(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、可変電圧が印加可能な少なくとも二つの制御電極を有することを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項２】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、一次ビーム軸（３）に対して垂直な面に延びることを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項３】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、少なくとも一つの格子電極によって形成されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項４】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、可変電圧が印加可能な、少なくとも一つのアパーチャ板電極によって形成されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項５】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、リング電極（７１．９）によって形成されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項６】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
変換手段（７０）が、一次ビーム軸（３）に対して垂直に配置された変換板によって形成され、一次粒子ビームのための少なくとも一つの開口部（７０ａ；７０．１ａ）を有し、電極手段（７１）が、一次ビーム軸（３）に対して垂直な面に延び、前記電極手段が、放出された粒子（６）の方向の少なくとも変換板の一部を覆うことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項７】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、少なくとも一つの環状電極から形成されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項８】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、数個の角度セグメント電極によって形成されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項９】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
電極手段（７１）が、試験片（５）及び変換手段（７０）の間の距離の１０％よりも小さい、変換手段（７０）からの距離に配置されたことを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項１０】
一次ビーム軸（３）に沿って一次粒子ビーム（２）を供給する源（１）と、
粒子（６）を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片（５）に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズ（４）と、
画像生成のための検出システム（７）とを有し、
前記検出システムは、放出された粒子（６）を二次粒子（８）へ変換するための変換領域を有する変換手段（７０）と、変換された二次粒子に作用するための電極手段（７１）と、変換された二次粒子（８）を検出するための少なくとも一つの検出器（７２）とを備え、
前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される粒子ビーム装置であって、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器（７２）に到達することから防ぐように、変換された二次粒子（８）を制御するために変換手段（７０）及び電極手段（７１）が適用され、
変換手段（７０）が、粗い表面を有することを特徴とする粒子ビーム装置。
【請求項１１】
変換手段（７０）に可変電圧が印加されたことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１２】
試験片（５）から放出された粒子（６）が、放出された二次電子であることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１３】
対物レンズ（４）及び試験片（５）の間に一次粒子ビーム（２）のための減速領域があることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１４】
変換手段（７０）が、一次粒子ビーム（２）のための少なくとも一つの開口部（７０ａ）を有する変換板によって形成されたことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１５】
変換手段（７０）が、一次粒子ビームのためのシステムアパーチャとして用いられる少なくとも一つの開口部（７０ａ、７０．１ａ）を有する変換板によって形成されたことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１６】
変換手段（７０）が、一次粒子ビームのためのシステムアパーチャとして用いられる中央穴（７０ａ）を有する変換板によって形成されたことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１７】
変換手段（７０）を加熱するための加熱装置（１０）によって特徴づけられた請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１８】
変換手段（７０）の表面が、２０より大きい原子番号を有する材料によって作られたことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【請求項１９】
後方散乱画像を造るために試験片（５）から放出された二次電子を抑えるために、適切な電圧（Ｕｋ）が印加可能な、試験片（５）及び対物レンズ（４）との間に配置された制御電極（４ａ）があることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次ビーム軸に沿って一次粒子ビームを与える源、
試験片に一次粒子ビームの焦点を合わせる対物レンズ、及び画像生成のための検出システムを有する粒子ビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路が０．１μｍより小さく製造されるにつれて、電子ビーム画像は、プロセスの開発及び品質保証のための技術的選択肢として確立された。しかしながら、ある試験片については、特に、例えば直径わずか０．１μｍ及び深さ１μｍを有する接触穴などの高いアスペクト比を有する特徴を含む試験片は、製造の間に検査することが非常に困難である。このような接触穴は、１０：１のアスペクト比を有する。したがって、高いアスペクト比の特徴の下部の画像を生成するために、このような特徴の内部から信号を得ることは大変困難である。
【０００３】
最新技術では、静電減速界レンズ又は組み合わされた複数の電磁レンズを有する高分解能対物レンズが利用される。このようなレンズは、レンズの正面で高いビームエネルギーを使用し、対物レンズ内で低い最終エネルギーへと一次ビームを減速する。一次ビームの減速は、試験片から放出された粒子を抽出及び加速するためにも使用される。放出された粒子は、試射のため及び試験片から放出された二次電子を用いて試験片表面の画像を形成するためにレンズの内部又はレンズの正面の検出手段へと移動させられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような配置の欠点は、一次粒子ビームが貫通するために必要な検出器内の穴にある。シンチレーション検出器は絶縁物から形成されているので、この穴は帯電を避けるために、ある特定の寸法を有さなければならない。開始角度が約９０°の二次電子は、検出器の穴の領域に丁度当たり、消滅する。高いアスペクト比を有する特徴のために、関連する情報を運ぶ信号電子は、まさしくこれらのような二次電子である。その結果、これらの高いアスペクト特徴の内部は、小さい信号振幅でしか像を造ることができない。これは低いＳＮ比ということを意味し、情報が限定されるという結果をもたらす。
【０００５】
この欠点を解決するために、一次ビーム及び二次電子ビームを分離するためにビーム分離器を利用することが提案されている。これは、穴を有さない検出器の利用を可能にする。しかしながら、ビーム分離器は、追加された構成要素であり、これは一次粒子ビームを異常に導き、結果的にシステムの解像度に悪影響を与える。
【０００６】
対物レンズの正面に減速領域を設けることも提案されている。この領域において二次電子は、あまりにも遅いので二次電子は容易に集まる。これも「軸上の」二次電子を検出することを可能にする。しかしながら、この方法は、一次ビームのエネルギー幅を増加し、解像度に悪影響を与える可能性がある、ビーム進路上に追加的な交差を発生させる追加のレンズを必要とする。
【０００７】
米国特許番号５，６４４，１３２は、試験片の地形的及び物質的特徴の無帯電で高解像度の画像生成及び測定のための粒子ビーム装置を開示した。粒子源は、一次ビーム軸に沿って一次ビームを供給する。前記一次ビームは、試験片から電子を放出させるために試験片に衝突する。前記電子は、二次電子及び後方散乱した電子を含む。対物レンズは、前記一次ビーム軸に関する前記電子の放射状の散乱を与えるために前記電子に焦点を合わせる。前期電子の放射状の散乱は、後方散乱した電子の内部環及び二次電子の外部環を含む。更に、装置は、後方散乱した電子の前記内部環を検出するための後方散乱電子検出器及び二次電子の前記外部環を検出するための二次電子検出器を備える。後方散乱電子検出器は、電子乗算器である。
【０００８】
検出器の穴の悪影響を少なくするために、後方散乱電子を衝突することによって二次電子の発生を促進する材料からフランジ終端を形成するによって軸に近い後方散乱した電子の検出を高めることが好ましい。米国特許出願５，４６６，９４０で説明されているように、これらの二次電子を付加的に検出することができる。
【０００９】
この既知の検出システムもまた、後方散乱電子検出器が、電子乗算器の活性領域に衝突する、これら後方散乱電子のみを検出するばかりでなく、乗算器の不活性領域に衝突する、これら後方散乱電子、及びフランジ終端に衝突して二次粒子へと変換された、これら後方散乱電子をも検出することを保証するための一般的な環状の電極を含む。
【００１０】
米国特許番号Ａ−５，４６６，９４０は、更に電子検出器が光学柱内に配置された構成を開示する。この装置の対物レンズは、試験片から放出された二次電子を電子検出器に向けて加速する電磁レンズを備える。
【００１１】
米国特許番号Ａ−４，３０８，４５７は、更に電子顕微鏡中の試験片から放出された後方散乱電子を検出するための装置であって、試験片から放出された後方散乱電子を二次電子に変換する変換器を備えた装置を開示する。
【００１２】
本発明は、単純な配置によって高められたコントラスト情報を有する請求項１の前文による粒子ビーム装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴によって解決される。
【００１４】
本発明の他の実施形態は、従属項の議題である。
【００１５】
発明によれば、粒子ビーム装置は、一次ビーム軸に沿って一次粒子ビームを供給する源と、粒子を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片に合わせ、試験片から粒子（６）を放出させるように、一次粒子ビームが試験片（５）に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム（２）を減速するための対物レンズと、画像生成のための検出システムとを有し、前記検出システムは、放出された加速された粒子を二次粒子へ変換するための変換領域を有する変換手段と、変換された二次粒子に作用するための電極手段と、変換された二次粒子を検出するための少なくとも一つの検出器とを備え、前記放出された粒子が検出システム（７）に到達する前に対物レンズによって加速される。
【００１６】
変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器に到達することから防ぐように、変換された二次粒子を制御するために変換手段及び電極手段が適用される。
【００１７】
変換手段が、一次粒子ビームのための少なくとも一つの開口部を有する変換板によって形成されることが好ましい。変換板は、通常導電材料で作られ、一次粒子ビームのために必要とされる開口部は、非常に小さく、典型的に５００μｍよりも小さい。したがって、この領域の試験片から放出された粒子の損失は、著しく減少した。
【００１８】
コントラスト情報を改善するために、放出された粒子が変換手段に衝突した場所を区別すること、言い換えると、変換領域の特定の部分又は複数の部分において変換された、これらの粒子の信号を評価することが必要である。変換領域の興味深い点は、変換手段の内部又は外部環状領域にある。変換領域の異なる箇所が環状セグメントの形状を有してもよい。
【００１９】
従来技術においては、異なる検出器を用いることによってこれらの情報が得られた。本発明によれば、この情報は、変換手段及び電極手段の間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子が検出器に到達することから防ぐように、変換された二次粒子を制御するために変換手段及び電極手段が適用されることによって得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１による粒子ビーム装置は、一次ビーム軸３に沿って一次粒子ビーム２を供給するための源１と、粒子６を試験片から放出させるために一次粒子ビームの焦点を試験片５に合わせる対物レンズ４と、前記放出された粒子６を検出する検出システム７とを備える。
【００２１】
検出システム７は、放出された粒子を二次粒子８に変換するための変換領域を有する変換手段７０と、変換された二次粒子８に作用するための電極手段７１と、変換された二次粒子８を検出するための少なくとも一つの検出器７２とを備える。
【００２２】
変換手段７０及び電極手段７１は、変換手段及び電極手段との間の適切な電圧が、変換領域の特定の部分又は複数の部分から放出された変換された二次粒子８が検出器７２に到達することを防ぐように、変換された二次粒子８を制御するために適用される。検出システム７の異なった実施形態を、図２から６を参照して下記に説明する。
【００２３】
粒子ビーム装置は、更に中間の加速度を有する陽極９を備える。レンズ、スティグメータ、真空室等のような粒子ビーム装置の他の全ての部分は、説明を単純にするために示さない。
【００２４】
粒子を試験片から放出させるように、一次粒子ビームが試験片５に衝突する前に、第１の高いエネルギーから第２の最終エネルギーへと一次粒子ビーム２を減速するために対物レンズ４は、液浸レンズによって形成されることが好ましい。前記放出された粒子６は、検出システムに到達する前に液浸レンズによって加速される。液浸レンズは、図１に開示した静電又は複数の静電磁レンズの組み合わせのいずれかである。
【００２５】
しかしながら、対物レンズ４及び試験片５の間に一次粒子ビームのための減速領域を設けることも可能である。
【００２６】
源１は、小さい仮想の源の寸法を有する電界放出銃又は熱電界放出銃であることが好ましい。変換手段７０は、一次粒子ビームのための少なくとも一つの開口部を有する変換板によって形成される。開放部は、一次粒子ビームのためのシステムアパーチャとして用いられることが好ましい。これは、変換手段７０の開口が、最大検出効率を保証する最小可能な寸法を有することを確実にする。変換手段７０は、図１から６に開示されたような中央穴７０ａを有するアパーチャ板によって実現されてもよい。しかし、光学軸３から離れた少なくとも一つの開口部によって実現されてもよい。
【００２７】
一次粒子ビーム性能及び変換機の二次粒子生産高の両方に悪影響を与える一次粒子ビーム及び／又は放出された粒子６による汚染を避けるために、変換手段７０及び／又は別のビームアパーチャが加熱される。図１は、レーザービームを用いた変換手段７０のための二つの加熱装置１０を示す。しかしながら、温度を上昇するために他のどの構成を使用してもよい。
【００２８】
放出された粒子６は、液浸レンズによって数ＫｅＶ（典型的に５Ｋｅｖ及び１５ＫｅＶ）のエネルギーに加速される。変換手段７０の表面は、このエネルギーの範囲内で大きな二次粒子生産高を有する材料で作られなければならない。このエネルギーの範囲内におけるビームエネルギー分布内に対するその二次粒子生産高において、その第２の交差点を有する材料であることが好ましい。適した材料は、２０より大きい原子番号を有する金、モリブデン、及びプラチナのような金属である。
【００２９】
二次粒子生産高を増加するためには、変換手段が粗い表面を有することが好ましい。
【００３０】
図２は、放出された粒子の方向における検出システムの概略図を示す。変換手段は、一次粒子ビームのための中央穴７０ａを有する変換板によって形成される。電極手段は、可変電圧Ｕ１が印加されることが可能な環状電極７１．１によって形成される。変換手段７０に可変電圧Ｕ０が供給されてもよい。電極７１．１は、放出された粒子が貫通して変換手段７０に到達することを許す格子電極によって形成される。変換手段７０の変換領域は、電極７１．１によって覆われた第１の環状部及び電極７１．１によって覆われていないアパーチャ７０ａの周囲の円の第２の部分を備える。
【００３１】
変換手段７０及び電極７１．１の間に適切な電圧を印加することによって、（電極７１．１によって覆われた）変換領域の外部環状部から放出された、これら変換された二次粒子が、検出器７２に到達することを防止することが可能となる。これら変換された二次粒子を抑えるために、電圧Ｕ０が零である間、電極７１．１に負の電圧Ｕ１を印加してもよい。電圧Ｕ１が正である場合、全ての変換された二次粒子が正の格子電極によって集められる。この格子電極７１．１を貫通した後、二次粒子８は、（例えば、シンチレータ／光学増倍器の構成などの）従来の二次電子検出器であってもよい検出器７２によって検出される。格子電極に正の又は負の電圧を印加することによって、格子電極７１．１によって覆われた変換手段７０のこの特別な部分への寄与が制御できる。格子電極７１．１への零の電圧又は正の電圧は、変換手段７０から出発した全ての二次粒子が検出器に到達して信号に寄与することを保証する。負の電圧（典型的に−２Ｖから−５０Ｖ）は、変換された二次電子を抑え、結果的に制御電極手段によって覆われた変換器の複数の部分が、検出される信号に寄与することができなくなる。
【００３２】
正常な表面の結像が実施された場合、電極７１．１は、零又はわずかに正である。これは、全ての変換された二次粒子を検出手段７２によって検出することができることを意味する。接触穴の内部を結像しなければならない場合、負の電圧Ｕ１が電極７１．１に印加される。したがって、電極７１．１によって覆われていない変換器の内部において変換された二次粒子のみが検出される信号に寄与する。
【００３３】
図３による第２の実施形態は、可変電圧Ｕ２及びＵ３が印加可能な２つの電極７１．２及び７１．３を有する電極手段を示す。内部電極７１．３は、円形の形状を有し、電極７１．２は、環状の形状を有する。両方の電極は、一次ビーム軸に対して垂直な面に同心円に配置される。
【００３４】
図３による実施形態の利点は、電極７１．３によって覆われた内部円形部において放出された、これら変換された二次粒子が検出器に到達することを防止することが可能なことである。したがって、変換領域の外部環状部において放出された、これら変換された二次粒子のみが検出器７２に到達する。もちろん内部円形部において放出された二次粒子を検出するために、変換手段の外部環状部の、これら変換された二次粒子を抑えることも可能である。
【００３５】
図４は、可変電圧Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６、Ｕ７を印加することが可能な、角度で区分された４つの電極７１．４、７１．５、７１．６、及び７１．７を有する実施形態を開示する。全ての角度セグメントは、穴７０ａの周囲の円形部を除いた変換手段７０の変換領域の全体を覆う。このような配置によって、１つ又は１つ以上のセグメントの情報に加えて、内部の円の変換された粒子から情報を得ることが可能となる。
【００３６】
結像／測定の作業に応じて、例えば１つより多い環状の電極、又はほぼ４つの環状セグメント電極、又は双方の配置の組み合わせなどの他の電極の配置が可能である。
【００３７】
図５ａ−５ｃは、電極手段がリング電極７１．９によって実現される検出システムの他の実施形態を示す。このリング電極に可変電圧Ｕ０１、Ｕ０２、Ｕ０３、・・・・を印加することができる。電圧Ｕ０１＝０である場合、全ての変換された二次粒子８が検出器７２に到達する。負の電圧Ｕ０２を印加することによって、変換手段７０の外部リングにおいて変換された、これら二次粒子８が検出器に到達することを防ぐことができる。更に高い負の電圧Ｕ０３（図５ｃ）を印加することによって、光学軸３の周囲の内部円において放出された以外の全ての変換された二次粒子を抑えることができる。したがって、電圧を変化させることで変換手段の変換領域をなめらかに変えることができる。
【００３８】
図２及び５による実施形態は、２つの検出器７２を開示する。一方、図３による実施形態は、１つの検出器のみを備える。図４において各角度セグメント電極は、それぞれ対応する検出器７２を有する。しかしながら、他のどのような適切な数の検出器を、開示された実施形態と組み合わせてもよい。
【００３９】
図６による変換手段７０．１及び制御電極７１．８は、信号検出効率を改善するため、及び一次粒子ビームを検出器の電圧の影響から保護するように形作られている。変換器及び／又は制御電極は、球状、円錐、又は他の形状を有してもよい。
【００４０】
電極手段７１は、試験片及び変換手段７０の距離の１０％よりも小さい、変換手段７０からの距離に配置されることが好ましい。
【００４１】
対物レンズ４は、一次粒子ビーム２の方向に対して対物レンズの終端に配置された制御電極４ａを備えてもよい（図１参照）。適切な負の電圧Ｕｋを印加することによって、試験片５から放出された二次電子を抑えることができる。したがって、後方散乱電子画像を造るのは、変換手段７０に到達する後方散乱電子のみである。
【００４２】
０Ｖ又は正の電圧を制御電極４ａに印加することによって、後方散乱電子ばかりでなく試験片５から放出された二次電子も変換手段７０に到達する。しかしながら、二次電子の占める割合が非常に高いので、試験片５から放出された二次電子に基づいて画像を受け取ることが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
粒子ビーム装置は、検出システム内において複雑な光学構成要素を避けた単純な構成を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、粒子ビーム装置の好ましい実施形態の概略図である。
【図２】は、検出システムの第１の実施形態の概略の底面図を示す。
【図３】は、検出システムの第２の実施形態の概略の底面図を示す。
【図４】は、検出システムの第３の実施形態の概略の底面図を示す。
【図５】は、検出システムの第４の実施形態の概略の側面図を示す。
【図６】は、検出システムの第５の実施形態の概略の側面図を示す。
【符号の説明】
１・・・源、２・・・一次粒子、３・・・一次ビーム軸、４・・・対物レンズ、５・・・試験片、６・・・粒子、７・・・検出システム、８・・・二次粒子、９・・・陽極９、１０・・・加熱装置、７０・・・変換手段、７０ａ・・・開口部、７１・・・電極手段、７１．１、７１．２、７１．３、７１．４、７１．５、７１．６、７１．７、７１．８・・・電極、７２・・・検出器、Ｕ０、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６、Ｕ７・・・可変電圧
【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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