DE69433937T2

DE69433937T2 - Rasterelektronenmikroskop

Info

Publication number: DE69433937T2
Application number: DE69433937T
Authority: DE
Inventors: Mitsugu Sato; Yoichi Ose; Satoru Fukuhara; Hideo Nitshitama-gun Todokoro; Makoto Mito-shi Ezumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2014-12-16
Also published as: KR950019807A; EP1244132B1; EP0661727A3; DE69433937D1; US5608218A; DE69432399T2; EP0661727B1; DE69432399D1; EP0661727A2; JP3291880B2; JPH07192679A; EP1244132A1; KR100382026B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlvorrichtung, und spezieller betrifft sie ein Rasterelektronenmikroskop, das dazu geeignet ist, ein Bild hoher Auflösung durch Erfassen rückgestreuter Elektronen, die durch eine Probe erzeugt wurden, zu erhalten.
Herkömmlicherweise ist in einem Rasterelektronenmikroskop ein Detektor (Halbleiter oder Szintillator), der kein Sekundärelektronendetektor ist, über einer Probe (auf der Seite einer Elektronenquelle) angeordnet, um rückgestreute Elektronen zu erfassen. Der herkömmliche Detektor ist jedoch dahingehend nachteilig, dass dann, wenn die Beschleunigungsspannung für Primärelektronen auf eine niedrige Beschleunigungsspannung von einigen Kilovolt oder weniger abgesenkt wird, keine ausreichende Empfindlichkeit erzielt werden kann, da die Energie rückgestreuter, durch die Probe erzeugter Elektronen mit der der Primärelektronen vergleichbar ist. Dies, da als Verfahren zum Erfassen rückgestreuter Elektronen mit niedriger Beschleunigung ein Verfahren verwendet wird, bei dem eine vorbestimmte Spannung an die Fläche zur Erfassung rückgestreuter Elektronen angelegt wird, um die rückgestreuten Elektronen zu beschleunigen und zu erfassen, wobei jedoch bei diesem Verfahren gleichzeitig auch Sekundärelektronen beschleunigt werden, und eine hoch effiziente, getrennte Erfassung rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen bei niedriger Beschleunigungsspannung ist im Prinzip Schwierigkeiten ausgesetzt. Ferner muss, wegen der Anordnung des Detektors für rückgestreute Elektronen auf der optischen Achse, derselbe eine Form aufweisen, die es ermöglicht, dass der Primärelektronenstrahl durch den Detektor hindurchläuft, und im Prinzip ist die Erfassung rückgestreuter Elektronen in einem Bereich, durch den der Primärelektronenstrahl läuft, unmöglich.
Ferner verfügt das herkömmliche Rasterelektronenmikroskop über keine Funktion zum genauen Trennen und Erfassen rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen, wie sie vom selben Probenobjekt erzeugt werden, und daher kann es kein Probenbild auf Grund eines Signals durch rückgestreute Elektronen oder eines Sekundärelektronensignals aufbauen und ein solches Probenbild als Ergebnis einer Synthese eines Signals von rückgestreuten Elektronen oder eines Sekundärelektronensignals anzeigen.
Ferner muss beim herkömmlichen Rasterelektronenmikroskop der Detektor für rückgestreute Elektronen zwischen die Objektivlinse und die Probe eingefügt werden, um dafür zu sorgen, dass der Abstand zwischen der Objektivlinse und der Probe erweitert ist, und demgemäß wird selbst dann, wenn ein Primärelektronenstrahl zur Bestrahlung auf die Probe fokussiert werden soll, der gebündelte Strahl um einen Umfang verbreitert, der dem Abstand zwischen der Objektivlinse und der Probe entspricht, und die Auflösung ist selbst dann beeinträchtigt, wenn ein Probenbild durch rückgestreute Elektronen aufgebaut wird, die durch die Probe erzeugt werden.
US-A-4658136 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen von Sekundärelektronen, einer Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Felds und eines Magnetfelds orthogonal zueinander und auf der Elektronenquellenseite einer Objektivlinse, so dass Elektronen im Primärstrahl, die zur Probe laufen, nicht durch diese Felder reflektiert werden sondern Sekundärelektronen, die von der Probe weg laufen, abgelenkt werden.
DE 29 21 151 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen rückgestreuter Elektronen mit einem Sekundärelektronenwandler und einem Detektor zum Wandeln und Erfassen rückgestreuter Elektronen zwischen der Probe, die bestrahlt wird, und der Objektivlinse.
US 4,769,543 offenbart eine Spektrometerlinse für eine Teilchenstrahlvorrichtung, die durch eine Magnetlinse kurzer Brennweite mit einem integrierten, elektrostatischen Verzögerungsfeldspektrometer sowie eine einstufige Ablenkeinheit, die innerhalb der Linse angeordnet ist, gebildet ist. Um eine Ablenkung von Sekundärteilchen zu vermeiden, die an einer Probe durch einen Primärteilchenstrahl ausgelöst werden, werden durch die Ablenkeinheit nahezu gleichmäßige elektrische und magnetische Ablenkfelder erzeugt, die so zueinander ausgerichtet sind, dass ihre Feldvektoren orthogonal zueinander und jeweils orthogonal zu einem Geschwindigkeitsvektor der von der Probe angezogenen Sekundärteilchen liegen.
EP-A-0561584 offenbart ein Rasterelektronenmikroskop mit einem Kanalzylinder zwischen einer Probe und einer Elektronenquelle. Der Kanalzylinder erzeugt ein elektrisches Verzögerungsfeld zum Verzögern eines von der Elektronenquelle emittierten Elektronenstrahls. Der Kanalzylinder verfügt über einen Abschnitt mit einer Elektronenquelleseite und einer Probenseite. Auf der Elektronenquelleseite des Kanalzylinderabschnitts ist ein Detektor vorhanden.
EP-A-0592899 offenbart ein Rasterelektronenmikroskop, bei dem Korrekturspulen in der optischen Achse vorhanden sind, um ein Magnetfeld zum Korrigieren der Bahn des durch das elektrische Ablenkfeld E abgelenkten Primärelektronenstrahls vorhanden sind.
Durch die Erfindung ist ein Rasterelektronenmikroskop zum Erzeugen eines Scan-Bildes einer Probe mit Folgendem geschaffen:
einer Elektronenquelle zum Emittieren eines Primärelektronenstrahls;
einer Objektivlinse zum Fokussieren des Primärelektronenstrahls auf der Probe;
einer Einrichtung zum Scannen des Primärelektronenstrahls über die Probe;
einem Detektor zum Erfassen von Elektronen;
einem Generator zum Erzeugen eines elektrischen Felds, um Elektronen von der Probe aus der Achse des Primärelektronenstrahls abzulenken; und
einem Generator zum Erzeugen eines Magnetfelds, um die Elektronen von der Probe in der gleichen Richtung wie bei der Ablenkung durch das elektrische Feld abzulenken,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rasterelektronenmikroskop ferner eine Sekundärelektronen-Konversionselektrode aufweist, die auf der Elektronenquellenseite relativ zu der Objektivlinse angeordnet ist und die auf der Trajektorie der durch das elektrische Feld und das Magnetfeld abgelenkten Elektronen angeordnet ist, um Sekundärelektronen auf Grund von Kollisionen der Elektronen an der Probe zu erzeugen;
und der Detektor die von der Sekundärelektronen-Konversionselektrode emittierten Elektronen durch Ablenkung erfasst.
So können Elektronen von einer Probe selbst dann genau erfasst werden, wenn ein Detektor zum Erfassen von Elektronen zwischen einer Objektivlinse und einer Elektronenquelle angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen der Probe und der Objektivlinse so klein wie möglich eingestellt werden kann.
Da elektrische und magnetische Felder zum Trennen der Trajektorien rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen, wie sie von einer Probe erzeugt werden, im optischen System zwischen der Elektronenquelle und der Probe aufgebaut werden können, folgen rückgestreute Elektronen und Sekun därelektronen, die von der Probe zur Elektronenquelle laufen, verschiedenen Trajektorien, und ein Detektor zum Erfassen nur rückgestreuter Elektronen kann an einer Position angeordnet werden, an der von Sekundärelektronen getrennte rückgestreute Elektronen eintreffen können.
Diese und andere Aufgaben und technische Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungform(en) der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich werden.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Rasterelektronenmikroskops.
2 ist ein Diagramm, das die planare Konstruktion eines Generators für orthogonale elektrische und magnetische Felder bei der Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines rückgestreuten Elektronens bei der Ausführungsform.
4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
5A ist ein Diagramm, das schematisch die Form eines zu messenden Objekts zeigt.
5B zeigt ein Bild, wie es erhalten wird, wenn das Objekt mit Sekundärelektronen abgerastert wird.
5C zeigt ein Bild, wie es erhalten wird, wenn das Objekt mit rückgestreuten Elektronen abgerastert wird.
6A ist ein Diagramm, das schematisch die Form eines anderen zu messenden Objekts zeigt.
6B zeigt ein Bild, wie es erhalten wird, wenn das Objekt mit Sekundärelektronen abgerastert wird.
6C zeigt ein Bild, wie es erhalten wird, wenn das Objekt mit rückgestreuten Elektronen abgerastert wird.
7 ist ein Flussdiagramm für Signalverarbeitungsvorgänge zur Analyse von Signalen bei einer Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 ist ein Diagramm, das ein Rasterelektronenmikroskop zeigt.
Ein Primärelektronenstrahl 104, der von einer Kathode 101 durch eine Spannung V1 emittiert wird, die zwischen die Kathode 101 und eine erste Anode 102 gelegt wird, wird durch eine an eine zweite Anode 103 angelegte Spannung Vacc beschleunigt, um zu einem optischen System einer folgenden Stufe zu laufen. Der Primärelektronenstrahl 104 wird durch eine Kondensorlinse 105, die durch eine Kondensorlinse-Steuerschaltung 170 gesteuert wird, und eine Objektivlinse 106, die durch eine Objektivlinse-Steuerschaltung 174 gesteuert wird, auf einen feinen Fleck auf einer Probe 107 fokussiert und durch zwei Stufen einer Ablenkspule 108 zweidimensional auf der Probe durchgerastert. Ein Scansignal für die Ablenkspule 108 wird durch eine CPU 150 über eine Ablenksteuerschaltung 176 in Übereinstimmung mit einer durch eine Eingabeeinheit 154 spezifizierten Beobachtungsvergrößerung gesteuert.
Strukturmäßig sind entlang der optischen Achse folgende Teile angeordnet: eine poröse oder durchbrochene Elektrode 112, durch die Sekundärelektronen 109 laufen können, eine Gegenelektrode 111 und Spulen 213 und 214 zur Magnetfelderzeugung, wie es in der 2 dargestellt ist, mit einer Ausgestaltung zum Erzeugen eines Magnetfelds B, das im Wesentlichen orthogonal zu einem durch die Elektroden erzeugten elektrischen Feld E verläuft, damit eine Trajektorie der Sekundärelektronen 109 von derjenigen rückgestreuter Elektronen 110 getrennt wird, und ein Sekundärelektronendetektor 120 ist an einer Position angeordnet, die der Trajektorie der Sekundärelektronen 109 zugewandt ist, die abgetrennt wurden und durch die durchbrochene Elektrode 112 liefen, und ein Detektor 121 für rückgestreute Elektronen ist an einer Position angeordnet, die der Trajektorie der rückgestreuten Elektronen zugewandt ist, die von den Sekundärelektronen getrennt wurden, so dass beide Typen von Elektronen getrennt erfasst werden können.
Bei dieser Konstruktion erfährt der Primärelektronenstrahl 104 eine Kraft zu seiner Ablenkung in derselben Richtung wie das durch die durchbrochene Elektrode 112 und die Gegenelektrode 111 erzeugte elektrische Feld E. Andererseits wird, da das Magnetfeld B orthogonal zum elektrischen Feld E durch die gekreuzten Magnetfeld-Erzeugungsspulen 213 und 214 erzeugt wird, der Primärelektronenstrahl 104 durch eine Lorentz-Kraft beeinflusst, so dass er eine Kraft in einer Richtung orthogonal sowohl zum Magnetfeld B als auch zur optischen Achse (Laufrichtung des Primärelektronenstrahls) erfährt, d. h. in einer geraden Linie mit derselben Ausrichtung wie der des elektrischen Felds E. Demgemäß kann durch Auswählen der Polarität und der Stärke des Magnetfelds auf geeignete Weise eine Krümung der Trajektorie des Primärelektronenstrahls auf Grund des elektrischen Felds E durch das Magnetfeld B vollständig aufgehoben werden. Ferner tritt, da das elektrische Feld E und das Magnetfeld B nahe der optischen Achse im Wesentlichen gleichförmig verlaufen, Astigmatismus oder dergleichen auf Grund einer ungleichmäßigen Verteilung des elektrischen und des Magnetfelds nicht auf, und der Primärelektronenstrahl gelangt schließlich in die Objektivlinse 106, ohne irgendeine Einwirkung zu erfahren.
Sekundärelektronen 109 und rückgestreute Elektronen 110 werden von einem Primärelektronenstrahl-Einstrahlpunkt auf der Probe 107 entladen. Die Sekundärelektronen 109 laufen nach oben, während sie unter dem Einfluss des Magnetfelds der Objektivlinse 106 eine Schraubenbewegung ausführen, und sie werden durch die Einwirkung des durch die durchbrochene Elektrode 112 und die Gegenelektrode 111 erzeugten elektrischen Felds E und des durch die gekreuzten Magnetfeld-Erzeugungsspulen 213 und 214 erzeugte Magnetfeld B stark abgelenkt, so dass sie durch die durchbrochene Elektrode 112 laufen und durch den Sekundärelektronendetektor 120 aufgefangen werden. Die rückgestreuten Elektronen 110 mit höhererer Energie werden andererseits nicht so abgelenkt, dass sie durch die durchbrochene Elektrode laufen würden, und zwar selbst bei Einwirkung des elektrischen und des Magnetfelds, die orthogonal zueinander stehen, und sie laufen weiter nach oben, wobei ihre Trajektorie leicht gekrümmt ist. Jedoch ist der Detektor 121 an einer Position angeordnet, die der Trajektorie der rückgestreuten Elektronen zugewandt ist, und demgemäß werden diese durch den Detektor 121 für rückgestreute Elektronen aufgefangen.
Ein Signal vom Detektor 121 für rückgestreute Elektronen wird in einen variablen Verstärker 160 eingegeben, ein Signal vom Sekundärelektronendetektor 120 wird in einen variablen Verstärker 162 eingegeben, und die jeweiligen Signale werden mit einer gewünschten Verstärkung einschließlich null verstärkt und danach durch A/D-Wandler 178 und 180 in digitale Signale gewandelt, die ihrerseits in einen Datenbus 158 eingegeben werden. Diese Signale werden dann Signalverarbeitungsvorgängen durch die CPU 150 unterzogen, und Datensignale vor oder nach den Signalverarbeitungsvorgängen werden in eine Speichereinrichtung 152 wie einen Arbeitsspeicher eingespeichert. Die CPU 150 verwendet die Signale von rückgestreuten Elektronen oder Sekundärelektronen, wie sie in der Speichereinrichtung 152 gespeichert sind, oder die verarbeiteten Signale, um ein Bild rückgestreuter Elektronen oder ein Sekundärelektronenbild der Probe oder ein vergrößertes Probenbild auf Grund eines verarbeiteten Signals auf einer Anzeigeeinheit 125 wie einer CRT über eine Schnittstelle 156 anzuzeigen. Selbst ohne die eingefügte Speichereinrichtung kann die CPU ebenfalls über die Funktion verfügen, ein Probenbild in Echtzeitweise während des Abscannens der Probe 107 anzuzeigen.
Während bei der obigen Ausführungsform die Beschleunigungsspannung, die Stärke des einfangenden elektrischen Felds und die Stromstärke als fixiert beschrieben wurden, kann die CPU 150 auf eine Spezifizierung von der Eingabeeinheit 154 reagieren, so dass sie über die Funktion verfügt, den Wert der Beschleunigungsspannung Vacc, die Stärke einfangender elektrischer Felder der Detektoren für rückgestreute und für Sekundärelektronen sowie die Stromstärken für die Kondensor- und die Objektivlinse variabel zu machen.
Die 2 und 3 zeigen detaillierter eine Ausführungsform des elektrischen und des Magnetfelds im Rasterelektronenmikroskop.
Wenn die Potenzialdifferenz ±Ve (V) zwischen die durchbrochene Elektrode 112 und die Gegenelektrode 111 gelegt wird, um ein elektrisches Feld E zu erzeugen, wird ein Primärelektronenstrahl 104 mit der Beschleunigungsspannung Vacc um einen Winkel Θe = ke·Ve/√Vacc proportional zur Ve/Vacc abgelenkt, wobei Ke eine Konstante ist, die durch die Form und die Anordnung der durchbrochenen Elektrode 112 und der Gegenelektrode 111 bestimmt ist.
Andererseits wird, wenn ein Erregerstrom Ib (A) durch die gekreuzten Magnetfeld-Erzeugungsspulen 213 und 214 geschickt wird, ein Magnetfeld B orthogonal zum elektrischen Feld E erzeugt, und der Primärelektronenstrahl 104 wird um einen Winkel Θb kb·Ib/√Vacc proportional zu Ib/√Vacc in einer Richtung entgegengesetzt zur Ablenkung durch das elektrische Feld abgelenkt, wobei Kb eine Konstante ist, die durch die Form und die Anordnung der gekreuzten Magnetfeld-Erzeugungsspulen 213 und 214 bestimmt ist. Wenn das elektrische Feld E und das Magnetfeld B, die zueinander orthogonal sind, gleichzeitig existieren, ist die Trajektorie des Primärelektronenstrahls durch die sich ergebende Kraft auf Grund des elektrischen Felds E und des Magnetfelds B gegeben, und daher läuft, wenn Θe = Θb gewählt wird, der Primärelektronenstrahl geradeaus, ohne dass er eine Ablenkeinwirkung erfährt.
Andererseits laufen die von der Probe 107 erzeugten Sekundärelektronen 109 und die rückgestreuten Elektronen 110 in einer Richtung entgegengesetzt zur Laufrichtung der Primärelektronen 104, und demgemäß werden sie durch das elektrische und das Magnetfeld mit derselben Orientierung abgelenkt, d. h. zur durchbrochenen Elektrode hin. Demgemäß werden, wenn Θe und Θb konstant gehalten werden, die rückgestreuten Elektronen mit im Wesentlichen derselben Energie wie der der Primärelektronen immer mit einem konstanten Winkel zur durchbrochenen Elektrode hin abgelenkt.
Gleichzeitig ist, da die von der Probe erzeugten rückgestreuten Elektronen im Wesentlichen dieselbe Energie wie die Primärelektronen aufweisen, ein in der 3 dargestellter Winkel Θ_BSE, um den die rückgestreuten Elektronen durch das elektrische und das Magnetfeld, die zueinander orthogonal verlaufen, abgelenkt werden, durch Θ_BSE = Θe + Θb.
Demgemäß kann das Ziel dadurch erreicht werden, dass die an die Elektroden angelegte Spannung Ve und der durch die Spulen geschickte Erregerstrom Ib(–A) so eingestellt werden, dass sowohl die Bedingung dafür, dass die Primärelektronen nicht abgelenkt werden, d. h. Θe = Θbals auch die Bedingung, dass der Ablenkwinkel Θ_BSE der rückgestreuten Elektronen konstant ist, d. h. ΘBSE = Θe + Θb = konstanterfüllt sind. Aus dem Vorstehenden kann die Beziehung zwischen der Spannung Ve und dem Strom Ib wie folgt bestimmt werden: Ve = K·Vacc Ib = K·(Ke/Kb)·√Vacc wobei K eine Konstante zum Bestimmen des Ablenkwinkels Θ_BSE rückgestreuter Elektronen ist.
Die Sekundärelektronen verfügen über eine sehr niedrige Energie, und demgemäß werden sie durch das elektrische und das Magnetfeld, die orthogonal zueinander verlaufen, stark abgelenkt, um durch die durchbrochene Elektrode 112 zu laufen. Demgemäß können, durch Anordnen der Elektronendetektoren an der Position, die der Trajektorie der rückgestreuten Elektronen zugewandt ist, bzw. der Position, die der durchbrochenen Elektrode zugewandt ist, die rückgestreuten Elektronen und die Sekundärelektronen getrennt erfasst werden.
Die 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei die getrennte Erfassung von Sekundärelektronen und rückgestreuten Elektronen dargestellt ist.
Bei der in der 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Sekundärelektronen-Wandlerelektrode 440 zum Wandeln rückgestreuter Elektronen in Sekundärelektronen auf der Trajektorie der rückgestreuten Elektronen getrennt von Sekundärelektronen angeordnet, und wenn an diese Elektrode die Massespannung oder eine negative Spannung angelegt wird, treffen die rückgestreuten Elektronen auf die Elektrode, um von der Elektrodenoberfläche Sekundärelektronen niedriger Energie zu erzeugen. Die Stärke des elektrischen und des Magnetfelds, die orthogonal zueinander verlaufen, wird so eingestellt, dass auf den Primärelektronenstrahl 104 keine Ablenkwirkung ausgeübt wird, jedoch Sekundärelektronen 450 mit niedrigerer Energie als der der Primärelektronen durch das elektrische Feld stärker als durch das Magnetfeld auf einem Bogen geführt werden. Im Ergebnis werden die Sekundärelektronen stark zur durchbrochenen Elektrode 112 hin abgelenkt, um durch diese zu laufen und vom Detektor erfasst zu werden, der an einer der durchbrochenen Elektrode zugewandten Position angeordnet ist. Wenn unter der durchbrochenen Elektrode 112 eine axialsymmetrische Elektrode 441 angeordnet ist und an diese eine geeignete negative Spannung angelegt wird, wird durch die axialsymmetrische Elektrode verhindert, dass von der Probe erzeugte Sekundärelektronen dorthin laufen, um zur Probe zurückzuprallen, und nur die rückgestreuten Elektronen mit höherer Energie können an der über der durchbrochenen Elektrode angebrachten Wandlerelektrode 440 in Sekundärelektronen 450 gewandelt werden. Die so gewandelten Sekundärelektronen 450 spiegeln Information zu rückgestreuten Elektronen von der Probe wider, und daher entspricht das Erzeugen eines Bilds aus diesem Signal dem Erzeugen eines Bilds mittels eines Signals von von der Probe rückgestreuten Elektronen.
Wie es aus der 4 deutlich ist, können die Sekundärelektronen oder die rückgestreuten Elektronen zur Erfassung ausgewählt werden oder die Sekundärelektronen und die rückgestreuten Elektronen können zur Erfassung zusammengesetzt werden, was entsprechend Kombinationen der Polaritäten der Spannungen erfolgt, wie sie an die Sekundärelektronen-Wandlerelektrode 440 und die axialsymmetrische Elektrode 441 unter der durchbrochenen Elektrode angelegt werden.
Zum Beispiel kann eine positive oder negative Spannung über einen Übertragungsschalter 442 an die Sekundärelektronen-Wandlerelektrode 440 angelegt werden, und die axialsymmetrische Elektrode 441 ist unter (nahe an der Probe) der durchbrochenen Elektrode 112 angeordnet, und an sie kann über einen Übertragungsschalter 443 eine positive oder negative Spannung gelegt werden. Wenn eine geeignete negative Spannung an die Elektrode 440 angelegt wird, sorgen die auf sie treffende rückgestreuten Elektronen 110 dafür, dass von der Elektrodenoberfläche Sekundärelektronen 450 entladen werden. Bei einer geeigneten positiven Spannung an der Elektrode 440 werden Sekundärelektronen durch das Potenzial an ihr unterdrückt und selbst dann nicht von ihr entladen, wenn rückgestreute Elektronen auf sie treffen. Andererseits können, wenn eine geeignete positive Spannung an die Elektrode 441 angelegt wird, die von der Probe erzeugten Sekundärelektronen 109 zur durchbrochenen Elektrode laufen, wohingegen sie dann, wenn eine geeignete negative Spannung angelegt wird, die Elektrode 441 nicht passieren können, sondern sie zur Probe zurückprallen. Demgemäß kann der Detektor 120, durch Umschalten der Polarität der an die Elektroden 440 und 441 angelegten Spannungen, die Sekundärelektronen 109 und die rückgestreuten Elektronen 110 selektiv erfassen, oder er kann die Sekundärelektronen 109 und die rückgestreuten Elektronen 110 gleichzeitig erfassen; außerdem können die erfassten Signale auf der Anzeigeeinheit 125 in Form einer CRT als Bilder angezeigt werden, wie im Fall der bereits an Hand der 1 beschriebenen Ausführungsform.
Die 5A–5C und 6A–6C zeigen Bilder, wie sie angezeigt werden, wenn eine beispielhafte Probe mit dem erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop gemessen wird.
Die 5A–5C zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Kontaktloch 510 gemessen ist, das in einem auf einem Halbleitersubstrat (Siliciumoxid) hergestellten Fotoresist 512 ausgebildet ist.
Die 5A zeigt schematische die Form eines zu messenden Objekts, wobei ein Zustand angezeigt ist, bei dem nahe einer Öffnung des Kontaktlochs ein gewellter Abschnitt 514 vorhanden ist und die Probenoberfläche nahe der Öffnung negativ geladen ist.
Die 5B zeigt ein Bild, wie es erhalten wird, wenn das Kontaktloch durch Sekundärelektronen aus der Richtung der Öffnung abgerastert wird, wobei es sich zeigt, dass eine genaue Bildinformation des Wandflächenabschnitts und des Bodenabschnitts des Kontaktlochs, die nicht aufgeladen werden, erhalten werden kann, jedoch kein genauer Bildzustand eines Abschnitts in der Nähe der Probenöffnung, der aufgeladen ist, erhalten werden kann.
Die 5C zeigt ein Bild der Probenoberfläche auf Grundlage eines Signals von rückgestreuten Elektronen, wie es erhalten wird, wenn die Probe mit Primärelektronen abgerastert wird, wobei es sich zeigt, dass kein Bild des Bodenabschnitts des Kontaktlochs erhalten werden kann, jedoch ein genauer Welligkeitszustand nahe der Probenöffnung erhalten werden kann.
Typischerweise beruht ein Sekundärelektronensignal, wie es erzeugt wird, wenn die Probe mit Primärelektronen abgerastert wird, auf einer Elektronenentladung von der Oberfläche der Probe mit niedriger Energie (ungefähr einige Elektronenvolt), wobei diese Elektronen nicht durch die Streuung eines Elektronenstrahls in der Probe beeinflusst werden, so dass sie, mit hoher Wiedergabetreue, den topografischen Zustand der Probe widerspiegeln, und das Sekundärelektronensignal zeigt die Fähigkeit, Information hoher räumlicher Auflösung zu zeigen.
Jedoch wird bei einem herkömmlichen Analyseverfahren auf Grundlage des Sekundärelektronensignals, wenn die Probenoberfläche negativ aufgeladen wird (nachfolgend als Aufladung bezeichnet), ein Hochfliegen von Sekundärelektronen durch die Aufladung verhindert, was zum Effekt führt, dass das Sekundärelektronensignal nicht mit hoher Wiedergabetreue den gewellten Abschnitt nahe der Öffnung des Kontaktlochs widerspiegeln kann, d. h. den topografischen Zustand der Probenoberfläche, und das Probenbild der 5B demonstriert, dass auf Grund dieses Effekts keine genaue Bildinformation für den aufgeladenen Abschnitt in der Nähe der Probenöffnung erzielt werden kann.
Im Gegensatz dazu beruht das in der 5C dargestellte Probenbild auf rückgestreuten Elektronen, und es demonstriert, dass der genaue Welligkeitszustand nahe der Probenöffnung, der durch die Sekundärelektronen nicht erhalten werden kann, erfahren werden kann.
Der Grund, weswegen beim erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop durch rückgestreute Elektronen ein genaues Probenbild erfasst werden kann, wird nachfolgend beschrieben.
Bei einem herkömmlichen Erfassungsverfahren für rückgestreute Elektronen wird eine Probe mit Primärelektronen hoher Energie, die durch eine hohe Spannung beschleunigt wurden, abgerastert, mit dem Ergebnis, dass die Primärelektronen tief in die Probe eindringen und an der entsprechenden Tiefe in der Probe rückgestreute Elektronen hoher Energie (im Wesentlichen derselben Energie wie der Beschleunigungsspannung) erzeugt werden. Demgemäß ist, auf Grund des Streuungseinflusses des Primärelektronenstrahls in der Probe, der Erzeugungsbereich für rückgestreute Elektronen erweitert, wodurch die räumliche Auflösung verringert ist, jedoch zeigt es sich, dass ein für die rückgestreuten Elektronen repräsentatives Signal eine große Menge an Zusammensetzungsinformation zusätzlich zum topografischen Zustand der Probenoberfläche enthält, weswegen beim herkömmlichen Verfahren rückgestreute Elektronen hoher Energie hauptsächlich dazu erfasst werden, Information zur Zusammensetzung in einer Probe zu erhalten.
Ein anderes verfügbares herkömmliches Erfassungsverfahren für rückgestreute Elektronen ist ein solches, bei dem eine Probe mit Primärelektronen bei niedriger Beschleunigung abgerastert wird und rückgestreute Elektronen nahe der Oberfläche der Probe erzeugt werden, um zu gewährleisten, dass die rückgestreuten Elektronen erfasst werden können, während eine Beeinträchtigung der räumlichen Auflösung möglichst weitgehend verhindert ist. Diesem herkömmlichen Verfahren fehlt es jedoch an Mitteln zum genauen Erfassen von Sekundärelektronen und rückgestreuten Elektronen, die bei Einstrahlung von Primärelektronen auf die Probe erzeugt werden, auf getrennte Weise, und ein als Signal von rückgestreuten Elektronen erfasstes Signal ist mit Sekundärelektronen vermischt, wodurch es schließlich nicht gelingt, dass es sich um ein Erfassungsverfahren hoher Auflösung für rückgestreuten Elektronen handelt.
Im Gegensatz dazu werden bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein elektrisches und ein Magnetfeld zum Trennen von Trajektorien rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen, wie sie von einer Probe erzeugt werden, in einem optischen System zwischen einer Elektronenquelle und der Probe errichtet, und ein Detektor für rückgestreuten Elektronen zum Erfassen rückgestreuter Elektronen ist auf der Trajektorie der erzeugten rückgestreuten Elektronen angeordnet, und ein Sekundärelektronendetektor zum Erfassen der Sekundärelektronen ist auf der Trajektorie der Sekundärelektro nen angeordnet, wodurch die rückgestreuten Elektronen und die Sekundärelektronen getrennt erfasst werden können, was die Erzeugung eines Probenbilds alleine auf Grund der rückgestreuten Elektronen ermöglicht.
Beim Verfahren zum Erfassen rückgestreuter Elektronen bei Einstrahlung von Primärelektronen gemäß der Erfindung können rückgestreute Elektronen und Sekundärelektronen genau voneinander unterschieden werden, was die Erzeugung eines Probenbilds nur durch rückgestreuten Elektronen niedriger Energie selbst dann ermöglicht, wenn die Beschleunigungsspannung abgesenkt wird, d. h., wenn der Energiezustand abgesenkt wird, im Gegensatz zum herkömmlichen Erzeugungsverfahren für rückgestreute Elektronen.
Demgemäß können die Primärelektronen bei niedriger Beschleunigungsspannung nur bis in eine geringe Tiefe in die Probe eindringen, und rückgestreute Elektronen von der Probe werden aus der geringen Tiefe entladen, mit dem Ergebnis, dass ein für die rückgestreuten Elektronen repräsentatives Signal mehr Information zum topografischen Zustand der Probe als zur Zusammensetzung derselben enthält. Daher kann durch Erfassen des Signals von rückgestreuten Elektronen in diesem Zustand ein Probenbild erzeugt werden, das mit demjenigen vergleichbar ist, das durch die herkömmliche Sekundärelektronen-Abrasterung erhalten wird.
Selbst wenn eine Probe wie ein isolierendes Material zu betrachten ist und sie negative aufgeladen wird (aufgeladen wird), besteht ebenfalls die Tendenz, dass Sekundärelektroden niedriger Energie, wie bereits beschrieben, durch die Aufladung der Probenoberfläche während ihres Erzeugungsprozesses beeinflusst werden, was dazu führt, dass ein Sekundärelektronensignal keine Information zur Topografie der Probe mit hoher Wiedergabetreue widerspiegelt. Jedoch sind rückgestreute Elektronen mit höherem Energiepegel als dem der Sekundärelektronen immun gegen den Einfluss der Aufladung, und topografische Information der Probe kann stabil selbst bei aufgeladener Probe erzielt werden. Daher kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen rückgestreuter Elektronen bei Einstrahlung von Primärelektronen Information zur Probenoberfläche selbst dann genau erfasst werden, wenn die Oberfläche aufgeladen wird, wie es durch das Bild der 5C für einen Abschnitt in der Nähe einer Probenöffnung demonstriert ist.
Ferner können, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, rückgestreute Elektronen im Wesentlichen unabhängig von ihrem Energiezustand erfasst werden, und daher können, selbst dann, wenn rückgestreute Elektronen mit hohem Energiezustand erfasst werden, um die Zusammensetzung der Probe zu untersuchen, die rückgestreuten Elektronen und Sekundärelektronen deutlich voneinander unterschieden erfasst werden, um zu gewährleisten, dass eine genaue Zusammensetzungsanalyse ausgeführt werden kann.
Außerdem können, mit dem erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop, da ein Signal von rückgestreuten Elektronen und ein Sekundärelektronensignal exklusiv getrennt oder auch gleichzeitig synchron mit der Einstrahlung von Primärelektronen erfasst werden können, nur Sekundärelektronen erfasst werden, wenn nur topografische Information mit hoher Auflösung betrachtet wird, während eine Probe nicht aufgeladen wird, es können nur rückgestreute Elektronen erfasst werden, wenn nur Zusammensetzungsinformation hauptsächlich beobachtet werden soll, oder wenn eine topografische Betrachtung einer aufgeladenen Probe ausgeführt wird, und es können sowohl die Sekundärelektronen als auch die rückgestreuten Elektronen erfasst werden, wenn sowohl topografische Information als auch Zusammensetzungsinformation betrachtet werden. Demgemäß können das Sekundärelektronensignal und das Signal rückgestreuter Elektronen entsprechend der gewollten Vorgehensweise und dem Zustand der Probe selektiv erfasst oder synthetisiert werden, um dadurch Verfügbarkeit bei allen Anwendungen zu gewährleisten.
Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop ein Bild einer Zielprobe auf Grund eines Signals von rückgestreuten Elektronen und ein Bild der Zielprobe auf Grund eines Sekundärelektronensignals überlagert werden, um Information zu einem Probenbild zu konstruieren.
Während z. B. das Bild der 5B einer Zielprobe auf Grund eines Sekundärelektronensignals nur für die Seitenfläche und den Boden eines Kontaktlochs für genaue Information der Probentopografie sorgen kann, da die Öffnung des Kontaktlochs aufgeladen ist, kann ein Signal von rückgestreuten Elektronen gemäß der 5C für genaue topografische Information der Öffnung sorgen; daher kann durch Überlagern der zwei Probenbilder, d. h. unter Verwendung des Probenbilds auf Grund eines Sekundärelektronensignals für das Innere des Kontaktlochs sowie des Probenbilds auf Grund rückgestreuter Elektronen für das Äußere des Kontaktlochs Information zum gesamten Kontaktloch in der Zielprobe erhalten werden.
Die 6A–6C zeigen eine Ausführungsform, bei der der Querschnitt von Kontaktlöchern 510 in einem auf einem Halbleitersubstrat (Siliciumoxid) hergestellten Fotoresist 512 gemessen wird.
Die 6A zeigt schematisch die Form eines zu messenen Objekts, wobei es sich zeigt, dass stationäre Wellen 520, wie sie während der Resistherstellung erzeugt werden, in Form mehrerer Ausbildungen im auf dem Halbleitersubstrat (Siliciumoxid) hergestellten Fotoresist existieren. Es sei darauf hingewiesen, dass der Fotoresist 512 nicht aufgeladen wird.
Die 5B zeigt ein Probenbild, das durch das übliche Verfahren des Erfassens von Sekundärelektronen auf Grundlage einer Primärelektronen-Durchrasterung aus der Querschnittsrichtung des Kontaktlochs 510 konstruiert wurde, wobei es sich zeigt, dass auf Grund der Aufladung der Probe kein topografischer Zustand der Querschnittsform der Probe erhalten werden kann.
Die 6C zeigt ein Probenbild, das durch das Verfahren des Erfassens rückgestreuter Elektronen auf Grundlage einer Primärelektronen-Durchrasterung erhalten wurde, wobei rückgestreute Elektronen von der Probe eine Energie aufweisen, die ausreichend hoch ist, um den Einfluss einer Aufladung der Probe zu vermeiden, und sie werden erfasst, wobei es sich zeigt, dass während der Herstellung des Fotoresists erzeugte stationäre Wellen in diesem in Form mehrerer Formationen existieren.
Dies, da es nicht wahrscheinlich ist, dass die rückgestreuten Elektronen durch den Einfluss der Aufladung der Probe beeinträchtigt werden, im Vergleich zu den Sekundärelektronen, so dass Information hinsichtlich des topografischen Zustand der Probe erhalten wird.
Schließlich können mit dem erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop das Signal von rückgestreuten Elektronen und das Sekundärelektronensignal deutlich getrennt auf einmal synchron mit der Einstrahlung von Primärelektronen erfasst werden und daher können sowohl topografische Information als auch Zusammensetzungsinformation für eine Probe auf genaue, vergleichende Weise beobachtet werden.
Damit können sowohl die topografische Information als auch Zusammensetzungsinformation durch ein einzelnes Einstrahlen eines Primärelektronenstrahls auf die Probe selbst dann genau erhalten werden, wenn die Probe z. B. zerbrechlich ist und es erwünscht ist, dass Oberflächeninformation und Zusammensetzungsinformation für die Probe erfasst werden, ohne dass der Elektronenstrahl mit übermäßige großem Umfang eingestrahlt würde, und demgemäß kann eine Beschädigung der Probe bis auf ein Minimum herabgedrückt werden, im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren, bei dem Information zur Probenoberfläche und Zusammensetzungsinformation nicht erhalten werden kann, solange nicht das Einstrahlen eines Primärelektronenstrahls mehrmals ausgeführt wird, und es kann die Verfügbarkeit auf einen großen Bereich von Probenmessanwendungen gewährleistet werden.
Ferner kann, durch ein erfindungsgemäßes Rasterelektronenmikroskop, ein Bild einer Zielprobe auf Grund eines Signals von rückgestreuten Elektronen mit einem Bild einer Zielprobe auf Grund eines Sekundärelektronensignals überlagert werden, um Information zu einem Probenbild zu konstruieren.
Mit dem Sekundärelektronensignal der 6B gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann genaue Information zur Probenoberfläche erhalten werden, und mit dem Signal von rückgestreuten Elektronen gemäß der 6C kann Information zum Zusammensetzungszustand des Resists erhalten werden. Demgemäß können durch Überlagern der zwei Probenbilder, z. B. durch Verarbeiten von Helligkeitssignalen betreffend eine der zwei Einzelinformationen, um sie umzukehren, und durch Überlagern der umgekehrten Signale mit den anderen Helligkeitssignalen bei der Ausführungsform ein Oberflächenzustand und ein Zusammensetzungszustand der Probe einfach auf vergleichende Weise angezeigt werden.
Es kann ein Verfahren zum Verarbeiten von Signalen zur Anzeige verwendet werden, bei dem, zusätzlich zu einer bloßen Helligkeitseinstellung der jeweiligen Bilder, vorbestimmte Farbinformation entsprechend den jeweiligen Bildzuständen hinzugefügt werden kann, um zu gewährleisten, dass ein Oberflächenzustand und ein Zusammensetzungszustand einer Probe auf einfache Weise vergleichend angezeigt werden können.
Die 7 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen der Prozedur einer Signalanzeigeverarbeitung für rückgestreute Elektronen und Sekundärelektronen bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskops.
Es wird die Verarbeitung eines Probenbilds gestartet (Schritt 702), und durch die Eingabeeinheit 154 wird ein Verfahren zum Erfassen rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen eingegeben (Schritt 704). Als Erfassungsverfahren wird zunächst ein Verfahren zum gleichzeitigen Erfassen rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen bei einer Einstrahlung eines Primärelektronenstrahls, ein Verfahren zum Erfassen nur entweder rückgestreuter Elektronen oder von Sekundärelektronen oder ein Vorgang spezifiziert, um entweder rückgestreute Elektronen oder Sekundärelektronen bei einer Durchrasterung eines Primärelektronenstrahls zu erfassen, wobei dieses Durchrastern mehrmals ausgeführt wird, um ein Probenbild zu erhalten.
Dann werden die rückgestreuten Elektronen und die Sekundärelektronen erfasst (Schritt 706). Als Verfahren zu diesem Zweck wird, entsprechend der Spezifizierung im oben genannten Schritt 704, ein Verfahren zum gleichzeitigen Erfassen der rückgestreuten Elektronen und der Sekundärelektronen oder ein solches zum getrennten Erfassen derselben verwendet.
Signale, die für die so erfassten rückgestreuten Elektronen und Sekundärelektronen repräsentativ sind, werden in einem Arbeitsspeicher der Speichereinrichtung abgespeichert (Schritt 708).
Die eingespeicherten Signale von rückgestreuten Elektronen und von Sekundärelektronen werden dazu verwendet, unabhängige Probenbilder auf Grund der Signale von den rückgestreuten Elektronen und den Sekundärelektronen unter Steuerung durch die CPU 150 auf der Anzeigeeinheit 125 anzuzeigen (Schritt 710).
Während der Bediener die Bilder betrachtet, gibt er eine Spezifizierung für verschiedene Arten von Bildsignal-Verarbeitungsvorgängen von der Eingabeeinheit 154 in die CPU 150 ein (Schritt 712).
In einem Verarbeitungsvorgang a wird der Erfassungssignalpegel des Signals entweder von den rückgestreuten Elektronen oder den Sekundärelektronen umgekehrt (Schritt 714). Dadurch kann, selbst wenn Signalpegel in zu analysierenden und bestätigten Abschnitten hoch sind und eine durch Synthese von Bildsignalen erhaltene Anzeige zusammenbricht, die Differenz zwischen Probenbilder auf Grund rückgestreuter Elektronen und Sekundärelektronen auf der Anzeigeeinheit 125 angezeigt werden.
In einem Verarbeitungsvorgang b wird der Erfassungssignalpegel entweder des Signals von rückgestreuten Elektronen oder desjenigen von Sekundärelektronen, oder die Erfassungssignalpegel beider Signale, in Farbsignale gewandelt, die auf der Anzeigeeinheit 125 anzuzeigen sind und es erfolgt eine Synthese (Schritt 716). Dadurch können Abschnitte derselben Probe, die durch Signale von rückgestreuten Elektronen und von Sekundärelektronen repräsentiert sind, wobei sie sich fein voneinander unterscheiden, deutlich getrennt durch eine Farbdifferenz angezeigt werden.
In einem Verarbeitungsvorgang 10 wird der Erfassungssignalpegel des Signals entweder von den rückgestreuten Elektronen oder den Sekundärelektronen, oder die Erfassungssignalpegel beider Signale, gewandelt und synthetisiert (Schritt 718). Dadurch können verschiedene Abschnitte derselben Probe, die durch die Signale von rückgestreuten Elektronen und Sekundärelektronen repräsentiert sind, wobei sie sich voneinander unterscheiden, deutlich getrennt hinsichtlich eines Signals mit hervorgehobener Helligkeit angezeigt werden.
Die CPU 150 verwendet Signale von rückgestreuten Elektronen und von Sekundärelektronen, die den obigen Signalverarbeitungsvorgängen unterzogen wurden, dazu, ein Probenbild auf Grund der Signale von rückgestreuten Elektronen und Sekundärelektronen auf der Anzeigeeinheit 125, z. B. der CRT, anzuzeigen (Schritt 720).
Während bei der obigen Signalverarbeitung die Bildverarbeitung so ausgeführt wird, dass sich eine Verarbeitung zum Anzeigen eines Probenbilds durch Synthese rückgestreuter Elektronen und Sekundärelektronen zeigt, können z. B. auch Probenbilder rückgestreuter Elektronen und Sekundärelektronen unabhängig voneinander auf dem Anzeigeschirm angezeigt werden, ohne dass sie einer Synthese und einer Signalverarbeitung unterzogen würden, oder es können Bilder rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen, wie sie nach einer Signalverarbeitung erhalten sind, ebenfalls unabhängig anzeigt werden, um dadurch den Bediener über einen Probenzustand zu informieren.
Nachfolgend werden Effekte beschrieben, zu denen das erfindungsgemäße Rasterelektronenmikroskop führt.

(1) Beim erfindungsgemäßen Rasterelektronenmikroskop können rückgestreute Elektronen, die bei Einstrahlung eines Primärelektronenstrahls mit hoher bis niedriger Beschleunigung erhalten werden, erfasst werden, und es können insbesondere Sekundärelektronen und rückgestreute Elektronen effizient auf getrennte Weise selbst bei einer niedrigen Beschleunigungsspannung von einigen Kilovolt oder weniger erfasst werden, und der Detektor übt keine Ablenkeinwirkung auf den Primärelektronenstrahl aus, so dass Bilder auf Grund rückgestreuter Elektronen und Sekundärelektronen in vorteilhafter Weise mit hoher Auflösung erhalten werden können.
(2) Da rückgestreute Elektronen bei niedriger Beschleunigung getrennt von Sekundärelektronen erfasst werden können, kann Information zur Form einer Probenoberfläche unter Verwendung rückgestreuter Elektronen bei niedriger Beschleunigung selbst dann erhalten werden, wenn eine Probe aufgeladen wird und durch Sekundärelektronen kein genaues Bild erhalten werden kann.
(3) Abweichend vom herkömmlichen Rasterelektronenmikroskop kann der Detektor für rückgestreute Elektronen auf der Seite der Elektronenquelle, gesehen von der Objektivlinse her, angeordnet sein, und der Abstand zwischen der Objektivlinse und der Probe kann so klein wie möglich eingestellt werden, mit dem Ergebnis, dass ein Primärelektronenstrahl in Form eines maximal fokussierten Flecks auf die Probe gestrahlt werden kann und Bildinformation auf Grund rückgestreuter Elektronen und von Sekundärelektronen, wie sie durch die Probe erzeugt werden, kann hohe Auflösung zeigen.

Während bei der herkömmlichen Vorrichtung eine Probe mehrmals mit Primärelektronen abgerastert werden muss, um Analyseergebnisse für die Probe durch rückgestreute Elektronen und Sekundärelektronen zu erhalten, kann das erfindungsgemäße Rasterelektronenmikroskop genaue Signale betreffend rückgestreute Elektronen und Sekundärelektronen mittels einer Durchrasterung mit Primärelektronen erzeugen, um zu gewährleisten, dass selbst eine Probe, deren Struktur bei übermäßiger wiederholter Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl wahrscheinlich eine Änderung erfährt, ohne Beschädigung analysiert werden kann.

Claims

Rasterelektronenmikroskop zum Erzeugen eines Scan-Bildes einer Probe (107), mit: einer Elektronenquelle (101) zum Emittieren eines Primärelektronenstrahls (104); einer Objektivlinse (106) zum Fokussieren des Primärelektronenstrahls auf die Probe; einer Einrichtung (108) zum Scannen des Primärelektronenstrahls über die Probe; einem Detektor (120) zum Erfassen von Elektronen; einem Generator zum Erzeugen eines elektrischen Felds, um Elektronen von der Probe (107) aus der Achse des Primärelektronenstrahls (104) abzulenken; und einem Generator zum Erzeugen eines Magnetfelds, um die Elektronen von der Probe in der gleichen Richtung wie bei der Ablenkung durch das elektrische Feld abzulenken, dadurch gekennzeichnet, daß das Rasterelektronenmikroskop ferner eine Sekundärelektronen-Konversionselektrode (440) aufweist, die auf der Elektronenquellenseite relativ zu der Objektivlinse (106) angeordnet ist und die auf der Trajektorie der durch das elektrische Feld und das Magnetfeld abgelenkten Elektronen angeordnet ist, um Sekundärelektronen (450) aufgrund von Kollisionen der Elektronen an der Probe zu erzeugen, und der Detektor (120) die von der Sekundärelektronen-Konversionselektrode (440) emittierten Elektronen (450) durch Ablenkung erfaßt.
Rasterelektronenmikroskop nach Anspruch 1, mit einem weiteren elektrischen Feld zum Ablenken der von der Sekundärelektronen-Konversionselektrode (440) emittierten Sekundärelektronen (450) zur Erfassung durch den Detektor (120).
Rasterelektronenmikroskop nach Anspruch 2, wobei das weitere elektrische Feld durch den Generator für das elektrische Feld erzeugt wird.
Rasterelektronenmikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung (442) zum Anlegen einer positiven und/oder negativen Spannung an die Sekundärelektronen-Konversionselektrode (440).
Rasterelektronenmikroskop nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung (442) zum Anlegen einer Spannung in einer Steuerelektrode besteht.
Rasterelektronenmikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Generatoren für das Magnetfeld und das elektrische Feld so ausgelegt sind, daß die Wirkung des Magnetfelds auf den Primärelektronenstrahl (104) die Wirkung des elektrischen Felds auf den Primärelektronenstrahl auslöscht.
Rasterelektronenmikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Generator (111, 112) für das elektrische Feld ein Elektrodenpaar aufweist, zwischen dem der Primärelektronenstrahl hindurchtritt, und die Elektrode (112) des Paars, die näher an dem Detektor (120) angeordnet ist, porös ist.
Rasterelektronenmikroskop nach Anspruch 7, wobei der Magnetfeldgenerator eine Erzeugerspule (213, 214) zum Erzeugen des Magnetfelds aufweist, so daß das Feld auf der optischen Achse orthogonal zu dem von dem Elektrodenpaar erzeugten elektrischen Feld ist.
Rasterelektronenmikroskop nach Anspruch 8, wobei die Potentialdifferenz zwischen der porösen Elektrode (112) und der gegenüberliegenden Elektrode (111) ±V_e (V) beträgt, der Erregerstrom der Magnetfeld-Erzeugungsspule (213, 214) I_b (A) ist, die Beschleunigungsspannung für den Primärelektronenstrahl (104) V_acc ist, die durch die Form der porösen Elektrode, der gegenüberliegenden Elektrode und der Magnetfeld-Erzeugungsspule festgelegten Konstanten K_e und K_b sind und eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Erregerstrom I_b in der Magnetfeld-Erzeugungsspule und die an die Elektrode angelegte Spannung ±V_e so steuert, daß die Relationen
Ve = K2·Ke·Vacc erfüllt sind, und die dazu ausgelegt ist, die Proportionalitätskonstanten K₁ und K₂ so zu konditionieren und einzustellen, daß das elektrische Feld und das Magnetfeld keine Ablenkungswirkung auf den Primärstrahl ausüben.
Rasterelektronenmikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Mikroskop ferner eine achsensymmetrische Elektrode (441), die längs der optischen Achse näher an der Probe angeordnet ist als der Generator für das elektrische Feld und durch die der Primärelektronenstrahl (104) hindurchtreten kann, und eine Einrichtung (443), die zum Anlegen einer positiven und/oder negativen Spannung an die achsensymmetrische Elektrode ausgelegt ist, aufweist.