
前記評価ユニットは、前記少なくとも１つの第１検出器の出力部分から及び／又は前記少なくとも１つの第２検出器の出力部分から出力を受け取るための入力部分（５４２，５４４；７４２，７４４）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置を備えた荷電粒子ビーム装置であって、
一次荷電粒子ビーム（１）を発生するための一次荷電粒子ビームソースと、
サンプルを保持するためのサンプルホルダ（３）と、
を更に備えた荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
分離フィールドは、更に、前記一次荷電粒子ビーム（１）が非偏向で通過するようにさせるよう構成された、請求項６に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
前記一次荷電粒子ビームを整形及び／又は偏向するためのビーム整形部分（４，５，７）であって、衝突角度及び／又は衝突スポットに作用するよう構成されたビーム整形部分を更に備えた、請求項６又は７に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項９】
荷電粒子ビーム用途で負及び正に荷電された粒子を同時に検出する方法であって、
分離フィールドにおいて負に荷電された粒子を正に荷電された粒子から分離するステップと、
正に荷電された粒子を少なくとも１つの第１検出器で且つ負に荷電された粒子を少なくとも１つの第２検出器で同時に検出するステップと、
を備えた方法。
【請求項１０】
前記分離フィールドは、電界及び磁界で構成され、前記電界は、典型的に、均質なフィールド、双極フィールド又は四極フィールドであり、前記磁界は、典型的に、均質なフィールド、双極フィールド又は四極フィールドである、請求項９に記載の負及び正に荷電された粒子を同時に検出する方法。
【請求項１１】
粒子を少なくとも１つの粒子特性に基づいてフィルタリングするステップを更に備え、粒子は、負に荷電された粒子及び正に荷電された粒子の少なくとも１つを含む、請求項９又は１０に記載の負及び正に荷電された粒子を同時に検出する方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第１検出器及び少なくとも１つの第２検出器の検出出力を評価するステップを更に備えた、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の負及び正に荷電された粒子を同時に検出する方法。
【請求項１３】
サンプルを像形成する方法において、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の負及び正に荷電された粒子を検出する方法と、
サンプルを準備するステップと、
一次荷電粒子ビームを与えるステップと、
を備え、負及び正に荷電された粒子は、一次荷電粒子ビームがサンプルに衝突することにより与えられる、方法。
【請求項１４】
前記一次荷電粒子ビームは、分離フィールドを非偏向で通過する、請求項１３に記載のサンプルを像形成する方法。
【請求項１５】
前記一次荷電粒子ビームは、０°〜４５°の衝突角度でサンプルに衝突する、請求項１３又は１４に記載のサンプルを像形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本実施形態は、検出装置に関し、より詳細には、典型的にサンプルを検査し又は像形成するための荷電粒子ビーム装置に使用する検出装置に関する。また、本実施形態は、検出装置を含む荷電粒子ビーム装置にも関する。更に、本実施形態は、荷電粒子を検出する方法及びサンプルを検査し又は像形成する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]検出装置は、複数の産業界で使用されている。特に、荷電粒子ビーム装置に含まれる検出装置は、例えば、半導体デバイスのようなサンプルの検査又は像形成に使用される。
【０００３】
[0003]一般的には、マイクロメータ又はナノメータスケール以内のサンプル又は試料を検査する需要が高い。このような小さなスケールでは、検査又は像形成が、荷電粒子ビーム、例えば、荷電イオンビーム装置のような荷電粒子ビーム装置において発生された一次イオンビームでしばしば行われる。荷電粒子ビームは、その波長が短いために、例えば、光子ビームに比して、優れた空間解像度を発揮する。
【０００４】
[0004]一次荷電粒子ビームは、サンプル又は試料に衝突すると、サンプル又は試料に関する情報を保持する二次荷電粒子、例えば、二次電子又は二次イオンを発生することができる。特に、このような二次粒子は、サンプル又は試料の表面構造に関する情報を保持している。
【０００５】
[0005]負に荷電された二次粒子又は正に荷電された二次粒子は、例えば、シンチレーション検出器のような検出器で検出することができ、検出器の信号を使用して、サンプル又は試料に関する情報を抽出することができる。特に、情報は、サンプルを検査し又はサンプルを像形成するのに使用できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]多くの像形成装置は、二次電子を使用して表面に関する情報を得る。ある像形成装置は、この目的で二次イオンを使用する。しかし、検査又は像形成の応用を向上させる情報を得ることのできる検出装置が依然として要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]以上に鑑み、独立請求項１に基づいて荷電粒子ビーム装置に使用され且つ負及び正に荷電された粒子を同時に検出するための検出装置が提供されると共に、独立請求項１２に基づいて負及び正に荷電された粒子を同時に検出する方法が提供される。
【０００８】
[0008]一実施形態によれば、荷電粒子ビーム装置に使用され且つ負及び正に荷電された粒子を同時に検出するための検出装置が提供される。この検出装置は、正及び負に荷電された二次粒子を分離する分離フィールドを発生するように構成された分離フィールド発生部分と、正に荷電された粒子を検出するための少なくとも１つの第１検出器と、負に荷電された粒子を検出するための少なくとも１つの第２検出器とを備え、更に、検出装置は、正に荷電された二次粒子を少なくとも１つの第１検出器で且つ負に荷電された二次粒子を少なくとも１つの第２検出器で同時に検出するように構成される。
【０００９】
[0009]別の実施形態によれば、荷電粒子ビーム用途において負及び正に荷電された粒子を同時に検出するために方法が提供される。この方法は、分離フィールドを準備し、少なくとも１つの第１検出器及び少なくとも１つの第２検出器を準備し、分離フィールドにおいて負に荷電された粒子を正に荷電された粒子から分離し、正に荷電された粒子を少なくとも１つの第１検出器で且つ負に荷電された粒子を少なくとも１つの第２検出器で同時に検出することを含む。
【００１０】
[0010]ここに述べる実施形態に結合できる更に別の効果、特徴、態様及び細部は、従属請求項、説明及び図面から明らかとなろう。
【００１１】
[0011]また、本実施形態は、ここに開示する検出装置を動作する方法にも向けられる。それらの方法ステップは、手動で行われてもよいし、又は適当なソフトウェアでプログラムされたコンピュータにより制御されて自動的に行われてもよいし、或いはそれら２つの組み合わせにより又は他の任意の仕方で行われてもよい。
【００１２】
[0012]上述した特徴を詳細に理解できるように、幾つかの実施形態を参照して、詳細に説明する。添付図面は、これらの実施形態に関連している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】荷電粒子ビーム装置の一部分を、ここに述べる実施形態を使用できる例示的装置として示す概略側面図である。
【図２Ａ】ここに述べる実施形態による検出装置の概略側面図である。
【図２Ｂ】ここに述べる実施形態による検出装置の概略側面図である。
【図２Ｃ】ここに述べる実施形態による図２Ａの検出装置の上面図である。
【図３Ａ】ここに述べる実施形態による検出装置の一実施形態の概略側面図である。
【図３Ｂ】ここに述べる実施形態による図３Ａの検出装置の上面図である。
【図４】ここに述べる実施形態による検出装置の概略上面図である。
【図５】ここに述べる実施形態による検出装置を含む荷電粒子ビーム装置の一部分の側面図である。
【図６Ａ】ここに述べる実施形態によるサンプル表面及び一次荷電粒子ビームの側面図である。
【図６Ｂ】ここに述べる実施形態によるサンプル表面及び一次荷電粒子ビームの側面図である。
【図７】ここに述べる実施形態による検出装置を含む荷電粒子ビーム装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0013]各図に１つ以上の例が示された種々の実施形態を以下に詳細に説明する。各実施形態は、例示のために準備されたもので、これに限定されない。例えば、一実施形態の一部分として例示され又は説明された特徴は、他の実施形態において又はそれに関連して使用して、更に別の実施形態を生み出すこともできる。本開示は、そのような変更や修正を包含することが意図される。
【００１５】
[0014]図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は、同じコンポーネントを指している。更に、参照される図面の番号を示す最初の桁だけが異なる参照番号は、同じ又は同様のコンポーネントを指す。一般的に、個々の実施形態に関する相違についてのみ説明する。
【００１６】
[0015]ここで言及する二次粒子とは、典型的に、一次粒子ビームからの一次粒子である１つ以上の一次粒子がサンプル又は試料に衝突したときに放出される粒子を含む。より詳細には、「二次粒子」という語には、後方散乱粒子も含まれる。
【００１７】
[0016]ここで使用する「同時に検出する」という語は、各々粒子を検出する準備ができた同時に動作する少なくとも２つの検出器を指す。典型的に、検出器は、ある時間インターバル中に動作し、例えば、サンプルを検査又は像形成するに必要な時間インターバル中に動作する。これは、検出器が典型的に検出プロセス中に動作することを意味し、ここで、検出プロセスは、典型的に、検出イベント、即ち粒子が検出器に衝突する実際の瞬間とは異なる。本実施形態によれば、ここで使用する「同時に検出する」という語は、少なくとも２つの検出器の１つにおいて行われる少なくとも１つの検出プロセス、及びそれと同時に少なくとも２つの検出器の他の１つにおいて行われる少なくとも１つの検出プロセスを指す。一般的に、「同時に検出する」とは、典型的に、例えばサンプルの検査又は像形成のための全方法の間に、ある時間インターバルにわたり同時に行われる少なくとも２つの検出プロセスを指す。同時に検出するように構成されるここに述べる実施形態による装置は、例えば、検出信号の形態で検出結果を同時に与えるようにすることができる。
【００１８】
[0017]「非変更」という語は、「非偏向」又は「再整形されず」のような観念を含み、これらの語は、ここでは、粒子ビームに関して使用される。これらの語は、全て、僅かな変更、偏向又は再整形を許すと理解されたい。ここで、「僅か」とは、幾つかの特性ビームパラメータに関して理解されるべきである。特性ビームパラメータより大きさが少なくとも１桁小さい偏差は、僅かとみなしてもよい。例えば、ビームが、直径１００ｎｍの実質的に円形のオリジナルスポットでサンプルに衝突すると分かっている場合、（直径１００ｎｍの）衝突したスポットとオリジナルスポットとの重畳が少なくとも９０％であれば、ビームは非偏向とみなすことができる。同様に、衝突したスポットの直径が９０ｎｍから１１０ｎｍである場合には、ビームは再整形されないとみなすことができる。
【００１９】
[0018]図１は、荷電粒子ビーム装置の一部分を、ここに述べる実施形態を使用することのできる装置の一例として示す。図１に示すように、サンプル又は試料２、例えば、半導体ウェハがワークプレート３上に設けられる。一次荷電粒子ビーム１は、サンプル２の表面に垂直にサンプルに衝突する。従って、二次電子又は二次イオンのような二次荷電粒子が発生される。これらの二次荷電粒子は、サンプル２の上の半球へと放出される。
【００２０】
[0019]更に、検出装置が設けられる。図１は、負電圧−Ｕ１が荷電される電極１２２Ｍと、正電圧Ｕ１が荷電される電極１２２Ｐとを示している。これらの電極は、それらの間に、荷電粒子に作用する電界Ｅを発生する。この電界Ｅは、実質的に均質で、電極１２２Ｐから電極１２２Ｍを向いている。更に、磁界Ｂが設けられ、これは、図１に対応記号で示すように図面の紙面を向いている。磁界は、運動する荷電粒子に作用する。このような磁界を発生するコイル及び極片又は他の手段は、簡単化のために図示されていない。
【００２１】
[0020]合成電磁界は、一次荷電粒子ビームがその方向及び形状を実質的に変化せずにその電磁界フィールドを通過するようにさせるよう配置される。一次ビームは、フィールドにより非偏向であるが、衝突する一次ビームとは逆方向の速度成分を有する二次荷電粒子は、フィールドによって影響を受ける。特に、二次荷電粒子は、偏向される。図１は、電磁界により正の電極１２２Ｐに向かって偏向される二次電子の軌道１０２を概略的に例示している。
【００２２】
[0021]正の電極１２２Ｐは、二次電子に対して少なくとも部分的に透明であるグリッド電極である。これは、二次電子の少なくとも一部分がそれらの軌道１０２に沿って電極１２２Ｐを通過できることを意味する。図１において電極１２２Ｐの右側に、即ち移動する電子ビームの方向に見て、正に荷電された電極１２２Ｐの後方に、検出器１１２が設けられる。図１に示す検出器は、シンチレータ１１２Ａ、光ガイド１１２Ｂ及び光電子増倍管１１２Ｃをもつシンチレーション検出器である。この検出器１１２は、電圧Ｕ１より大きな第２の正の電圧Ｕ２でバイアスされる。電極１２２Ｐは、図１において電極１２２Ｐの左側の電磁界から検出器をシールドする。その逆のことも言え、電極１２２Ｐと検出器との間の電界は、図１において電極１２２Ｐの左側の荷電粒子に影響を及ぼさない。
【００２３】
[0022]電極１２２Ｐを通過する二次電子１０２は、検出器１１２によって検出される。それに対応する検出器信号は、サンプル２に関する情報を与えることができる。特に、これら信号は、サンプル２を検査し又は像形成するのに使用できる。
【００２４】
[0023]しかしながら、サンプル２に関する付加的な情報を保持している二次イオンのような正に荷電された二次粒子は、図１の実施形態では検出されない。例えば、バイアス電圧の極性を交換し、電界Ｅ及び磁界Ｂを調整し、また、おそらく、適当な異なる検出１１２を使用することにより、それら二次イオンを検出するように図１に示す検出装置を再構成するよう試みることができる。
【００２５】
[0024]図１の検出装置を再構成した後に、二次イオンからサンプル２に関する情報を得ることができた場合でも、サンプル２の第２のスキャンが必要となって、時間や他のリソースを浪費する。更に、このような第２の実行でスキャンされる位置は、第１の実行でスキャンされる位置に一致する必要がなく、おそらくは、二次電子、二次イオン、及び各々のスキャンされたサンプル位置から収集した情報間に信頼できる相関がないことになる。ここで、「位置」とは、一次粒子ビームが衝突するエリアのようなエリアを意味する。
【００２６】
[0025]ここに述べる実施形態によれば、サンプルの検査又は像形成を改善するための手段が設けられる。ここでは、負に荷電された二次粒子及び正に荷電された二次粒子の両方からの情報を同時に得ることができる。二次の負及び正に荷電された粒子の放出は、統計学的であるから、「情報を同時に得る」という語は、「同時に検出する」と同様に、少なくとも２つの粒子が少なくとも２つの検出器に同時に衝突する実際上単一の検出イベントに限定されると誤解してはならない。負に荷電された二次粒子及び正に荷電された二次粒子の両方から得られる情報は、負に荷電された二次粒子又は正に荷電された粒子のいずれかから個々に得られる情報より大きい。この増加された情報は、サンプルを検査又は像形成する上で助けとなる。更に、二次粒子の２つの形式、及び二次粒子の起点の位置、例えば、一次荷電粒子ビームがサンプルに衝突する位置、から得られる情報の間には実質的に完全な相関が存在する。高度なサンプル情報と、高スループットの映像取得との並列な発生を実現することができる。
【００２７】
[0026]一般的に、ここに開示される他の実施形態と結合できる実施形態によれば、一次粒子ビーム又は一次荷電粒子ビームは、収束された粒子ビームでよい。ビーム直径は、０．０１ｎｍから１μｍ、典型的に、０．０５ｎｍから１００ｎｍ、更に典型的に、０．１ｎｍから１０ｎｍの範囲でよい。従って、解像度がサブミクロン領域、典型的に、ナノメータ領域、又はサブナノメータ領域である高解像度の像形成又は検査を実現することができる。
【００２８】
[0027]二次荷電粒子の起点は、典型的に、一次荷電粒子ビームである一次粒子ビームがサンプルに衝突する位置又はスポットでよい。他の実施形態では、テスト又は校正のようなある目的で、荷電粒子の起点は、電子放出器、イオン放出器、又はその組合せでよく、或いは異なる種類のものでもよい。
【００２９】
[0028]図２Ａは、ここに述べる実施形態による検出装置の実施形態の概略側面図である。典型的に、検出装置は、荷電粒子ビーム装置に使用するための検出装置である。ある実施形態では、荷電粒子ビーム装置に使用され且つ負及び正に荷電された粒子を同時に検出するための検出装置が提供される。負及び正に荷電された粒子は、二次荷電粒子でよい。負及び正に荷電された二次粒子は、サンプル又はサンプル表面から発生し得る。
【００３０】
[0029]検出装置は、第１検出器２１２及び第２検出２１４を備えている。検出装置は、更に、図２Ａ及び２Ｂに点線の長方形として、また、図２Ｃに点線の円として各々代表的に示された分離フィールド発生装置２２０も備えている。この分離フィールド発生装置２２０は、図２Ｂの検出装置の上面図である図２Ｃに示された分離フィールド２２０Ｆを発生する。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに示す分離フィールド発生装置の形状は、概略に過ぎない。
【００３１】
[0030]分離フィールド発生装置は、例えば、電界を発生するための電極と、磁界を発生するための、おそらく極片をもつコイルとの組み合わせでよい。分離フィールド発生装置は、粒子、典型的に、荷電粒子、典型的に、逆電荷の粒子、を分離するための分離フィールドを発生するように構成された他の装置でもよい。分離フィールドは、例えば、ウィーン(Wien)フィルタ構成体における電界及び磁界の組合せでもよいし、或いは典型的に荷電粒子である粒子に作用する他のフィールドでもよい。
【００３２】
[0031]典型的に正に荷電された二次粒子である正に荷電された粒子の例示的な概略軌道２０２が図２Ｂ及び２Ｃに示されている。典型的に負に荷電された二次粒子である負に荷電された粒子の例示的な概略軌道２０４も示されている。典型的に、イオンのような正に荷電された粒子は、電子のような負に荷電された粒子より質量が大きい。典型的に、イオンのような正に荷電された粒子は、電子のような負に荷電された粒子より速度が小さい。正及び負に荷電された粒子のモーメントは、同様である。
【００３３】
[0032]一般的に、分離フィールド２２０Ｆは、正に荷電された粒子、例えば、二次イオンのような正に荷電された二次粒子を、負に荷電された粒子、例えば、二次電子のような負に荷電された二次粒子から分離する。ここで、ある実施形態によれば、分離フィールドは、正に荷電された粒子を第１検出器２１２に向けて偏向し、負に荷電された粒子を第２検出器２１４に向けて偏向する。空間的な分離により、各形式の荷電粒子からの情報の抽出を行うことができる。荷電粒子を各検出器へ向けることで、このような情報の同時抽出の準備ができる。
【００３４】
[0033]ここに述べる実施形態によれば、分離フィールド２２０Ｆは、正及び負に荷電された粒子を分離する。典型的に、検出装置は、正に荷電された粒子を第１検出器２１２において及び負に荷電された粒子を第２検出器２１４において同時に検出する。１つの形式の荷電粒子のみから収集される情報に比して、増強された情報を得ることができ、有効性及び映像クオリティが改善されると共に、時間及びコストの節約となる。高効率の二重荷電粒子ビーム検出器又は検出装置、典型的に、高効率の二重電子及びイオンビーム検出器又は検出装置が提供される。二次電子及び二次イオンのような二次粒子の高効率並列検出を実現することができる。
【００３５】
[0034]一般的に、ここに開示される他の実施形態と結合できる実施形態による検出器は、荷電粒子を検出するための検出器、例えば、シンチレーション検出器、ＰＩＮダイオード、チャンネルトロン、又はチャンネルプレートでよい。典型的な実施形態によれば、このような検出器は、高効率の検出器である。従って、良好な信号対雑音比を得ることができる。更に、ある実施形態による検出装置に使用される多数の検出器、例えば、第１検出器２１２及び第２検出器２１４は、同じ形式の検出器でよい。或いはまた、このような検出器は、異なる種類のものでもよい。ある実施形態では、検出装置の検出器は、その検出器にバイアス電圧を印加できるバイアス入力を有する。使用する検出器ごとに個々のものでよいバイアス電圧は、一般的に、１Ｖから１００ｋＶ、典型的に、１ｋＶから２０ｋＶ、更に典型的に、５ｋＶから１５ｋＶでよい。バイアス電圧は、正の極性でも負の極性でもよい。他の実施形態では、検出器は、信号又は検出出力を典型的に評価ユニットへ伝送するための出力部分又は信号出力を有する。本実施形態による典型的な検出器は、シンチレータ、光ガイド及び光電子増倍管を含むシンチレーション検出器である。
【００３６】
[0035]ここに説明されるいずれかの実施形態と結合できる実施形態によれば、分離フィールド発生装置２２０は、電界発生装置又は磁界発生装置又はその組合せ、或いは荷電粒子に作用する他のフィールド発生装置を含む。それ故、発生される分離フィールドは、電界、磁界又はその組合せ、或いは荷電粒子に作用する他のフィールドでよい。
【００３７】
[0036]典型的に、電界発生装置は、少なくとも２つの電極を含む。ここでは、少なくとも１つの電極は、正の電圧でバイアスされ、また、少なくとも１つの電極は、負の電圧でバイアスされる。印加される電圧は、一般的に、１Ｖから１０ｋＶ、典型的に、１０Ｖから１ｋＶ、更に典型的に、１０Ｖから５００Ｖの範囲でよい。少なくとも２つの電極は、荷電粒子にとって透過可能である。典型的に、各バイアスの少なくとも１つの電極は、荷電粒子にとって透明又は透過可能である。ある実施形態では、少なくとも１つの負にバイアスされた電極は、正に荷電された粒子にとって透過可能である。ある実施形態によれば、少なくとも１つの正にバイアスされた電極は、負に荷電された粒子にとって透過可能である。電界発生装置により発生された電界は、分離フィールド２２０Ｆでもよいし、或いは分離フィールド２２０Ｆの少なくとも一部分でもよい。電界は、例えば、均質なフィールド、双極フィールド、四極フィールド、八極フィールド、それより多極のフィールド、又は他の電界でよい。また、フィールドは、実質的に命名された形式のものでよく、即ち僅かな又はローカルな変形は、このような実施形態の範囲内である。このような電界のフィールド強度は、一般的に、印加電圧に依存し、例えば、ウィーンフィルタ条件のような条件に合致するように適応させることができる。
【００３８】
[0037]更に、典型的に、磁界発生装置は、少なくとも２つの磁気コイルと、任意であるが、各極片とを含む。或いはまた、磁界発生装置は、少なくとも１つの磁気Ｎ極及び少なくとも１つの磁気Ｓ極を与える他の手段を含む。磁界発生装置により発生される磁界は、分離フィールド２２０Ｆでもよいし、或いは分離フィールド２２０Ｆの少なくとも一部分でもよい。磁界は、例えば、均質なフィールド、双極フィールド、四極フィールド、八極フィールド、それより多極のフィールド、又は他の磁界でよい。また、フィールドは、実質的に命名された形式のものでよく、即ち僅かな又はローカルな変形は、このような実施形態の範囲内である。このような磁界のフィールド強度、即ち磁束密度は、例えば、ウィーンフィルタ条件のような条件に合致するように適応させることができる。磁界のフィールド強度は、電界発生装置に印加される電圧に基づいて付与されてもよい。
【００３９】
[0038]ある実施形態では、分離フィールドは、電界及び磁界を含むか又は電界及び磁界より成る。更に別の実施形態では、この電界及び磁界は、少なくとも分離エリアにおいて互いに実質的に直交する。この直交フィールドの場合に、荷電粒子ビームが、非変更で、特に、非偏向で及び／又は再整形されずに、フィールドを通過するのを許す特性を有する荷電粒子ビームに関してウィーン条件が課せられる。或いはまた、例えば、以下に述べる傾斜粒子ビームに関して、ウィーン条件からの意図されたずれをこのような直交フィールドに対して容易に課すことができる。ウィーン条件又はそこからの意図されたずれは、一次粒子ビームの望ましからぬビーム偏向、収差又は他の望ましからぬ作用を減少し又は取り去ることができる。ウィーン条件で直交する電界及び磁界を発生する分離フィールド発生装置は、ウィーンフィルタでよい。
【００４０】
[0039]他の実施形態と結合できる実施形態によれば、分離フィールド発生装置は、一次荷電粒子ビームを非変更又は非偏向で通過させる分離フィールドを発生する。このような実施形態では、典型的に、一次荷電粒子ビームが、あるサンプル又は試料に衝突し、それにより、二次荷電粒子を発生する。二次荷電粒子は、典型的に、負に荷電された二次粒子及び正に荷電された二次粒子、例えば、二次電子及び二次イオンである。
【００４１】
[0040]図３Ａは、ここに述べる実施形態の側面図である。ここでは、検出装置が提供される。典型的に、この検出装置は、荷電粒子ビーム装置に使用するための検出装置である。検出装置は、第１検出器３１２及び第２検出器３１４を備えている。これら検出器は、同様の検出器、例えば、シンチレーション検出器又はチャンネルプレート検出器である。或いはまた、これら検出器は、異なる種類のものでもよい。検出装置は、更に、負電圧−Ｕ１でバイアスされる第１電極３２２Ｍと、正電圧Ｕ１でバイアスされる第２電極３２２Ｐとを備えている。２つの電極は、それら２つの電極間で実質的に均質で且つ第２電極から第１電極を向いた電界Ｅを発生する。検出装置は、更に、磁界発生装置、例えば、各極片をもつフィールドコイル（図示せず）を備えている。この磁界発生装置は、対応記号で示された、図３Ａの紙面を向いた磁界Ｂを発生する。
【００４２】
[0041]図３Ｂは、図３Ａの検出装置の実施形態の上面図である。図３Ｂにおいて、磁界発生装置の磁気Ｎ極３３２Ｎ及び磁気Ｓ極３３２Ｓが示されている。磁界Ｂは、実質的に均質で、磁気Ｎ極３３２Ｎから磁気Ｓ極３３２Ｓを向く。電界の概略フィールド線３２２Ｆ及び磁界の概略フィールド線３３２Ｆで示されたように、磁界Ｂは、少なくとも分離エリアにおいて、電界Ｅに対して実質的に直交する。分離フィールドは、電界Ｅ及び磁界Ｂを含むか又はそれらより成る。
【００４３】
[0042]ある実施形態によれば、両電極は、グリッド電極であるか、又は荷電粒子が透過できる他の電極である。
【００４４】
[0043]荷電粒子の起点から放出される正に荷電された粒子は、電界Ｅ及び磁界Ｂの両方により第１グリッド電極３２２Ｍに向かって偏向され、第１グリッド電極を通過し、そして第１検出器３１２に向かって加速される。第１検出器３１２は、電圧−Ｕ１より大きさが大きい電圧−Ｕ２でバイアスされる。第１検出器３１２は、正に荷電された粒子の移動方向に見て、第１電極３２２Ｍの後方に配置され、即ち図３Ａにおいて第１電極の左側に配置される。
【００４５】
[0044]図３Ａ、３Ｂは、正に荷電された粒子の例示的な概略軌道３０２を示す。本実施形態によれば、第１検出器３１２は、図３Ａにおいて第１電極の右側のフィールドＥ及びＢからシールドされる。それとは逆に、第１電極３２２Ｍと第１検出器３１２との間の電界は、図３Ａにおいて第１電極の右側の分離フィールドに影響しない。荷電粒子の起点から放出される負に荷電された粒子は、電界Ｅ及び磁界Ｂの両方により第２のグリッド電極３２２Ｐに向かって偏向され、第２のグリッド電極を通過し、そして第２検出器３１４に向かって加速される。本実施形態によれば、第２検出器３１４は、電圧Ｕ１より大きな電圧Ｕ２でバイアスされる。第２検出器３１４は、負に荷電された粒子の移動方向に見て、第２電極３２２Ｍの後方に配置され、即ち図３Ａにおいて第２電極の右側に配置される。
【００４６】
[0045]図３Ａ、３Ｂは、負に荷電された粒子の例示的な概略軌道３０４を示す。本実施形態によれば、第２検出器３１４は、図３Ａにおいて第２電極の左側のフィールドＥ及びＢからシールドされる。それとは逆に、第２電極３２２Ｐと第２検出器３１４との間の電界は、図３Ａにおいて第２電極の左側の分離フィールドに影響しない。
【００４７】
[0046]ここで、ある実施形態によれば、正に荷電された粒子及び負に荷電された粒子が同時に変更され、正に荷電された粒子は、第１検出器に向かって偏向され、そして負に荷電された粒子は、第２検出器に向かって偏向される。更に別の実施形態では、正及び負に荷電された粒子は、第１及び第２の検出器において同時に検出される。
【００４８】
[0047]典型的な実施形態では、荷電粒子の起点は、一次粒子ビームがサンプル又は試料に衝突することにより発生される二次荷電粒子の起点である。更に別の典型的な実施形態では、一次粒子ビームは、イオンビーム又は電子ビームのような一次荷電粒子ビームである。二次荷電粒子は、二次電子又は二次イオンでよい。ある実施形態では、分離フィールド発生装置、例えば、図３Ａ、３Ｂにおける２つの電極３２２Ｍ、３２２Ｐ、並びにＮ極、Ｓ極３３２Ｓ、３３２Ｐは、一次荷電粒子ビームに実質的に影響しない分離フィールドを発生する。例えば、図３Ａ、３Ｂのフィールド発生装置は、一次荷電粒子ビームに対してウィーン条件に従う電界Ｅ及び磁界Ｂを発生することができる。別の実施形態では、例えば、検出器及び分離フィールド発生装置をテスト又は校正するために、検出器により検出される荷電粒子のソース又は起点が、異なる種類のものでよい。例えば、荷電粒子のソースは、定義されたエネルギー又は方向の電子及び／又はイオンのソースでよい。
【００４９】
[0048]図４は、検出装置の更に別の実施形態の上面図である。他の実施形態との相違についてのみ詳細に説明する。一般的に、ここに述べる他の実施形態の特徴を、図４に示す特徴と結合することができる。
【００５０】
[0049]図４は、４つの検出器４１２、４１４、４１６、４１８と、四極電界及び四極磁界を発生する分離フィールド発生装置とを備えた検出装置の実施形態を示す。分離フィールド発生装置は、４つの電極４２２Ｐ、４２２Ｍ、４２４Ｐ、４２４Ｍを含む。ここで、電極４２２Ｐ及び４２４Ｐは、正の電圧Ｕ１でバイアスされ、また、電極４２２Ｍ及び４２４Ｍは、負の電圧−Ｕ１でバイアスされる。しかしながら、各電極に異なる電圧が印加されてもよい。４つの電極は、グリッド電極として描かれている。他の実施形態によれば、異なるバイアスの２つの電極、例えば、電極４２２Ｐ及び４２２Ｍだけがグリッド電極であってもよい。
【００５１】
[0050]更に、分離フィールド発生装置は、２つの磁気Ｓ極４３２Ｓ、４３４Ｓ及び２つの磁気Ｎ極４３２Ｎ、４３４Ｎを含む磁気四極発生装置を備えることができる。極は、例えば、コイル及び各極片で形成することができる。ある実施形態によれば、四極電界は、少なくとも分離エリアにおいて、四極磁界と実質的に直交する。図４において、四極磁界の例示的な概略フィールド線４３４Ｆ及び四極電界の例示的な概略フィールド線４２４Ｆが示されている。このような四極構成では、光学軸が実質的にフィールドフリーである。光学軸に沿って進行する一次ビームは、フィールドによって全く影響されない。
【００５２】
[0051]４つの検出器は、同様の検出器、例えば、シンチレーション検出器として描かれている。或いはまた、検出器は、各々、個々に設計されてもよく、例えば、互いに対で異なるように設計されてもよい。検出器は、バイアス入力（図示せず）を有して、各検出器に最も近いグリッド電極の各電圧より大きさが大きい電圧にバイアスされてもよい。典型的に、電圧Ｕ１でバイアスされる電極付近の検出器は、Ｕ１より大きい電圧Ｕ２でバイアスされ、また、電圧−Ｕ１でバイアスされる電極付近の検出器は、電圧−Ｕ１より大きさが大きい電圧−Ｕ２でバイアスされてもよい。或いはまた、異なる電圧が印加されてもよい。
【００５３】
[0052]本実施形態によれば、負に荷電された粒子、例えば、二次電子のような負に荷電された二次粒子は、正に荷電された粒子、例えば、二次イオンのような正に荷電された二次粒子から分離される。より詳細には、負に荷電された粒子の一部分は、電極４２２Ｐがそれら負に荷電された粒子にとって透明である場合に、電極４２２Ｐに向けて、更には、検出器４１４に向けて偏向される。負に荷電された粒子の別の部分は、電極４２４Ｐがそれら負に荷電された粒子にとって透明である場合に、電極４２４Ｐに向けて、更には、検出器４１８に向けて偏向される。負に荷電された粒子の例示的な概略軌道４０４、４０８が図４に示されている。更に、正に荷電された粒子の一部分は、電極４２２Ｍがそれら正に荷電された粒子にとって透明である場合に、電極４２２Ｍに向けて、更には、検出器４１２に向けて偏向される。正に荷電された粒子の別の部分は、電極４２４Ｍがそれら負に荷電された粒子にとって透明である場合に、電極４２４Ｍに向けて、更には、検出器４１６に向けて偏向される。正に荷電された粒子の例示的な概略軌道４０２、４０４が図４に示されている。
【００５４】
[0053]典型的な実施形態では、この検出装置は、イオンビーム装置又は収束イオンビーム装置のような粒子又は荷電粒子ビーム装置に使用される。次いで、一次粒子ビームがサンプル表面又は試料表面に衝突することで発生される二次荷電粒子により荷電粒子の起点が形成される。一次粒子ビーム、特に、一次荷電粒子ビームは、分離フィールドを、非偏向又は再整形されずに又は非変更で通過することができる。
【００５５】
[0054]更に別の実施形態では、他の個数の検出器、例えば、３個、５個又はそれ以上の検出器が使用される。これらの検出器は、同じ種類のものでもよいし、互いに同様でも、異なるものでもよい。これらの検出器は、同じ電圧であるがおそらく異なる極性でバイアスされてもよいし、又は異なる電圧でバイアスされてもよい。更に別の実施形態によれば、例えば、６個又は８個のような種々の個数の電極又は磁極を使用して、典型的に、六極又は八極の分離フィールドを生成することができる。電極の全部又は一部分が荷電粒子に対して透明でよい。電極は、同じ大きさであるがおそらく異なる符号の電圧によりバイアスすることができる。或いはまた、電極は、異なる電圧によりバイアスすることができる。
【００５６】
[0055]ここに述べる実施形態と結合できる幾つかの実施形態において、少なくとも１つの検出器、典型的に、全ての検出器は、出力部分又は信号出力を含む。更に、ここに述べる実施形態と結合できる実施形態によれば、検出装置は、評価ユニットを備えている。この評価ユニットは、少なくとも１つの検出器、典型的に、全ての検出器から信号を受信するための入力部分を含むことができる。検出器の出力部分は、検出信号を送信するために入力部分に接続することができる。接続は、ケーブル接続、ワイヤレス接続、或いは他の種類の信号送信接続でよい。
【００５７】
[0056]評価ユニットは、おそらく、適当なソフトウェアでプログラムされたコンピュータを含むか又はコンピュータより成るものでよい。或いはまた、評価ユニットは、検出信号を評価するための他の種類の装置でもよい。典型的に、異なる検出器からの信号が同時に評価される。ここに述べる他の実施形態と結合できる更に別の典型的な実施形態では、検出信号は、検査又は像形成されるべきサンプル又は試料に関する情報を保持する。評価ユニットは、例えば、他の装置に使用するか又はそれを制御するための電子信号の形態又は人間へ通信される信号の形態で評価結果を伝えるための手段を含むことができる。後者の信号は、光学信号、音響信号、触覚信号、又はその組合せであって、モニタ、スピーカ、触覚装置、その組合せ、又は他の仕方で人間に送信されてもよい。
【００５８】
[0057]図５は、更に別の実施形態による粒子ビーム装置の一部分の側面図である。この粒子ビーム装置は、ここに述べるいずれかの実施形態による検出装置を備えている。図５は、図３Ａと同様の検出装置を含むイオンビーム装置のような荷電粒子ビーム装置を例示する。或いはまた、例えば、図４に示すような検出装置を含ませることもできるし、或いはここに開示する他のいずれかの検出装置でもよい。より詳細には、例えば、電圧−Ｕ２、Ｕ２により各々バイアスされるシンチレーション検出器である検出器５１２、５１４が示されている。更に、検出装置は、電界Ｅを発生する透過可能な電極５２２Ａ、５２２Ｂも含むことができる。図５に記号で示された磁界Ｂを発生するための手段は、図示されていない。
【００５９】
[0058]図５は、更に、ワークプレート３又は試料ステージに配置され載せられたサンプル２又は試料を示している。一次荷電粒子ビーム１が位置又はエリア１Ａにおいてサンプルに衝突し、従って、この位置又はエリア１Ａが二次荷電粒子の起点となる。これら二次荷電粒子は、それらが正に荷電された粒子であるか負に荷電された粒子であるかに基づいて分離フィールドによって分離され、検出器５１２、５１４に向かって各々偏向される。正に荷電された二次粒子の例示的な軌道５０２、及び負に荷電された二次粒子の例示的な軌道５０４が概略的に示されている。
【００６０】
[0059]ある実施形態では、負に荷電された二次粒子及び正に荷電された二次粒子は、検出器５１２及び５１４において同時に検出される。典型的に、図５に示すように、検出器５１２及び５１４は、出力部分５１２Ｅ及び５１４Ｅを含む。更に別の典型的な実施形態では、これら出力部分は、評価ユニット５４０の入力部分に接続される。図５において、入力部分は、出力部分５１２Ｅ、５１４Ｅに各々接続された入力５４２、５４４を含む。評価ユニット５４０は、ここに述べるいずれかの種類のものでよく、典型的に、サンプル２を検査又は像形成するために検出器５１２及び５１４の信号を同時に評価する。
【００６１】
[0060]図５において、一次荷電粒子ビーム１は、フィールドＥ及びＢを含むか又はそれらより成る分離フィールドを非変更で通過する。一次荷電粒子ビーム１は、検出装置又は荷電粒子ビーム装置の光学軸に平行な軸を定めることができる。フィールドＥ及びＢは、一次荷電粒子ビームの特性に関してウィーン条件に従う直交フィールドでよい。或いはまた、一次荷電粒子ビーム１は、検出装置又は荷電粒子ビーム装置の光学軸に対してある角度を形成する軸を定めてもよい。特に、この場合、フィールドＥ及び／又はＢは、一次荷電粒子ビームの非変更の通過を許すためにウィーン条件の不一致に同調されてもよい。他の実施形態では、ワークプレート３及びサンプル２は、水平方向に対して傾斜されてもよい。一次荷電粒子ビーム１は、次いで、検出装置の光学軸に沿って進行するか又は荷電粒子ビーム装置の光学軸に沿って進行する場合でも、ある角度のもとで衝突し得る。このような状況では、「ある角度のもとでの衝突」を、サンプル表面の法線（又は検査されるべきサンプル表面上の構造体より大きさが少なくとも１桁大きい表面エリアに対する法線）に平行でない衝突と定義することができる。従って、衝突角度又は「着陸角度」は、０°から４５°、典型的に、０°から２０°でよい。
【００６２】
[0061]図６Ａは、サンプル表面２への荷電粒子ビーム１の衝突を例示している。表面上の特定の構造体、即ちウェルが示され、これは、例示のため比例的には描かれていない。荷電粒子ビーム１は、図５を参照して説明したように、サンプル表面に直角な光学軸６０１に対してある角度のもとで衝突する。これにより、角度を伴わずに即ち光学軸６０１に平行に衝突することにより得られる分布とは異なる速度の分布及びそれに対応する速度の方向が生じる。
【００６３】
[0062]図６Ｂに示すように、ある角度のもとでの一次荷電粒子ビーム１の衝突は、ウェル構造体の側壁のような構造体を検査又は像形成する上で助けとなる。このような構造体は、角度を伴わずに一次粒子ビームが衝突することから発生される二次粒子を検出することでは明確に見分けられない。
【００６４】
[0063]更に、正に荷電された二次粒子の例示的な軌道６０２及び負に荷電された二次粒子の例示的な軌道６０４が図６Ａ及び６Ｂに示されている。これらの軌道は、検査又は像形成される構造体に依存し、また、二次荷電粒子の電荷にも依存し得る。従って、正及び負に荷電された二次粒子の両方を同時に検出することにより、１つの形式の荷電粒子のみの検出に比して、又は（おそらく分離フィールドと共に）単一の検出器が再構成されての両形式の順次の検出に比して、サンプル表面に関するより多くの情報を得ることができる。
【００６５】
[0064]典型的に、サンプル表面がある立体角への放出を妨げない限り、サンプル表面上の半球全体に二次粒子が放出される。一般的に、着陸角度を伴う実施形態によれば、又は着陸角度を伴わない（サンプル表面に垂直に衝突する）実施形態によれば、２つ以上の方向に粒子を検出することでサンプル表面に関する情報増加を得ることができる。２つ以上の方向で検出される粒子は、異なる電荷の粒子でもよいし又は同じ電荷の粒子でもよい。例えば、分離フィールドを調整することにより、極角度は異なるが方位角は実質的に同じ状態で放出された粒子を１つの検出器で検出することができる。ある実施形態によれば、異なる方位角で放出された粒子を同時に検出するのに、２つ以上の検出器を使用してもよい。ここに述べる実施形態では、サンプル及び／又は検出装置は、相対的な方位角を変更するように回転される。粒子の有無を含む粒子特性からの情報を全半球にわたって得ることができる。
【００６６】
[0065]図４に示す実施形態によれば、２つの検出器４１２及び４１６は、実質的に逆の方位角（φ及びφ＋π）をもつ方向に放出された正に荷電された粒子を同時に検出し、また、２つの検出器４１４及び４１８は、実質的に逆の方位角（φ＋π／２及びφ＋３π／２）で放出された負に荷電された粒子を同時に検出する。ある実施形態では、例えば、検出装置、又は荷電粒子の起点、典型的にサンプル表面、を回転することにより、φが変化される。ここに述べる実施形態によれば、異なる範囲の極角度（θ）で放出された粒子を検出するように分離フィールドが変化される。
【００６７】
[0066]ここに述べる実施形態と結合できる実施形態によれば、検出装置は、少なくとも１つの検出器アパーチャーを含む。例えば、検出器アパーチャーは、開口をもつ装置、例えば、開口をもつ電極でよい。検出器アパーチャーは、粒子特性に基づいて荷電粒子をフィルタリングすることができる。このような特性は、荷電粒子のエネルギー、速度、方向、角度、又は他の物理的プロパティである。ここでは、エネルギーのような特性は、エネルギー範囲のようなパラメータ範囲も意味する。正しい特性の荷電粒子だけがフィルタを通過して検出器に到達することができる。従って、例えば、エネルギー感知検出及び／又は角度感知検出のような、情報の選択的検出及び収集が可能となる。
【００６８】
[0067]図７は、ここに述べる実施形態による荷電粒子ビーム装置を示す。この荷電粒子装置は、一次荷電粒子ビームソースを備えている。ここに述べる他の実施形態と結合できる実施形態によれば、一次荷電粒子ビームは、イオンビームである。ある実施形態では、一次イオンビームのイオンは、例えば、水素又はヘリウムのような一種の軽いイオン又は軽いイオンの混合物である。軽いイオンは、典型的に、サンプルを像形成するのに使用される。ある実施形態では、一次イオンビームのイオンは、例えば、水素又はヘリウムのような軽いイオン、及びアルゴンのような重いイオンの混合物であり、従って、軽いイオンは、像形成に使用でき、一方、重いイオンは、エッチングに使用される。ある実施形態では、一次イオンビームのイオンは、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒのような一種の希ガス又は希ガスの混合物のイオンである。希ガス、特に、重たい希ガスのイオンは、サンプル表面の変更に使用することができる。
【００６９】
[0068]図７に示すように、一次荷電粒子ビームソースは、ビーム放出器１０と、サプレッサ電極９（又はウェーネルトグリッド）と、抽出器８と、電極６、例えば、加速電極とを備えることができる。ここに述べる他の実施形態と結合できるある実施形態では、一次荷電粒子ビームソースは、ガスフィールドイオンソースである。図７に示す実施形態によれば、荷電粒子装置は、アパーチャー７と、コンデンサ４と、対物レンズ５とを含む。或いはまた、荷電粒子装置は、同様の設計又は異なる設計の他の荷電粒子装置でもよい。また、図７は、ビーム放出器１０によって放出された一次荷電粒子ビーム１も示しており、これは、ビーム整形コンポーネント、特に、コンデンサ４、アパーチャー７及び対物レンズ５によって整形される。従って、図７に示す荷電粒子ビーム装置は、収束型荷電粒子ビーム装置、例えば、収束型イオンビーム装置である。一次荷電粒子ビームは、サンプル表面の位置又はエリア１Ａに衝突する。サンプル又は試料２は、サンプルホルダ３、例えば、ワークプレート又は試料ステージに配置され又は載せられる。衝突により、二次荷電粒子が与えられる。
【００７０】
[0069]ある実施形態によれば、荷電粒子ビーム装置は、更に、検出装置を備えている。この検出装置は、ここに開示する実施形態による検出装置でよい。図７には、図５と同様の検出装置が示されている。この検出装置は、第１検出器７１２と、第２検出器７１４と、第１電極７２２Ｍと、第２電極７２２Ｐと、磁界発生装置（図示せず）とを備えている。更に、検出器の出力部分７１２Ｅ、７１４Ｅは、接続手段７１２Ｃを経て評価ユニット７４０の入力７４２、７４４に接続される。
【００７１】
[0070]また、図７に示す検出装置は、更に別の実施形態によれば、第１検出器アパーチャー７５２及び第２検出器アパーチャー７５４も備えている。
【００７２】
[0071]ある実施形態では、検出器と電極との間にアパーチャーが配置される。この配置では、アパーチャーが分離フィールドに影響することはない。別の実施形態では、アパーチャーが検出器と電極との間に配置されない。アパーチャーとは、開口、例えば、円形又は長方形の開口をもつ装置である。例えば、アパーチャーは、穴付きプレート、例えば、電圧でバイアスされるようにされた電極でよい。アパーチャーは、粒子の特性、例えば、エネルギー又は角度に基づいて荷電粒子をフィルタすることができる。
【００７３】
[0072]ある実施形態では、例えば、アパーチャー７５２及び７５４が、図７に示すように、検出器７１２と電極７２２Ｍとの間、及び検出器７１４と電極７２２Ｐとの間に各々配置される。これらのアパーチャー７５２、７５４は、粒子の特性、例えば、エネルギー又は角度に基づいて荷電粒子をフィルタする。このフィルタリングは、例示的な概略粒子軌道７０２及び７０４で示されている。
【００７４】
[0073]更に別の実施形態によれば、荷電粒子ビーム装置は、ビーム指向コンポーネントを含むことができる。ある実施形態では、ビーム整形コンポーネントの全部又は一部分がビーム指向コンポーネントの全部又は一部分も表す。他の実施形態では、更に別のビーム偏向装置のような更に別のビーム指向コンポーネントがある。ビーム偏向コンポーネントは、１つ以上の偏向コントローラ、例えば、適当なソフトウェアでプログラムされたコンピュータにより制御することができる。更に別の実施形態によれば、荷電粒子ビームは、サンプル上の異なる衝突位置又はエリアへ向けることができる。例えば、ビーム指向コンポーネントは、荷電粒子ビームを線ごとにスキャニングする仕方でサンプル上に向けることもできるし、或いはビームをランダムな位置に向け又はビームを他のパターンに基づき又は他の仕方で向けることもできる。従って、サンプルの全体的又は部分的な検査又は像形成が可能となる。
【００７５】
[0074]コンポーネントの配列は、図７に示す配列とは異なるものでよい。例えば、検出装置とサンプルとの間に対物レンズが配置されてもよい。
【００７６】
[0075]更に、本実施形態は、ここに述べる実施形態のいずれかに基づいて、検出装置を動作する方法、及び荷電粒子ビーム装置を動作する方法に係る。更に別の実施形態は、ここに開示する実施形態のいずれかに基づく検出装置の使用に係る。典型的な更に別の実施形態は、典型的に、サンプル又は試料を検査及び／又は像形成するための荷電粒子ビーム装置におけるこのような検出装置の使用に係る。
【００７７】
[0076]ここに述べる実施形態は、負及び正に荷電された粒子、典型的に、二次の負及び正に荷電された粒子を検出するための方法に係る。より詳細には、本実施形態は、典型的に、サンプル像形成又はサンプル検査のための一次荷電粒子ビーム用途において負及び正に荷電された二次粒子を同時に検出する方法に係る。ある実施形態によれば、負及び正に荷電された粒子が与えられる。典型的な実施形態では、サンプルに一次粒子ビームが衝突することにより、負及び正に荷電された二次粒子が発生されて与えられる。
【００７８】
[0077]一般的に、分離フィールドが与えられる。分離フィールドは、電界、磁界、その組合せ、又は荷電粒子に作用する他のフィールドでよい。典型的な実施形態によれば、分離フィールドは、電界及び磁界の組合せを含むか又はその組合せより成る。電界及び磁界は、少なくとも分離エリアで互いに直交することができる。ある実施形態では、電界及び磁界は、典型的にそれら電磁界を非偏向で通過する一次荷電粒子ビームに対してウィーン条件に従う。他の実施形態において、特に、一次荷電粒子ビームが、例えば、傾斜着陸角のような角度のもとでサンプルに衝突するために、電界及び磁界のフィールド線に対して９０°とは異なる角度のもとで分離フィールドを通過する場合には、少なくとも厳密に言わなければ、電界及び磁界がウィーン条件に従わない。
【００７９】
[0078]１つの態様によれば、第１及び第２の検出器が設けられる。これらの検出器は、荷電粒子を検出するための検出器、例えば、シンチレーション検出器、ＰＩＮダイオード検出器、チャンネルトロン検出器、又はチャンネルプレート検出器でよい。更に、ある実施形態では、これら検出器は、バイアスされる。ここで、ある検出器は、正の電圧でバイアスされ、一方、他の検出器は、負の電圧でバイアスされてもよい。検出器に印加される電圧の大きさは、全て同じでよい。或いはまた、電圧は、異なってもよい。
【００８０】
[0079]分離フィールドにおいて、更に別の実施形態によれば、負及び正に荷電された粒子、典型的に、負及び正に荷電された二次粒子は、互いに分離される。ある実施形態によれば、負に荷電された粒子は、第１検出器に向かって偏向され、同時に、正に荷電された粒子は、第２検出器に向かって偏向される。
【００８１】
[0080]ある実施形態によれば、負に荷電された粒子又はその一部分がフィルタされる。それに加えて又はそれとは別に、正に荷電された粒子又はその一部分がフィルタされてもよい。それ故、少なくとも１つのアパーチャー又は他のフィルタリング装置を設けることができる。
【００８２】
[0081]ここに述べる実施形態では、負及び正に荷電された粒子、例えば、二次電子及び二次イオンが同時に検出され、負に荷電された粒子は、第１検出器で検出され、正に荷電された粒子は、第２検出器で検出される。
【００８３】
[0082]本実施形態によれば、検出器の出力が評価される。典型的に、検出器の検出出力が同時に評価される。評価ユニット、例えば、おそらく専用ソフトウェアでプログラムされたコンピュータが設けられてもよい。検出出力は、評価ユニットにより処理されて、例えば、サンプルの映像を生成し、又はサンプルを更に処理するための信号を発生することができる。
【００８４】
[0083]ここに述べる実施形態は、典型的に一次荷電粒子ビーム用途においてサンプルを像形成し又はサンプルを検査する方法に係る。この方法は、サンプル、例えば、半導体ウェハ又は他の試料を準備することを含む。ある実施形態によれば、一次粒子ビームが与えられる。典型的な実施形態では、一次荷電粒子ビームが与えられる。更に、典型的に、検査又は像形成されるべきサンプル上の位置が選択される。一次荷電粒子ビームがその選択された位置においてサンプルに衝突する。これにより、二次荷電粒子が発生される。
【００８５】
[0084]二次荷電粒子は、ここに述べる方法のいずれかの特徴又はその組合せを使用して検出され、更に別の実施形態を形成することができる。
【００８６】
[0085]ある実施形態によれば、検出器の検出出力が、サンプルの像形成又は検査のために評価される。他の実施形態によれば、検出出力又は検出出力の評価を使用して、像形成又は検査のためのサンプル上の別のスポット又は位置が選択される。更に別の実施形態では、サンプル上の別のスポットが、例えば、パターン、例えば、線ごとのスキャニング、ラスタスキャニング、ベクトルスキャニング、インターレーススキャニングに基づいて選択されるか、或いはランダムに又は任意の他の仕方で選択される。その際、一次粒子ビームは、新たに選択されたスポットに向けられ、二次荷電粒子が発生され、そして二次粒子の検出が、ここに述べたいずれかの仕方又は他の仕方で繰り返される。
【００８７】
[0086]更に別の実施形態によれば、サンプルの像形成又は検査によって収集された情報は、サンプルの更なる処理に使用される。
【００８８】
[0087]以上、本発明の実施形態を説明したが、基本的な範囲から逸脱せずに他の及び更に別の実施形態が案出され得るので、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・一次荷電粒子ビーム、２・・・サンプル又は試料、３・・・ワークプレート、４・・・コンデンサ、５・・・対物レンズ、６・・・電極、７・・・アパーチャー、８・・・抽出器、９・・・サプレッサ電極、１０・・・ビーム放出器、１０２・・・二次電子の軌道、１１２・・・検出器、１１２Ａ・・・シンチレータ、１１２Ｂ・・・光ガイド、１１２Ｃ・・・光電子増倍管、１２２Ｍ、１２２Ｐ・・・電極、２０２・・・正に荷電された粒子の軌道、２０４・・・負に荷電された粒子の軌道、２１２・・・第１検出器、２１４・・・第２検出器、２２０・・・分離フィールド発生装置、２２０Ｆ・・・分離フィールド、３１２・・・第１検出器、３１４・・・第２検出器、３２２Ｍ、３２２Ｐ・・・電極、３３２Ｎ・・・磁界発生装置のＮ極、３３２Ｓ・・・磁界発生装置のＳ極、３３２Ｆ・・・フィールド線、４１２、４１４、４１６、４１８・・・検出器、４２２Ｐ、４２２Ｍ、４２４Ｐ、４２４Ｍ・・・電極、４３２Ｓ、４３４Ｓ・・・Ｓ極、４３２Ｎ、４３４Ｎ・・・Ｎ極、４２４Ｆ・・・フィールド線、５０２・・・正に荷電された二次粒子の軌道、５０４・・・負に荷電された二次粒子の軌道、５１２、５１４・・・検出器、５１２Ｅ、５１４Ｅ・・・出力部分、５２２Ａ、５２２Ｂ・・・電極、５４０・・・評価ユニット、５４２、５４４・・・入力、６０１・・・光学軸、６０２・・・正に荷電された二次粒子の軌道、６０４・・・負に荷電された二次粒子の軌道、７１２・・・第１検出器、７１４・・・第２検出器、７２２Ｍ・・・第１電極、７２２Ｐ・・・第２電極、７１２Ｅ、７１４Ｅ・・・出力部分、７１２Ｃ・・・接続手段、７４２、７４４・・・入力、７４０・・・評価ユニット、７５２・・・第１検出器アパーチャー、７５４・・・第２検出器アパーチャー、Ｅ・・・電界、Ｂ・・・磁界
【図１】
2010092859.tif 000003
【図２Ａ】
2010092859.tif 000004
【図２Ｂ】
2010092859.tif 000005
【図２Ｃ】
2010092859.tif 000006
【図３Ａ】
2010092859.tif 000007
【図３Ｂ】
2010092859.tif 000008
【図４】
2010092859.tif 000009
【図５】
2010092859.tif 000010
【図６Ａ】
2010092859.tif 000011
【図６Ｂ】
2010092859.tif 000012
【図７】
2010092859.tif 000013
【外国語明細書】
2010092859000001.pdf