(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路に目標構造体（５）を設けた、粒子線装置の検知系であって、
前記目標構造体（５）は、光軸（２５）から遠い領域で、前記粒子線装置に取り付けられ、かつ前記粒子線装置の光軸（２５）近傍に電子を強く変換する材料からなる中心領域を有し、
前記光軸（２５）から遠い領域は、半リング（２８）として構成され、
前記中心領域は、前記光軸（２５）近傍を通り、前記半リング（２８）の両端部を相互に結合するウェブ（２９）として構成されており、
前記電子を強く変換する材料からなる前記中心領域から放射された変換電子を検出する検出系（１４，１５，１６）を備えることを特徴とする検知系。
【請求項２】
光路に目標構造体（５）を設けた、粒子線装置の検知系において、
目標構造体（５）は、光軸（２５）から遠い領域で、前記粒子線装置に取り付けられ、かつ前記粒子線装置の光軸（２５）近傍に電子を強く変換する材料からなる中心領域を有し、
前記目標構造体（５）が、平坦な絞りとして構成されており、前記光軸（２５）から遠い領域が、電子を弱く変換する材料からなり、
前記電子を強く変換する材料からなる前記中心領域から放射された変換電子を検出する検出系（１４，１５，１６）を備えることを特徴とする検知系。
【請求項３】
光路に目標構造体（５）を設けた、粒子線装置の検知系において、
目標構造体（５）は、光軸（２５）から遠い領域で、前記粒子線装置に取り付けられ、かつ前記粒子線装置の光軸（２５）近傍に電気を強く変換する材料からなる中心領域を有し、
前記光軸（２５）から遠い領域が、前記中心領域に対して前記光軸（２５）の方向へ離隔されており、
前記電気を強く変換する材料からなる前記中心領域から放射された変換電子を検出する検出系（１４，１５，１６）が設けてあることを特徴とする検知系。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検知系を備えた粒子線装置。
【請求項５】
検知系（５，６，７，８）には、試料（１２）から出る粒子線の方向へ、偏向静電界（Ｅ）および偏向磁界（Ｂ１，Ｂ２）からなる偏向系が前置してあり、この場合、偏向静電界（Ｅ）および偏向磁界（Ｂ１，Ｂ２）が、相互に直角に配向されていることを特徴とする請求項４に記載の粒子線装置。
【請求項６】
偏向静電界（Ｅ）および偏向磁界（Ｂ１，Ｂ２）が、前記粒子線装置の光軸（２５）の方向へ相互にずらして配置されていることを特徴とする請求項４に記載の粒子線装置。
【請求項７】
２つの偏向磁界（Ｂ１，Ｂ２）および１つの偏向静電界（Ｅ）が設けてあることを特徴とする請求項６に記載の粒子線装置。
【請求項８】
前記中心領域から放射された変換電子を検出する検出系（１４，１５，１６）が、目標構造体（５）に対して正電位にあることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の粒子線装置。
【請求項９】
検出系（１４，１５，１６）が、電極、好ましくは、格子電極（１４）または穴形絞りを有することを特徴とする請求項８に記載粒子線装置。
【請求項１０】
検出系（１４，１５，１６）が、粒子線案内管（４）外に、粒子線案内管（４）の壁部の穴（２６）の後ろに設けてあることを特徴とする請求項８または９に記載の粒子線装置。
【請求項１１】
偏向静電界（Ｅ）および１つのまたは２つの偏向磁界（Ｂ１，Ｂ２）を相互に無関係に調節できることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１項に記載の粒子線装置。
【請求項１２】
目標構造体（５）が、粒子線案内管（４）の電位にあることを特徴とする請求項４〜１１のいずれか１項に記載の粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子線装置の検知系およびこの種の検知系を備えた粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒子線装置（例えば、ラスタ電子顕微鏡）の場合、一般に、像形成のため、フォーカシングされた１次粒子線ビームの照射によって対象から放射された粒子線を検知するという課題がある。対象から放射された粒子線は、２つのグループ、即ち、対象における散乱によって逆散乱された粒子または粒子線と、１次粒子線による対象の励起によって放射された２次粒子線とに分割される。この場合、対象で逆散乱された粒子線は、ほぼ、対象における１次粒子線のエネルギを有し、他方、２次粒子線（例えば、２次電子）は、明らかに１次粒子線のエネルギ以下でありそのエネルギに関して数ｅＶの領域の広いエネルギスペクトルを有する。
【０００３】
光路に軸線外に目標構造体を設けたラスタ電子顕微鏡は、ヨーロッパ特許公開第０６６１７２７号から公知である。光路には、更に、それぞれ光軸に直角に作用する偏向磁界および偏向静電界が、相互に直角に設けてあり、ウィーン・フィルタの意味において、１次電子線に対する偏向磁界および偏向静電界の作用がまさに消失するよう、相互に励起される。１次電子線に対してまさに逆方向へ伝播する逆散乱電子と２次電子は、偏向磁界および偏向静電界の組合せによって、電子顕微鏡の光軸から離れるよう偏向され、目標構造体にぶつかる。目標構造体にぶつかった粒子は、同じく、第３粒子、即ち、変換電子を形成する。この変換電子は、以降でシンチレーション検知器によって検出される。
【０００４】
この検知系において逆散乱電子を検出するため、２次電子の伝播方向へ見て、重畳する偏向磁界および偏向静電界の前に、２次電子が変換電極に達するのを阻止するための光軸に直角な他の偏向静電界を設けることができる。しかしながら、１次ビームの本質的影響なく、光軸に直角なこのような静電界を印加できるのは、２次電子が上記偏向界の領域においても１次ビームのエネルギに比して極く小さいエネルギを有する場合に限られる。試料から放射された粒子を静電レンズによって電子顕微鏡のビーム案内管に逆加速する。これは、例えば、米国特許公開第４８３１２６６号、米国特許公開第４９２６０５４号およびドイツ特許公開第１９８２８４７６．４に記載の系の事例である。２次電子も、ビーム案内管におけるこの加速にもとづき、上記箇所の１次電子とほぼ同一のエネルギを有するラスタ電子顕微鏡の場合、１次粒子線の本質的影響なく２次電子をこのように抑制することは不可能である。
【０００５】
米国特許第５９００６２９号、米国特許第５８７２３５８号および既述のドイツ特許公開第１９８２８４７６号には、２次電子および逆散乱電子を間接的に検出する変換絞りを有するラスタ電子顕微鏡が記載されている。しかしながら、上記公報には、２次電子および逆散乱電子の別個の検出は記載されていない。
【０００６】
ヨーロッパ特許公開第０９１７１７８号には、ラスタ電子顕微鏡の他の検知系が記載してある。この検知系は、シンチレーション層を備えた絞りを有する。逆散乱電子または２次電子がシンチレーション層を照射することによって放射されるフォトンは、検知器によって検知される。この系によっても、２次電子にもとづく信号および逆散乱電子にもとづく信号の分離は不可能である。
【０００７】
ヨーロッパ特許公開第１０９１７１７７号には、２次電子と１次粒子とを空間的に分離するため偏向磁界、偏向静電界および第２偏向磁界を有するラスタ電子顕微鏡が記載されている。この場合も、２次電子によって形成された信号と逆散乱電子によって形成された信号との分離は不可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、対象から放射された２次粒子または対象で逆散乱された粒子を選択的に検知できる、特に粒子線装置のための、検知系を提案することにある。この場合、１次粒子、２次粒子および逆散乱粒子のエネルギの差が極く僅かであっても、検知系を使用できなければならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明にもとづき、請求項１の特徴を有する、すなわち目標構造体が軸線から遠い領域で取り付けられ、かつその目標構造体が粒子線装置の光軸に隣接した軸線近傍に電子を強く変換する材料からなる中心領域を有することを特徴とする検知系によって解決される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項の特徴によって得られる。
【００１０】
請求項１の検知系は、軸線から遠い領域で取り付けられ、粒子線装置の光軸に隣接した軸線近傍の中心領域を電子を強く変換する材料から構成した目標構造体を有する。
【００１１】
軸線から遠い領域は、軸線近傍の領域に比して対象からより大きく離隔できる。別の方策として、軸線から離れた領域を半リングとして構成し、軸線近傍の領域を半リングの端部を結合するウェブとして構成できる。更に、軸線から離れた領域は、電子を単に弱く変換する材料から構成できる。
【００１２】
本発明に係る検知系は、相互に直角で且つ粒子線装置の光軸に直角な偏向静電界および偏向磁界からなる偏向系と組合せて使用するのが好ましい。この場合、１次ビームに対する双方の偏向界の作用は消失されるが、同時に、試料から放射された粒子または試料で逆散乱された粒子が粒子線装置の光軸から引き離されて目標構造体に偏向されるよう、相互に直角な双方の偏向界を調節できる。強さの異なる偏向界によって、電子を強く変換する目標構造体領域に２次粒子のみがぶつかるように条件を調節できる。偏向界の励起が比較的弱いこの場合、対象で逆反射された電子は、光軸の領域においてエネルギが僅かに高いので、目標構造体を通過する。この場合、双方の偏向界を増大すれば、対象で逆反射された粒子も、目標構造体の軸線近傍の領域へ偏向され、この領域にぶつかる。しかしながら、このように偏向界を強く励起すれば、２次粒子は、偏向界によって既に強く偏向され、従って、電子を単に弱く変換する材料からなる軸線から遠い領域において目標構造体にぶつかるか、軸線近傍の領域に対して後方にある領域において、従って、第４粒子線を発生しない領域または粒子トラップの意味において目標構造体から放射された粒子の検出に役立つ検出系に対して第４粒子線を離隔する領域において目標構造体にぶつかる。
【００１３】
本発明のすべての実施態様において、２次粒子と逆散乱粒子との分離は、粒子線装置の光軸に直角な方向へ目標構造体の検知領域を空間的に厳密に限定することによって行う。この場合、２次粒子のみがまたは対象で逆散乱された粒子のみが目標構造体の変換領域にぶつかるよう、目標構造体の軸線近傍の中心領域の寸法および光軸から目標構造体までの距離を選択する。このため、目標構造体の軸線近傍の領域は、偏向静電界の方向に平行なウェブ辺が細いウェブ形状に構成するか、細いリングまたは細いリングの部分として構成する。この場合、ウェブ幅またはリング幅は、所望のエネルギ分解能に対応して選択する。
【００１４】
本発明の有利な実施態様の場合、偏向静電界および偏向磁界は、粒子線装置の光軸の方向へ相互にずらして配置してある。
【００１５】
他の有利な実施態様の場合、２つの偏向磁界および１つの偏向静電界が設けてある。合計３つの偏向界のこのような組合せによって、偏向系は、同時に、対物レンズの光軸に１次粒子線を調整するのに役立つ。
【００１６】
粒子線装置の光軸に関する１次電子線の調整に必要な自由度が保証されるよう、静電界および磁界を相互に無関係に調節できれば好ましい。
【００１７】
目標構造体から放射された粒子の検出のため、もちろん、検出系を設ける必要がある。この検出系は、目標構造体に対して正電位にあり、かくして、目標構造体から放射された粒子が検出系の方向へ加速されれば好ましい。
【００１８】
検出系には、電極（例えば、格子電極または穴形絞り）を前置するのが好ましい。この場合、目標構造体に対して正電位にある上記電極は、二重機能を果たし、即ち、一方では、目標構造体から放射された粒子の吸引に役立ち、同時に、偏向静電界の形成に役立つ。
【００１９】
別の方策として、穴形絞りも、目標構造体および穴形絞りに対して正電位にある検知器を後置した目標構造体の電位に置くことが可能である。この場合、検知器と穴形絞りとの間に形成された静電界は、穴形絞りを通過し、この通過によって、同時に目標構造体から放射された粒子の吸引に役立つ偏向静電界が形成される。
【００２０】
１次ビームに比して低エネルギの変換電子が、目標構造体から出るので、まさに弱い吸引静電界によって、既に、変換電子の有効な吸引が保証される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図示の実施形態を参照して本発明を詳細を説明する。
【００２２】
図１に示したラスタ電子顕微鏡は、基本的に、ドイツ特許公開第１１９８４７６号のラスタ電子顕微鏡に対応する構造を有する。粒子線形成器は、陰極１と、抽出電極２と、陽極３とからなる。粒子線装置をラスタ電子顕微鏡として構成した場合、陰極１は、熱的電磁界放射器であれば好ましい。陰極１から出る粒子は、陰極１と陽極３との間の電位差（図示してない）によって、陽極電位へ加速される。
【００２３】
陽極３は、同時に、ビーム案内管４の発生源側の端部を形成する。この導電性の材料で形成されたビーム案内管４は、環状磁気コイル１０を含み対物レンズとして作用する磁気レンズの極片９のボアを介して案内され、対象側の端部において環状電極として構成されている。ビーム案内管の後段には、ビーム案内管の管状電極とともに静電遅延装置を形成する単一電極１３が設けてある。管状電極は、ビーム案内管全体とともに、陽極電位に置かれ、他方、単一電極１３および試料１２は、陽極電位に比して低電位に置かれる。従って、粒子は、ビーム案内管から出た後、所望の低電位に制動される。
【００２４】
極片の間隙の高さの対物レンズの極片９のボアには、更に、対物レンズ９によって試料１２にフォーカシングされた１次電子線を試料１２の走査のために破線で示した光軸２５に直角に偏向するための偏向系１１が設けてある。
【００２５】
図１とは異なり、ビーム案内管４は、極片９の間隙の高さで終わらせることもでき、制動電極１３はほぼ極片の間隙の高さに設置することもできる。この場合、所望の衝突エネルギへの１次粒子の制動は、対物レンズ内で既に行われているので、対物レンズの磁界および遅延静電界は、空間的に重畳される。
【００２６】
陽極３と対物レンズ９との間には、ビーム案内管内に、直列に順次に設置された２つの双極子磁界Ｂ１，Ｂ２および他の横方向電界Ｅからなる多重偏向系が設けてある。双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２および横方向双極子電界Ｅの界方向は、すべて、光軸２５に直角に向けられており、この場合、双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の界方向は、同じく、双極子静電界Ｅの界方向に直角である。図１に示した実施形態の場合、更に、双方の双極子磁界は相互に逆向きの平行である。３つのすべての双極子界Ｂ１，Ｂ２，Ｅの強さは、相互に無関係に調節できる。この場合、静電双極子は、磁気双極子の発生源側に設けてある。
【００２７】
陽極３と双極子静電界Ｅとの間には、更に、本発明に係る検知器５が設けてある。この検知系は、本質的に、光軸の片側に設置された断面が本質的にＺ字形の目標構造体を有する。目標構造体５は、光軸２５から半径方向へ離れた領域７を有し、目標構造体は、この領域において、ビーム案内管４内に受容される。中間領域８では、目標構造体は、円錐片として構成され、従って、目標構造体は、この中間領域８において、光軸を含む平面内に延びるか、光軸に平行にまたは光軸に対して傾斜して延び、この場合、傾きは、目標構造体から光軸２５までの距離が１次電子線の伝播方向へ減少するよう選択されている。目標構造体は、中間領域８の端部において、光軸２５に対して１次電子の通過のための間隔２２を有する。更に、目標構造体５は、電子変換材料、即ち、粒子で照射された場合に比較的高い効率で変換電子を放射する材料からなる光軸２５に隣接する領域６を有する。この電子変換領域の材料としては、原子番号の大きい金属（例えば、金、銅および白金）が対象となる。この場合、光軸の近傍のこの領域の表面は、光軸２５に直角である。目標構造体は、ビーム案内管の電位にある。目標構造体から放射された変換電子は、適切な検出系によって検出できる。この場合、図１に示した実施形態の場合、検出系として、シンチレータ１６を前置した光電子増倍管１５を使用する。検出系は、ビーム案内管に対して正電位にある。
【００２８】
目標構造体５の電子変換領域６の光軸２５に向く端部と光軸との間の距離は、約０，２−３ｍｍである。検出系１４，１５，１６自体は、ビーム案内管４外に、ビーム案内管４の壁部の穴２６の後ろに設けてある。
【００２９】
この場合、穴２６の位置は、穴２６が、２次電子および逆散乱電子の伝播方向へ見て、電子変換領域６の平面の直前にあり、即ち、穴２６の発生源側縁部が電子変換領域の平面と一致するするよう、穴２６の位置を選択する。この場合、穴の径または穴の辺長は２−８ｍｍである。
【００３０】
更に、検出系は、格子電極または有孔電極として構成されビーム案内管４に対して正電位にある電極１４を有する。この場合、この電極１４は、一方では、目標構造体５の電子変換領域６から放射された変換電子の吸引静電界を形成し、同時に、この電極１４は、ビーム案内管４とともに双極子静電界Ｅを形成する。この場合、格子電極１４は、ビーム案内管４および目標構造体５に対して＋１０Ｖ〜＋１０００Ｖの領域にあり、シンチレータ１６は、光電子増倍管１５とともに、格子電極１４に対して＋８ｋＶ〜１２ｋＶの領域にある。この場合、格子電極１４とビーム案内管４との間に形成された双極子界は、ビーム案内管４の穴２６を通過し、かくして、双極子静電界Ｅは、ビーム案内管４内に強く局在化され、電子変換領域６以外に形成される変換電子は、検出系１５，１６の方向へは吸引されない。
【００３１】
本装置の場合、双極子静電界Ｅおよび他の双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の連続アレイは、二重機能を果たす。上記双極子界は、一方では、試料１２から放射された２次電子および逆散乱電子と１次電子線とを分離するのに役立ち、同時に、上記双極子界は、対物レンズ９，１０の光軸によって定められる光軸２５に対して１次電子線を調整するのに役立つ。このため、双極子静電界Ｅ内に生ずる１次電子線１７（図１に実線で示してある）は、まず、双極子静電界Ｅによって偏向され、第１双極子磁界Ｂ１によって対物レンズ９，１０で定められる光軸２５の方へ逆向きに偏向され、第２双極子磁界Ｂ２によって方向変更され、かくして、１次電子線は、第２双極子磁界Ｂ２から出た後、対物レンズ９の光軸２５に沿って延びる。
【００３２】
試料１２の１次粒子の照射によって生ずる２次電子および試料１２で逆散乱された１次電子（逆散乱電子）は、ビーム案内管４と電極１３との間の電位差によってビーム案内管４に加速されて逆送される。生物学および半導体実験の多数の用途において、試料１２の領域の１次電子のエネルギは、本質的に、ビーム案内管４内の１次電子のエネルギよりも小さいので、２次電子および試料１２で逆散乱された電子は、ビーム案内管４内で、１次電子のエネルギにほぼ対応するエネルギを有する。この場合、逆散乱電子のエネルギは、同じく、２次電子のエネルギよりも僅かに高い。陰極１と陽極３との間の電位差が１５ｋＶであり且つ陰極１と制動電極１３との間の電位差が１ｋＶである場合、ビーム案内管４内の１次電子は、１６ｋｅＶのエネルギを有し、ビーム案内管４の出口と制動電極１３との間で１ｋｅＶに制動される。この場合、１次電子は、１ｋｅＶで試料１２にぶつかる。試料１２で逆散乱された電子は、僅かなエネルギロスを受けるに過ぎず、従って、制動電極１３とビーム案内管４への再導入との間でほぼ１６ｋｅＶに加速される。他方、試料１２から出る２次電子は、数ｅＶの極めて低い運動エネルギを有するが、制動電極１３とビーム案内管４への再導入との間で約１５ｋｅＶのエネルギに加速される。
【００３３】
図１に、ビーム案内管４内の２次電子の以降の推移を軌道推移１８として破線で示した。２次電子は、１次電子１７とは反対の運動方向にもとづき、双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２において、１次電子線１７の偏向とは逆方向へ偏向される。しかしながら、双極子電界Ｅの力方向は、運動方向とは無関係であり、２次電子および逆散乱電子は、１次ビームとは逆方向へ傾斜して双極子静電界に入るので、２次電子および逆散乱電子は、双極子静電界Ｅによって１次電子の軌道推移から分離される。上記の逆行電子は、双極子静電界Ｅによって、目標構造体５の電子変換領域６へ偏向され、変換電子を形成する。上記変換電子は、格子電極１４およびかくして形成された電位によって検出系１５，１６に吸引される。上記変換電子は、図１に符号１９を付した点線で示してある。
【００３４】
図２を参照して、図１の装置における逆散乱電子および２次電子の相互分離を説明する。この場合、図２に、逆散乱電子を破線２０で示し、２次電子を破線２１で示した。２次電子は、運動エネルギが小さいので、双極子磁界Ｂ１，Ｂ２内で、逆散乱電子２０よりも強く偏向される。他方、逆散乱電子および２次電子に対する双極子静電界の作用は同一である。従って、双方の双極子磁界の励起に応じて、逆散乱電子２０の偏向および２次電子２１の偏向は異なる。双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の励起が比較的強い場合、逆散乱電子は、目標構造体５の電子変換領域６にぶつかる。他方、２次電子は、そのより強い偏向にもとづき、電子変換領域６を通過し、目標構造体５の周縁領域７にぶつかる。この周縁領域７は、電子を変換しないか、僅かな領域に変換電子が現れる限り、上記領域に吸引静電界が存在しないことによって電子は検出系に達しないので、双極子磁界Ｂ１，Ｂ２をこのように調節した場合、逆散乱電子によって誘起された変換電子のみが検出される。
【００３５】
双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の励起がより弱く、その結果、２次電子および逆散乱電子の変換がより弱い場合、２次電子２１は、目標構造体５の電子変換領域６にぶつかる。しかしながら、逆散乱電子は、偏向が弱いことにもとづき、目標構造体の軸線に最も近い領域２２を通過するので、この場合、２次電子によって誘起された変換電子のみが検出される。
【００３６】
図３に示した実施形態は、図１に示した実施形態に対して図示の領域においてのみ異なり、他の領域は、図１の実施形態に対応する。この実施形態の場合、一方では、３つの双極子界の順序が異なり、図３の実施形態の場合、双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の間に双極子静電界Ｅが形成されている。この場合、目標構造体の位置に関する双極子静電界Ｅの空間的位置は、図１の実施形態の位置に対応する。かくして、１次電子線の伝播方向へ見て最初の双極子磁界は、１次電子線の伝播方向へ見て目標構造体５の前にあるか目標構造体の高さに位置する。この実施形態の場合、同時に、双方の双極子磁界は、相互に平行をなす。この実施形態の場合、２次電子と逆散乱電子との間の分離は、前述の実施形態と同様に完全に行われる。この実施形態の場合、もちろん、２次電子と逆散乱電子との間の分離は、図１，２の実施形態に比して明らかに強い。なぜならば、双極子磁界内のエネルギ依存の偏向が、双方の双極子磁界Ｂ１，Ｂ２の平行配列にもとづき、増強されるからである。
【００３７】
図３の実施形態の場合、図１の実施形態と更に異なる点として、格子電極１４が設けてない。従って、偏向静電界のための電極は、直接、シンチレーション電極１５，１６およびビーム案内管４の外壁によって形成され、上記電極の間に形成された電界は、同じく、ビーム案内管の穴２６を通過する。しかしながら、この更なる差異は、偏向界の順序の変更とは必ずしも関係しない。図３の実施形態に対応する偏向界の順序の場合に、シンチレーション電極１５，１６とビーム案内管の穴との間に格子電極を設けることも考えられ、あるいは、図１の実施形態に対応する偏向界の順序の場合に、格子電極１４を除くことも考えられる。更に、双方の実施形態において、ビーム案内管内に、光軸２５に関して正の吸引電極に対向する補助電極２７を設けることもできる。図３に、このような補助電極２７を破線で示した。
【００３８】
図１−３を参照して説明した実施形態の場合、目標構造体５は、それぞれ、Ｚ字形横断面を有するよう構成されている。かくして、光軸から離れた目標構造体の周縁領域には、光軸から離れた目標構造体５の周縁領域７に形成された変換電子が検出系に達するのを阻止する電子トラップが形成される。逆散乱電子によって形成された信号と２次電子によって形成された信号とを有効に分離できるよう、光軸から離れた領域と軸線近傍の電子変換領域６との間の光軸方向の距離は、軸線から離れた領域７に吸引静電界が全くまたは殆ど検出されないよう、大きく選択すべきであり、かくして、場合によっては上記領域に形成された変換電子は検出されない。しかしながら、ビーム案内管のジォメトリに応じて、このために必要な光軸方向距離は、ほぼ１ｍｍで十分である。
【００３９】
他方、図４に示した実施形態の場合、目標構造体は、絞り５として構成されている。この絞り５は、中心に絞り開口２２を有し、次いで、半径方向へ続いて、電子変換材料からなる電子変換領域２３を有する。絞り５の周縁領域２４は、電子を変換しない材料からなる。しかしながら、各材料は、高エネルギ電子の照射を受けた際、作用度が異なるとしても、基本的に変換電子を形成するので、このような平坦な絞りによっては、逆散乱電子によって形成された信号と２次電子によって形成された信号との不良な分離が可能であるに過ぎない。
【００４０】
図５に示した目標構造体の実施形態は、半リング２８として構成された支持部分を有し、目標構造体は、この部分においてビーム案内管５に受容される。支持部分２８の両端は、電子を強く変換する材料からなるウェブ２９によって相互に結合されている。この実施形態の場合、逆散乱電子または２次電子の一部のみによって、ウェブ２９にぶつかる変換電子が形成、検知される。
【００４１】
軸線近傍の電子変換領域６，２９の幅および光軸２５からの距離は、もちろん、電子顕微鏡の残余の構造パラメータおよび所望のエネルギ分解能に依存して、２次電子のみがまたは逆散乱電子のみがまたはこれらの選択部分のみが電子変換領域６，２９にぶつかるよう設計すべきである。
【００４２】
本発明に係る検知系は、絞り（例えば、多段絞り）を必要とする電子顕微鏡の分野にも使用できる。この場合、目標構造体は、平坦な絞りまたは円錐形絞りとして構成でき、同時に、多段絞りの機能も果たす。
【００４３】
図１，３を参照して説明した実施形態の場合、変換電子の検出系として、シンチレーション層を前置した光電子増倍管からなるシンチレーション検知系を使用する。しかしながら、シンチレーション層を前置した光電子増倍管の代わりに、多面電極を使用することもできる。この場合、変換電子の検出は、場合によっては適切に増幅した電子流によって簡単に行うことができる。
【００４４】
図面を参照して説明した実施形態の場合、双極子静電界および双方の双極子磁界は、光軸に沿って相互にずらして配置されている。しかしながら、２次電子および逆散乱電子の相互の分離および光軸からの２次電子および逆散乱電子の偏向のためには、基本的に、唯一つの双極子静電界および唯一つの双極子磁界で十分である。これら双方の双極子界は、ウィーン・フィルタの意味において、相互に重畳させることもできる。この簡単化した実施形態の場合、もちろん、入射する１次電子線を対物レンズ９によって定められた光軸９に対して調整することはできない。
【００４５】
図１，３を参照して説明した実施形態の場合、検出系は、ビーム案内管５の穴の後ろに設けてある。別の方策として、ビーム案内管を上記領域において完全に中断でき、この場合、ビーム案内管は、光軸２５の方向へ相互に離隔された２つの部分管から構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検知系を備えたラスタ電子顕微鏡の断面図である。
【図２】図１の本発明に係る検知系を備えたラスタ電子顕微鏡の拡大部分断面図である。
【図３】本発明に係る検知系の他の実施形態を備えたラスタ電子顕微鏡の拡大部分断面図である。
【図４】強い変換材料および弱い変換材料からなる絞り状目標構造体の図面である。
【図５】ウェブ状電子変換領域を有する目標構造体の図面である。
【符号の説明】
５  目標構造体
６，２３，２９  ５の軸線近傍領域
７，２４，２８  ５の軸線から離れた領域
２５  装置の光軸
【図１】
0004749573.tif 000002
【図２】
0004749573.tif 000003
【図３】
0004749573.tif 000004
【図４】
0004749573.tif 000005
【図５】
0004749573.tif 000006