(57)【要約】      （修正有）【課題】微細集束された電子ビームを生成する電子鏡筒、位置感受性を有する検出器、並びに、試料の保持及び位置設定を行う試料ホルダを備える荷電粒子装置において、平坦な表面を有する試料に対し、解像度および菊池線のコントラストが良好なエネルギー後方散乱パターン（ＥＢＳＰ）画像を取得する方法を提供する。【解決手段】電子ビームに対して試料を位置設定する段階、試料上の衝突点に電子ビームを照射して後方散乱電子を検出器で検出する段階、ビームを定常状態に維持しながら検出器からの信号を取得する段階、を有し、検出器は、所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子を選択的に検出するように構成され、所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子の信号を用いて、ＥＢＳＰ像を生成する。【選択図】図２
2016045206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細集束された電子ビームを生成する電子鏡筒、ＥＢＳＰパターン及び／又はコッセル像を検出する位置感受性を有する検出器、並びに、試料の保持及び位置設定を行う試料ホルダを備える荷電粒子装置内において、平坦な表面を有する試料の電子後方散乱パターン（ＥＢＳＰ）像及び／又はコッセル像を取得する方法であって、
前記電子ビームに対して前記試料を位置設定する段階、
前記試料上の衝突点に前記電子ビームを案内することで、後方散乱電子を前記検出器に照射する段階、及び、
前記ビームを定常状態に維持しながら前記検出器からの信号を取得する段階、
を有し、
前記検出器は、所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子及び／又はＸ線を選択的に検出するように構成され、
前記所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子及び／又はＸ線の信号は、ＥＢＳＰ像又はコッセル像を生成するのに用いられ、かつ、
前記像の取得中、前記試料の平坦面に対する法線と前記電子ビームとのなす角は４５°未満である、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記検出器が画素化された検出器である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出器が、様々なエネルギーバンドの範囲内の電子及び／又はＸ線を検出するように構成される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記検出器が、前記後方散乱電子及び／又はＸ線が衝突する画素を有するセンサチップを供える検出器で、
前記センサチップは、各画素について、増幅器、比較器、及びカウンタを有するチップに結合される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記結合がフリップチップ結合である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電子ビームが、取得中、５ｋｅＶ以下のエネルギーを有する、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記電子ビームで前記試料を走査することによって前記試料を撮像する段階、及び、ＳＥ，ＢＳＥ，Ｘ線、又は可視光の光子からなる群からの信号を検出する段階をさらに有する、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記所定の閾値がプログラム可能な所定の閾値である、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
電子ビーム鏡筒とＥＢＳＰパターン及び／又はコッセルパターンを検出する画素化された検出器を備える荷電粒子装置であって、
前記検出器は、所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子及び／又はＸ線を選択的に検出するように構成され、
当該装置は、ビーム位置と前記検出器を制御するプログラム可能な制御装置を備え、かつ、
前記制御装置は、前記検出器からの信号を処理してＥＢＳＰ像及び／又はコッセル像を生成するようにさらに構成される、
ことを特徴とする、荷電粒子装置。
【請求項１０】
前記プログラム可能な制御装置が、前記ＥＢＳＰ像又はコッセル像を自動的に処理することで、結晶方位を決定し、かつ、前記試料の結晶の結晶方位を示す像を生成するように構成される、請求項９に記載の荷電粒子装置。
【請求項１１】
前記所定の閾値がプログラム可能な所定の閾値である、請求項９又は１０に記載の荷電粒子装置。
【請求項１２】
前記ＥＢＳＰパターン及び／又はコッセルパターンを検出する前に、前記試料を加工するイオンビーム鏡筒をさらに有する、請求項９乃至１１のうちいずれか一項に記載の荷電粒子装置。
【請求項１３】
前記試料の加工又はエッチングを改善する気体注入システムをさらに有する、請求項１２に記載の荷電粒子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細集束された電子ビームを生成する電子鏡筒、電子線後方散乱パターン（ＥＢＳＰ）を検出する位置感受性を有する検出器、並びに、前記試料の保持及び位置設定を行う試料ホルダを備える荷電粒子装置内において平坦な表面を有する試料のＥＢＳＰ画像を取得する方法であって、
−  前記電子ビームに対して前記試料を位置設定する段階、
−  前記試料上の衝突点に前記電子ビームを案内することで、後方散乱電子を前記検出器に照射する段階、
−  前記ビームを定常状態に維持しながら前記検出器からの信号を取得する段階、
を有する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この方法は、当業者に周知で、かつ、たとえば非特許文献１に記載されている。
【０００３】
電子ビームが試料に衝突する（「当たる」）とき、後方散乱電子（ＢＳＥ）が試料から放出される。
【０００４】
ＢＳＥは一般的に、５０ｅＶよりも大きなエネルギーを有して試料から放出される電子として定義されることに留意して欲しい。これは、似たようにして生成されるが５０ｅＶ未満のエネルギーを有する２次電子（ＳＥ）とは対照的である。
【０００５】
さらに電子線後方散乱パターン像はまた、電子線後方散乱回折像とも呼ばれることに留意して欲しい。
【０００６】
（多）結晶試料−たとえば金属−を用いるとき、ＢＳＥは、位置感受性を有する検出器−たとえばカメラに結合された蛍光スクリーン又はＣＣＤ若しくはＣＭＯＳチップのような画素化された検出器−上でのＢＳＥの衝突を検出することによって検出されて良い。ＢＳＥはすべての方向において同一の強度／確率で試料から放出されない。とりわけある方向では、強度は、結晶格子での選択的反射によって大きくなり、その結果所謂菊池線が検出器上に生成される。菊池線が生成される方向は、衝突ビームの方向、試料の単位胞（単純立方、体心立方、面心立方、六方晶等）の結晶軸と種類の関数である。菊地線の像は典型的には、研磨された（すなわち平坦な）試料を用いることによって生成される。その間ビームは試料上で定常状態に維持されている。検出器上に生成される菊池線から、照射された地点の結晶方位と単位胞の種類だけではなく、単位胞の形状を得ることができる。多くの地点で撮像を繰り返すことによって、試料中での（微）結晶の結晶方位と結晶の種類で構成されるマップを作成することができる。
【０００７】
菊池線によって生じる強度変化は、小さな変化で、かつ、電子ビームが傾斜した角度で（結晶）試料に衝突するときに最も顕著になる。つまり試料の（研磨された）平坦面の法線と衝突ビームとの間の角が好適には６０〜８０°である。これは、ビームに対して試料が６０〜８０°傾斜しているとも言う。
【０００８】
この傾斜した−ほとんど微小な−角度を支持する理由は、菊池線を記録するとき、この入射角で、かつ、入射ビームに対して少なくとも９０°の角度での反射の場合にのみ、許容可能な菊池線のコントラストが発生することが周知なためである。
【０００９】
衝突電子のエネルギーを増大させるときに、コントラストが改善されることも同じように周知であることに留意して欲しい。  
周知の方法を実行する装置の例は、Obducat  CamScan株式会社から市販されているCamScan  X500であり、下記のＵＲＬに説明がある。
http://www.lot−oriel.com/files/downloads/camscan/eu/Crystal_Probe_X500.pdf
この装置は、（ほとんど）溶融した試料を検査するために設計される。（ほとんど）溶融した試料は、液体又はある程度液体になったものの重力による移動（「滴下」）を回避するように水平に保たれなければならない。よって試料を傾斜させることができないので、装置は、試料表面が水平方向を向く間に上述の角度をなす電子ビームでの試料の検査を可能にする、垂直方向に対して７０°に傾斜する電子鏡筒を備える。
【００１０】
当業者に知られているように、垂直ではない電子鏡筒は、特別に設計された電子鏡筒であることを示唆している。この特別に設計された電子鏡筒は、振動等を起こしやすい。垂直方向での各加速が起こることで、鏡筒が曲がり、それゆえにスポットが変位し、かつ、鏡筒の光学部品さえも変位する恐れがある。結果として、位置合わせのずれ及びそれに伴う光学性能の劣化が起こる。
【００１１】
非特許文献２はＥＢＳＰの歴史と最近の利用法について説明している。
【００１２】
非特許文献２の第２章の１．２節「原理」（“Ｈｏｗ  ｄｏｅｓ  ｉｔ  ｗｏｒｋ？”）では、ＥＢＳＤが、平坦で十分に研磨された（又は堆積されたままの薄膜）試料を入射電子ビームに対して小さな角度−通常は２０°−で配置することによって機能すると説明している（非特許文献２の図２．７を参照のこと）。小さな角度は試料を傾斜させることによって実現されるので、これは通常、典型的には７０°の傾斜と呼ばれる。
【００１３】
当業者に知られているように、大きく傾斜した試料上で関心位置を発見することは困難である。なぜならこれは通常、試料を撮像し、その後所謂スポットモードを利用し、選択された位置でビームを定常状態に維持することによって行われるからである。しかし大きく傾斜した試料の撮像は大抵の場合、ある位置での焦点の損失を伴う。試料（の一部）の帯電が相対的に小さな場合でさえも、深刻なビームの変位が生じる。
【００１４】
大きな傾斜角−つまり４５°よりも大きな傾斜角−を用いることなく高品質のＥＢＳＰ撮像が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第8502155号明細書
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】“Scanning  Electron  Microscopy”,  L.  Reimer,  Springer  Verlag  (1985),  ISBN  3−540−13530−8,  more  specifically  chapter  8.3:  “Electron  Diffraction  Effects  Associated  with  Scattered  Electrons”（特に  chapter  8.3.2:  “Electron  Backscattered  Patterns  (EBSP)”）
【非特許文献２】Scanning  Microscopy  for  nanotechnology  −  techniques  and  applications”,  W.  Zhou  et  al.  (Eds),  (2007),  ISBN:  978−0−387−33325−0（特にChapter  2:  “Electron  Backscatter  Diffraction  (EBSD)  Technique  and  Materials  Characterization  Examples”）,  T.  Maitland  et  al.,  pages  41−75
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記問題への解決法を提供することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的のため、本発明による方法は、前記位置感受性を有する検出器は、所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子を選択的に検出するように構成され、かつ、前記所定の閾値を超えるエネルギーを有する電子の信号のみが、ＥＢＳＰ像を生成するのに用いられる、ことを特徴とする。
【００１９】
本願発明者等は驚くべきことに、低傾斜角配置で取得されるこのエネルギーがフィルタリングされた信号が、顕著に解像度が改善され、かつ、生成された菊池線のコントラストが良好になるＥＢＳＰ撮像を可能にすることを発見した。これは、前記試料の法線から大きな角度（つまりほとんど微小な角度）で前記試料に衝突するビームによってしか、良好な画像が得られないというこれまで長く存在してきた偏見とは対照的である。
【００２０】
原理的には、エネルギーがフィルタリングされた信号はＢＳＥをフィルタリングすることによって実現され得る。しかしＢＳＥのフィルタリングはまた、ＢＳＥが試料から放出される角度に影響を及ぼし、これが大きな歪みを導入してしまうため、位置感受性を有するＢＳＥ検出器には（ほとんど）用いられない。
【００２１】
「位置感受性を有する検出器」又は「位置依存性を有する検出器」という用語は本願では、複数の画素の信号を出力信号として有する検出器を表すのに用いられる。ここで前記複数の画素の各々は検出器上の領域を表す。係る画素化された検出器はたとえば、蛍光スクリーンを観察するかさもなければ（たとえば光ファイバを用いて）前記スクリーンと結合するカメラか、又は、たとえば電子を直接検出するＣＭＯＳ若しくはＣＣＤチップであることに留意して欲しい。
【００２２】
本願発明者等は、検出された電子のエネルギーの情報をも与える位置感受性を有する検出器（位置依存性を有する検出器）が要求される信号を与えることができることを理解していた。係る検出器はたとえば、Ｍｅｄｉｐｉｘ（登録商標）又はＴｉｍｅｐｉｘ（登録商標）型検出器（ＣＥＲＮが主導する組合によって開発された。http://medipix.web.cern.ch/medipix/参照）として知られ、かつ、特許文献１に記載されている。
【００２３】
好適には前記検出器は画素化された検出器である。
【００２４】
ある実施例では、前記画像の取得中、前記試料の平坦面に対する法線と前記電子ビームとのなす角は４５°未満である。
【００２５】
傾斜角が４５°未満である（つまり前記試料表面に対する法線と前記入射ビームとのなす角が４５°未満である）ことで、前記試料が前記電子ビームを生成する鏡筒に近いときでさえも、対物レンズにぶつかることなく傾斜させることが可能となる。当業者に知られているように、このようにワーキングディスタンスを小さくする結果、（電子ビームのスポットサイズが小さいことに起因して）高解像度の像が生成され、かつ、前記検出器／センサの所与の直径では、前記検出器／センサの許容角度が大きくなり、よって菊地パターンの大部分が視認可能となる。
【００２６】
他の実施例では、前記検出器は、様々なエネルギーバンドの電子を検出するように構成される。
【００２７】
たとえばＴｉｍｅｐｉｘ（登録商標）型検出器で可能な電子のエネルギーを検出する機能を有する検出器を用いることによって、前記検出器のエネルギー閾値を再プログラミングすることなく前記ビームエネルギーを変化させることが可能である。これは、より多くの電子（良好な信号対雑音比のため）又はより少ない電子（良好なエネルギー選択のため）を可能にする点で魅力的と考えられる。
【００２８】
さらに他の実施例では、前記検出器は、後方散乱電子を検出する画素を有して、各画素について、増幅器、エネルギーを識別するためのプログラム可能な比較器、及びカウンタを有するチップに結合されるセンサチップを供える検出器である。好適には前記結合はフリップチップバンプ結合である。
【００２９】
この実施例はたとえばＭｅｄｉｐｉｘ２又はＴｉｍｅｐｉｘ（登録商標）型検出器について記載している。
【００３０】
さらに他の実施例では、前記ビームは、前記ＥＢＳＰ像の取得中、５ｋｅＶ以下のエネルギーを有する。
【００３１】
この実施例では、低エネルギーを有する電子ビームが用いられる。前記ＥＢＳＰ像の相対強度又はコントラストが、ビームエネルギーの減少と共に減少することが知られているので、これは、従来技術では（ほとんど）使えない。
【００３２】
従来技術に係る検出器／機器を用いると、従来技術に係る検出器が一般的に蛍光スクリーンを用いるため、問題は悪化する。ＢＳＥ毎（イベント毎）に生成される光子数の変化が大きいので、前記蛍光スクリーンは、低エネルギーのＢＳＥでは非常にノイズの多い信号を与えてしまう。本願発明者等は、プログラム可能な閾値を有する検出器を用いることによって、良好なＥＢＳＰ像を得ることができることを発見した。
【００３３】
後段加速を有する検出器を用いることが知られているが、これは菊地パターンを歪めてしまうため、課題を伴う困難な方法であることに留意して欲しい。
【００３４】
低エネルギーＥＢＳＰの利点は、前記ビームの侵入が小さいこと、及びそのために前記表面の層の信号が大きくなることである。これにより、低エネルギーＥＢＳＰは、薄膜の分析に特に適したものとなる。低エネルギーＥＢＳＰの他の利点は、壊れやすい試料を検査するときのビーム損傷を起こしにくいことである。
【００３５】
さらに他の実施例では、当該方法は、前記試料を前記ビームで走査することによって前記試料を撮像する段階、及び、ＳＥ，ＢＳＥ，Ｘ線、又は可視光の光子からなる群からの信号を検出する段階をさらに有する。
【００３６】
前記試料の走査像を生成することによって、関心位置の場所を決定することが可能となり、かつ、（微）結晶のサイズと結晶粒界を決定することが可能となる。
【００３７】
本発明の態様では、電子ビーム鏡筒及びＥＢＳＰパターンを検出する画素化された検出器を有する荷電粒子装置であって、前記検出器は、所定の閾値を超えるエネルギーを有する得電子を選択的に検出するように構成され、かつ、当該装置は、ビーム位置と検出器を制御するプログラム可能な制御装置を有し、前記制御装置は、前記検出器から信号を処理してＥＢＳＰ像を生成するように構成されることを特徴とする。
【００３８】
本発明のこの態様は、本発明による方法を実行する装置について記載している。
【００３９】
当該荷電粒子装置の他の実施例では、前記プログラム可能な制御装置は、前記ＥＢＳＰ像を自動的に処理することで、結晶方位を決定し、かつ、前記試料の結晶の結晶方位を示す像を生成する。
【００４０】
この実施例では、当該装置は、ＥＢＳＰパターンを生成だけではなく、多数の位置でのＥＢＳＰパターンを生成し、かつ、これらの位置の各々について、対応する位置で得られたＥＢＳＰパターンから（単位胞の種類と）前記結晶方位を決定するように構成される。
【００４１】
前記試料の分析をさらに改善するため、Ｘ線の検出が様々な結晶の組成を決定するのに用いられて良く、かつ、結晶間の前記結晶粒界はたとえば前記試料の走査像を生成することによって決定され得ることに留意して欲しい。前記走査像上での強度変化は、結晶間での粒界を示した。
【００４２】
他の実施例では、前記所定の閾値はプログラム可能な所定の閾値である。
【００４３】
様々なエネルギー量を有する複数の画像を結合すること（つまり様々なエネルギーバンドの並列取得）によって、菊地パターンのコントラストに関する取得速度を最適化し、それにより、取得の再起動や（複数の）新たな閾値の設定を行うことなく、当該方法のスループットを改善することが可能となる。
【００４４】
さらに他の実施例では、当該荷電粒子装置は、前記ＥＢＳＰパターンを検出する前に、前記試料を加工するイオンビーム鏡筒をさらに有する。
【００４５】
微細集束されたイオンビームを生成するイオンビーム鏡筒及び微細集束された電子ビームを生成する電子ビーム鏡筒を有する荷電粒子装置は、当業者に知られており、かつ、たとえばＤｕａｌＢｅａｍ（登録商標）の名称でＦＥＩ社から市販されている。この実施例は、関心領域の表面層の除去による前記試料のその場加工又は酸化表面の除去を可能にした。前記試料が排気された環境中に存在する間に前記試料は撮像されるので、前記環境中での後続の酸化はわずかにしか起こらない。
【００４６】
他の実施例では、当該荷電粒子装置は、前記試料の加工又はエッチングを改善する気体注入システムをさらに有する。
【００４７】
当業者に知られているように、気体注入システムによる流体の注入は前記イオンビームのミリングを改善し得る。
【００４８】
ここで図を用いて本発明について説明する。図中、同一の参照番号は対応する特徴部を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来技術に係るＥＢＳＰ機器を概略的に示している。
【図２】本発明によるＥＢＳＰ機器を概略的に示している。
【図３ａ】エネルギーフィルタリングを行わずに取得された像を概略的に示している。
【図３ｂ】エネルギーフィルタリングを行って取得された像を概略的に示している。
【図４】４つの正方形検出器を用いた有利な配置を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は従来技術に係るＥＢＳＰ機器を概略的に示している。
【００５１】
図１は、試料チャンバ１２０上に設けられた電子ビーム鏡筒１１０を示している。電子ビーム鏡筒は、粒子光学軸１０４に沿って選択可能なエネルギー−たとえば５００ｅＶ〜３０ｋｅＶを有する電子ビームを生成する電子源１０２を有する。電子ビームは、試料１２６上に微細集束されたスポットを生成するように、レンズ１０６，１０８，１１８、偏向器１１２，１１４、及びビームを制限するアパーチャ１１６によって操作される。
【００５２】
試料チャンバは、試料を内部へ導入して試料マニピュレータ１２４上に設けるエアロック１２２を有する。試料マニピュレータは、微細集束された電子ビームを選択された傾斜角で関心領域へ照射するように試料を操作（回転、並進）させて良い。試料チャンバは１つ以上の検出器−たとえばＥｖｅｒｈａｒｔ−Ｔｈｏｒｎｌｅｙ型検出器１３０又はＥＢＳＰ検出器１２８−をさらに有する。さらに電子ビームと試料チャンバのいずれも、封止された容積を排気する高真空ポンプと接続される。
【００５３】
（磁気又は静電）レンズ並びに電子源の動作に必要な電圧及び／又は電流は、鏡筒制御装置１３４によって生成／制御される。他方信号制御装置／処理装置１３２は、偏向器の偏光信号を生成し、かつ、検出器の信号をサンプリングする。信号制御装置／処理装置は、情報−たとえば試料の像又は取得された菊地パターン−を表示する表示ユニット１３６にも接続される。信号制御装置／処理装置（又はそれと通信する他の制御装置）は、試料マニピュレータを動かすことによって試料の位置及び傾斜をも制御する。
【００５４】
ＥＢＳＰ検出器１２８は一般的に、蛍光スクリーン（燐光体スクリーン）及びＣＭＯＳ若しくはＣＣＤカメラチップを有する。蛍光層は、カメラチップと直接接触して良い。しかし検出器の他の実施例では、ファイバ光学板が２つの間に設けられる。さらに他の実施例では、蛍光スクリーンは、光学素子によってカメラチップ上で結像される。
【００５５】
ＥＢＳＰ像を得るため、研磨された試料１２６が、粒子光学装置の試料チャンバ１２０内に導入される。続いて試料は、関心領域を特定するための試料の「通常の」ＳＥＭ像を生成するように、位置設定される。一般的にこのことは、試料が鏡筒１１０に対向し、かつ、Ｅｖｅｒｈａｒｔ−Ｔｈｏｒｎｌｅｙ型検出器又は他の検出器（たとえば他の種類の２次電子検出器又は後方散乱電子検出器）の信号が用いられることを示唆している。１つ以上の関心領域を特定した後、試料は典型的には約７０°に傾斜される。それによりビームは、約２０°の小さな角度で試料に衝突する。ビームは複数の関心領域のうちの１つで定常状態のまま位置設定される。ＥＢＳＰ検出器の信号は、ＥＢＳＰ像を取得するのに用いられる。菊地パターンの他の部分を観測するため、試料の方位が変化するか、又は、検出器の位置が変化する。係る変化後、新たなＥＢＳＰ像が取得される。
【００５６】
像はモニタ１３６上に示されて良いし、又は、画像制御装置１３２（又はそれと接続するコンピュータ）上でソフトウエアを走らせることによって、関心領域の結晶方位が決定及び表示される。
【００５７】
結晶の方位の発見は一般的に、既知のＥＢＳＰパターン（又はそのシミュレーション）と観測されたＥＢＳＰパターンとを一致させることによって行われることに留意して欲しい。一般的にこれは、（ピーク検出による）ハフ変換された菊地パターンによって行われるのであって、菊地パターン自体の比較によっては行われない。
【００５８】
図２は本発明によるＥＢＳＰ機器を概略的に示している。
【００５９】
図２は、図１の派生型と考えることができる。しかしＥＢＳＰ検出器１２８は、他の位置に存在するＥＢＳＰ検出器１３８と交換される。またＥＢＳＰパターン取得中での試料１２６の方位は異なる。これは、後方散乱電子のエネルギー選択を利用することによって可能となる。従って本願発明者等は、この手法を位相エネルギー選択ＥＢＳＰすなわちＥＳ−ＥＢＳＰと名付けた。これにより、通常のＳＥＭ撮像とＥＢＳＰを（ほぼ）同一の試料の方位で行うことが可能となる。またこれにより、検出器１２８が、標準的なＢＳＥ検出器として用いられることも可能となる。
【００６０】
検出器１３８は、図１に図示されている検出器１２８とは別の種類であることに留意して欲しい。図２に図示されたＥＢＳＰ検出器１３８は、エネルギーを識別する検出器で、かつ、好適にはシンチレータ層を備えないが、衝突ＢＳＥが電子／正孔対の生成を引き起こすセンサを有する。イベント（入射電子）毎の電子／正孔対の数は、衝突電子のエネルギーの関数である。検出器は、この電子／正孔対の数を検出するように構成されている。よって入射電子のエネルギーを推定することができる。
【００６１】
試料は水平であって良いことに留意して欲しい。つまり表面は光軸に対して垂直である。
【００６２】
図３Ａと図３Ｂは、本発明による方法の試験結果を示している。
【００６３】
当該方法は、１つのエネルギー閾値のみ可能な既存のＭｅｄｉｐｉｘ２型検出器を用いて試験された。センサは、信号対雑音比を改善させるようにペルチェ冷却素子上に載置された。その温度は、Ｐｔ１００熱抵抗器を用いて測定／安定化された。
【００６４】
図３Ａと図３Ｂは、本発明による方法の試験結果を示している。
【００６５】
当該方法は、１つのエネルギー閾値のみ可能な既存のＭｅｄｉｐｉｘ２型検出器を用いて試験された。センサは、信号対雑音比を改善させるようにペルチェ冷却素子上に載置された。その温度は、Ｐｔ１００熱抵抗器を用いて測定／安定化された。
【００６６】
いずれの像も３０ｋｅＶのビームエネルギーを用いて撮られた。図３Ａは少なくとも３ｋｅＶのエネルギーを有するすべてのＢＳＥを用いた像を示している。他方図３Ｂは、少なくとも２５ｋｅＶのエネルギーを有するすべてのＢＳＥによって生成される像を示している。
【００６７】
２つの像を比較すると、図３Ｂがはるかに明確な菊池線を示すことが容易にわかる。
【００６８】
追加されたプラスチックシールド（電子を完全に止めるがＸ線を止めない）による試験は、パターンが電子回折パターンであって、所謂コッセルパターンではないことを確認したことに留意して欲しい。
【００６９】
図２及び図３Ａと図３Ｂの結果を得るのに用いられた機器では、わずかに軸から外れた１つの検出器しか信号を得るのに用いなかったことに留意して欲しい。当業者は、大きな検出器又は一つにされた複数の検出器が大きな立体角の取得を可能にすることを容易に理解する。
【００７０】
図４では、４つの正方形検出器を用いた有利な配置が図示されている。
【００７１】
電子ビームが通過可能な小さな穴が残るように４つの正方形（又は長方形）の検出器を配置することによって、大きな許容角を有する複合検出器が生成される。検出器４０１，４０２，４０３，及び４０４は、信号制御装置／処理装置と接続される。中心の小さな領域４０５は、電子ビームを通過させるために開いた状態に保たれる。
【００７２】
たとえ本願明細書において、本発明がＭｅｄｉｐｉｘ（登録商標）及びＴｉｍｅｐｉｘ（登録商標）型検出器を参照しながら説明されたとしても、これは本発明をこれらの検出器に限定するものとみなされてはならないことに留意して欲しい。十分な位置感受性と十分なエネルギー識別性の両方を有する任意の電子検出器が用いられて良い。
【符号の説明】
【００７３】
１０２  電子源
１０４  粒子光学軸
１０６  レンズ
１０８  レンズ
１１０  電子鏡筒
１１２  偏向器
１１４  偏向器
１１６  アパーチャ
１１８  レンズ
１２０  試料チャンバ
１２２  エアロック
１２４  試料ホルダ
１２６  試料
１２８  検出器
１３０  型検出器
１３２  信号制御装置／処理装置
１３４  鏡筒制御装置
１３６  表示ユニット
１３８  検出器
４０１  検出器
４０２  検出器
４０３  検出器
４０４  検出器
４０５  小さな領域
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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