(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線（２）を発生するソース（１）と、
磁気レンズ（３２）及び上記荷電粒子線（２）に沿って少なくとも２つの電極（３３ａ、３３ｂ）を有する重畳された電界レンズからなり、光軸（３１）を有し、試験片（４）上に上記荷電粒子線（２）を集光させるための対物レンズ（３）と、
上記試験片（４）上に上記荷電粒子線を偏向させるための偏向装置（５）と、
上記試験片（４）にて放出された荷電粒子を検出するための検出器（６）と、
を有する荷電粒子線装置において、
上記偏向装置（５）及び上記電界レンズ（３３）の上記荷電粒子線（２）に沿ってより上記試験片（４）に近い電極（３３ｂ）と共働し、上記荷電粒子線（２）に沿ってより上記試験片（４）に近い上記電極（３３ｂ）にダイナミック電圧（ＵＤｙｎ）を供給するための制御装置（７）が設けられており、
上記制御装置（７）は、上記試験片にて非軸的に放出される２次粒子又は後方散乱粒子に対してそれを対物レンズの内側に曲げるべく、上記試験片における上記光軸から上記荷電粒子線までの距離が増加するにつれて、上記ダイナミック電圧を増加させることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
上記対物レンズは減速場レンズであることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
上記荷電粒子線（２）に沿ってより上記試験片（４）に近い電極（３３ｂ）は上記試験片（４）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
上記偏向装置は磁気走査装置によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項５】
上記偏向装置は静電走査装置によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項６】
上記偏向装置は磁気走査装置及び静電走査装置の組合せ装置によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項７】
上記偏向装置は１段又はそれ以上の多段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項８】
荷電粒子線（２）を発生させることと、
磁気レンズ及び上記荷電粒子線（２）に沿って少なくとも２つの電極を有する重畳された電界レンズからなり、光軸を有する対物レンズによって試験片上に上記荷電粒子線（２）を集光させることと、
上記荷電粒子線を上記試験片上に偏向させることと、
上記試験片にて放射される荷電粒子を検出することと、
を含む試験片の検査方法において、
上記電界レンズの上記荷電粒子線（２）に沿ってより上記試験片に近い第２の電極にダイナミック電圧（ＵＤｙｎ）を供給し、上記試験片にて非軸的に放出される２次粒子又は後方散乱粒子に対してそれを対物レンズの内側に曲げるべく、上記試験片における上記光軸から上記荷電粒子線までの距離が増加するにつれて、上記ダイナミック電圧を増加させることを特徴とする試験片の検査方法。
【請求項９】
上記ダイナミック電圧は上記光軸から上記荷電粒子線までの距離の２次関数的に増加することを特徴とする請求項８に記載の試験片の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の前提部に記載された荷電粒子線装置及び請求項９の前提部に記載された試験片の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知の荷電粒子線装置は、荷電粒子線を発生するソースと、磁気レンズ及び少なくとも２つの電極を有する重畳された電界レンズからなり、光軸を有し、試験片上に上記荷電粒子線を集光させるための対物レンズと、上記試験片上に上記荷電粒子線を偏向させるための偏向装置と、上記試験片にて放出された荷電粒子を検出するための検出器と、を有する。
【０００３】
磁気単極レンズと電界減速場レンズを組合わせて使用することによって、極めて低い軸上収差係数及びそれに対応した高い軸上解像率が得られる。しかしながら、これらのレンズは制限された画像場を有し、そこでは均一な画像輝度及び高い光学特性が達成されることができる。
【０００４】
２次電子顕微鏡では、１次電子線より放出される２次電子及び／又は後方散乱電子が検出され、そこでは、好ましくはインレンズ検出器及び／又はプレレンズ検出器が使用される。既知の装置は、ビーム偏向器を部分的に使用する非軸上検出器と、回転対称又はセグメントに分割された軸上検出器と、放出された粒子に影響を与えるための装置を有する検出器と、を有する。
【０００５】
しかしながら、これらの既知の装置の画像の質は、画像場の寸法が大きくなるにつれて悪くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、本発明の目的は、光軸より偏奇して試験片上に配置された画像領域にて放出される荷電粒子の検出効率を改善することができる請求項１の前提部に記載された荷電粒子線装置及び請求項９の前提部に記載された試験片の検査方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、特許請求の範囲の請求項１及び９の特徴部によって達成される。本発明によると、偏向装置及び電界レンズの１つの電極と共働し、この電極にダイナミック電圧を供給するための制御装置が設けられ、この電圧の値は試験片における光軸から荷電粒子線までの距離に依存する。
【０００８】
更に、本発明の特徴及び例は、特許請求の範囲の従属項の内容にあり、実施の形態及び図面を参照して以下に詳細に説明されよう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の荷電粒子線装置を示し、この荷電粒子線装置は、荷電粒子線２を発生するソース１と、磁気レンズ３２及び少なくとも２つの電極３３ａ、３３ｂを有する重畳された電界レンズ３３からなり光軸３１を有し試験片４上に荷電粒子線２を集光させるための対物レンズ３と、試験片４上に上記荷電粒子線を偏向させるための偏向装置５と、試験片にて放出された荷電粒子を検出するための検出器６と、を有する。
【００１０】
対物レンズ３は減速場レンズである。従って、電界レンズ３３の電極３３ａ、３３ｂには異なる電圧Ｕ1 、Ｕ2 が供給され、それによって荷電粒子線２は電界レンズ３３の電場にて第１のエネルギからそれより低い第２のエネルギに減速される。
【００１１】
更に、偏向装置５及び電界レンズ３３の電極３３ｂと共働し、電極３３ｂにダイナミック電圧ＵDyn を供給するための制御装置７が設けられている。ダイナミック電圧ＵDyn の値は、試験片における光軸３１から荷電粒子線までの距離Ｄに依存する。制御装置７はこの距離Ｄの情報を偏向装置５から受け取る。
【００１２】
それ故、制御された電極３３ｂには電圧Ｕ２及び付加電圧ＵDyn が供給される。
【００１３】
本発明の実験によると、光軸より偏奇して試験片上に配置された画像領域にて放出される荷電粒子の検出効率を著しく増加させることが可能であることが明らかとなった。画像場の中央、即ち、光軸では、電圧ＵDyn はゼロである。この電圧値は光軸からの距離Ｄが増加するにつれて増加する。付加電圧ＵDyn に対する良好な１次近似によると、その値は光軸からの距離Ｄに対して２次関数的に増加する。しかしながら、正確な電圧はレンズの設計及びレンズの形状の詳細に依存する。約５ｍｍの画像場の場合、電圧ＵDyn の典型的な値は数１０又は数１００ボルトに達するであろう。しかしながら、それより高い値も低い値も可能である。
【００１４】
付加電圧ＵDyn を電界レンズの１つの電極に印加することによって、１次ビームの位置に従って極めて迅速に動作することが可能となる。非軸上の画像領域のシェージングが減少するため、この付加電圧は試験片にて放出された２次粒子に対して正の影響を有する。
【００１５】
この付加電圧は１次粒子線の特性に対して負の影響は有することはない。非軸上の１次ビームの位置の画像解像度は、増加することはあっても減少することはない。
【００１６】
図１は従来のポールピース磁気レンズを示し、図２は単極磁気レンズ３２‘を示す。しかしながら、他の全ての特徴、特に偏向装置５及び電極３３ｂと共働する制御装置７は同様である。
【００１７】
電界レンズ３３が２つの電極３３ａ、３３ｂよりなる場合、付加電圧ＵDyn は、好ましくは、（粒子線２の方向に）より低い電極に供給される。
【００１８】
図３の例では、試験片４は電界レンズの一部であり、好ましくは付加電圧ＵDyn が印加される、制御された電極を確定している。
【００１９】
電界レンズ３３が３つの電極よりなる場合、付加電圧ＵDyn は、好ましくは、最も低い電極又は中央の電極に供給される。しかしながら、他の電極又はサンプルに、付加電圧ＵDyn が供給されることができる。
【００２０】
偏向装置は磁気走査装置又は静電気走査装置又は磁気及び静電気走査装置の組合せによって形成される。偏向装置は単一段、２段の偏向装置又はより高段の装置によって形成される。
【００２１】
図１の検出器６は好ましくはプレレンズ又はインレンズ検出器である。付加されるダイナミック電圧は、試験片にて非軸的に放出される２次粒子又は後方散乱粒子に対して、それをレンズの内側に曲げることによって影響を与える。逃避した２次粒子の束は対物レンズをより軸上に残し、吸収されたり減衰されることなく、インレンズ又はプレレンズ検出器に到達する。この効果は輝度のシェージングを著しく減少させる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると、光軸より偏奇した試験片上に配置された画像領域にて放出される荷電粒子の検出効率を改善することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による荷電粒子線装置の概略図である。
【図２】本発明による荷電粒子線装置の第２の例の概略図である。
【図３】本発明による荷電粒子線装置の第３の例の概略図である。
【符号の説明】
１…ソース、  ２…荷電粒子線、  ３…対物レンズ、  ４…試験片、  ５…偏向装置、  ６…検出器、  ７…制御装置、  ３１…光軸、  ３２…磁気レンズ、  ３３…電界レンズ、  ３３ａ，３３ｂ…電極
【図１】
0004156744.tif 000002
【図２】
0004156744.tif 000003
【図３】
0004156744.tif 000004