DE202013012246U1

DE202013012246U1 - Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE202013012246U1
Application number: DE202013012246.3U
Authority: DE
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2023-06-29
Also published as: CN104584181A; WO2014030430A1; US20150228447A1; US9418818B2; JP5936484B2; IN2015DN00908A; GB2519038A; DE112013003726T5; KR101671323B1; KR20150022907A; CN104584181B; GB201501866D0; JP2014038787A

Abstract

Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen, wodurch eine Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, eine Vakuumpumpe, welche das Innere des Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen evakuiert, einen Detektor, der einen durch die Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen erhaltenen durchgelassenen Strahl geladener Teilchen detektiert, und einen Signalverstärker, der getrennt vom Detektor innerhalb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Probe oder die gesamte Probe direkt oder indirekt auf dem Detektor angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung zum Beobachten einer Probe unter dem Atmosphärendruck oder in einer vorgegebenen Gasatmosphäre, die einen etwas unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck aufweist.
Stand der Technik
Zur Beobachtung eines feinen Gebiets eines Objekts werden ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) und dergleichen verwendet. Im Allgemeinen wird bei diesen Vorrichtungen ein Gehäuse, in dem sich die Probe befindet, evakuiert, um die Probenatmosphäre in einen Vakuumzustand zu versetzen, in dem die Probe abgebildet werden kann. In diesem Fall kann eine biochemische Probe, eine flüssige Probe oder dergleichen jedoch durch das Vakuum beschädigt oder in einen anderen Zustand versetzt werden. Es besteht inzwischen ein großer Bedarf an der Beobachtung solcher Proben unter Verwendung des Elektronenmikroskops, und SEM-Vorrichtungen und Probenhaltervorrichtungen, welche die Beobachtung der Probe als Beobachtungsobjekt beim Atmosphärendruck ermöglichen, wurden in den letzten Jahren entwickelt.
Diese Vorrichtungen sind im Prinzip so ausgelegt, dass ein Trennfilm oder ein feines Durchgangsloch, wodurch ein Elektronenstrahl durchgelassen werden kann, zwischen einem elektronenoptischen System und der Probe angeordnet ist, um einen Vakuumzustand vom Atmosphärenzustand zu trennen. Die Vorrichtungen ähneln einander in der Hinsicht, dass sich der Trennfilm zwischen der Probe und dem elektronenoptischen System befindet.
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 ein SEM, bei dem die Elektronenquellenseite eines Tubus der optischen Linse für Elektronen nach unten weist und die Objektivlinsenseite von diesem nach oben weist, wobei der Trennfilm, durch den der Elektronenstrahl hindurchtreten kann, über O-Ringe über einer Elektronenstrahlemissionsöffnung am distalen Ende des Tubus der optischen Linse für Elektronen angeordnet ist. Gemäß der in dieser Literatur beschriebenen Erfindung wird eine Probe als Beobachtungsobjekt direkt auf dem Trennfilm angeordnet und wird die Probe von der unteren Fläche der Probe mit einem Primärelektronenstrahl bestrahlt. Reflektierte Elektronen oder Sekundärelektronen werden dann detektiert, um eine SEM-Beobachtung vorzunehmen. Die Probe wird in einem Raum gehalten, der durch den Trennfilm und ein um den Trennfilm installiertes ringförmiges Element gebildet ist, wobei der Raum mit einer Flüssigkeit in der Art von Wasser gefüllt ist.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2009-158222 A (Beschreibung der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009/0166536)

Kurzfassung der Erfindung
Technische Probleme
Die herkömmlichen mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtungen werden speziell für eine Beobachtung beim Atmosphärendruck oder in einer Gasatmosphäre mit einem dem Atmosphärendruck im Wesentlichen entsprechenden Druck hergestellt. Es gab keine Vorrichtungen, welche eine einfache Beobachtung unter Verwendung des normalen mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops vom Hochvakuumtyp beim Atmosphärendruck oder in einer Gasatmosphäre mit einem dem Atmosphärendruck im Wesentlichen entsprechenden Druck ermöglichen.
Beispielsweise ist das in Patentliteratur 1 beschriebene SEM eine strukturell hoch spezialisierte Vorrichtung und kann keine SEM-Beobachtung in einer normalen Hochvakuumatmosphäre ausführen.
Ferner wird beim Verfahren gemäß dem Stand der Technik ein von der Probe emittierter oder reflektierter Strahl geladener Teilchen detektiert. In diesem Fall kann das Innere der Probe nicht beobachtet werden, während die Probenoberflächenform beobachtet werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme gemacht, und ihre Aufgabe besteht darin, eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung bereitzustellen, welche die Beobachtung einer Probe in der Umgebungsatmosphäre oder einer Gasatmosphäre ermöglicht, ohne die Konfiguration des herkömmlichen mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops vom Hochvakuumtyp stark zu modifizieren und welche eine Beobachtung des Inneren der Probe ermöglicht.
Lösung des Problems
Zum Lösen der Probleme werden als Beispiel die in den Ansprüchen beschriebenen Konfigurationen verwendet.
Wenngleich die vorliegende Anmeldung mehrere Mittel zum Lösen der Probleme aufweist, weist ein Beispiel Folgendes auf: einen Tubus einer optischen Linse für geladene Teilchen, wodurch eine Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, eine Vakuumpumpe, welche das Innere des Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen evakuiert, einen abnehmbaren Trennfilm, der angeordnet ist, um einen Raum, in dem die Probe angeordnet ist, vom Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen zu isolieren, und der den Strahl primärer geladener Teilchen durchlässt oder hindurchtreten lässt, und einen Detektor, der auf der Seite angeordnet ist, welche der Seite des Trennfilms entgegengesetzt ist, auf der sich die Probe befindet, und der einen durchgelassenen Strahl geladener Teilchen detektiert, der durch die Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen erhalten wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung bereitgestellt werden, welche in der Lage ist, eine Probe in der Umgebungsatmosphäre oder einer Gasatmosphäre zu beobachten, ohne die Konfiguration des herkömmlichen mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops vom Hochvakuumtyp stark zu modifizieren, und welche in der Lage ist, das Innere der Probe zu beobachten.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß einem ersten Beispiel,
2 eine detaillierte Ansicht der Umgebung eines Trennfilms, einer Probe und eines Detektors,
3 eine detaillierte Ansicht des Detektors,
4 ein Diagramm zum Beschreiben der Bahnkurve des Strahls geladener Teilchen und einer Detektorposition,
5 eine detaillierte Ansicht eines Systems, wobei die Probe nicht direkt auf dem Detektor angeordnet wird,
6 ein Konfigurationsbeispiel des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß einem zweiten Beispiel,
7 ein Konfigurationsbeispiel des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem zweiten Beispiel,
8 ein Konfigurationsbeispiel des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem zweiten Beispiel,
9 ein Konfigurationsbeispiel des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem zweiten Beispiel,
10 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß einem dritten Beispiel und
11 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß einem vierten Beispiel.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Nachfolgend wird ein mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitendes Mikroskop als ein Beispiel einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung beschrieben. Dieses ist jedoch lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden auf ein Rasterelektronenmikroskop, ein Rasterionenmikroskop, ein Rastertransmissionselektronenmikroskop, eine Vorrichtung, welche das Vorstehende mit einer Probenverarbeitungsvorrichtung kombiniert, oder eine Analysator-/Inspektionsvorrichtung, worin das Vorstehende angewendet wird.
In der vorliegenden Patentschrift bezieht sich ”der Atmosphärendruck” auf eine Umgebungsatmosphäre oder eine vorgegebene Gasatmosphäre, d. h. eine Druckumgebung mit dem Atmosphärendruck oder einem leichten Unterdruckzustand. Insbesondere liegt der Atmosphärendruck in der Größenordnung von etwa 10⁵ Pa (Atmosphärendruck) bis 10³ Pa.
Erstes Beispiel
Im vorliegenden Beispiel wird eine grundlegende Ausführungsform beschrieben. 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Das in 1 dargestellte mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop umfasst hauptsächlich einen Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen, ein erstes Gehäuse 7 (das nachstehend als Vakuumkammer bezeichnet werden kann), welches den Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen in Bezug auf eine Vorrichtungsinstallationsfläche trägt, ein zweites Gehäuse 121 (das nachstehend als eine Anbringung bezeichnet werden kann), welches verwendet wird, indem es in das erste Gehäuse 7 eingeführt wird, und ein Steuersystem, welches das vorstehend Erwähnte steuert. Wenn das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop verwendet wird, werden die Innenbereiche des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und des ersten Gehäuses 7 durch eine Vakuumpumpe 4 evakuiert. Die Arbeitsvorgänge für das Anschalten oder Ausschalten der Vakuumpumpe 4 werden auch durch das Steuersystem gesteuert. Wenngleich in der Zeichnung nur eine Vakuumpumpe 4 dargestellt ist, kann es zwei oder mehr Vakuumpumpen geben.
Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen umfasst verschiedene Elemente in der Art einer Quelle 8 geladener Teilchen, welche einen Strahl geladener Teilchen erzeugt, und einer optischen Linse, welche den erzeugten Strahl geladener Teilchen unter dem Linsentubus fokussiert und leitet, um die Probe 6 mit dem Strahl geladener Teilchen als Strahl primärer geladener Teilchen abzutasten. Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen ist so installiert, dass er in das erste Gehäuse 7 vorsteht, und er ist am ersten Gehäuse 7 über ein Vakuumdichtungselement 123 befestigt. Am Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen ist ein Detektor 3 zum Detektieren sekundärer geladener Teilchen (in der Art von Sekundärelektronen oder reflektierten Elektronen), die durch die Einstrahlung des Strahls primärer geladener Teilchen erhalten wurden, angeordnet. Ferner ist ein Detektor 150 unter der Probe innerhalb des zweiten Gehäuses 121 bereitgestellt.
Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel umfasst als Steuersystem einen Computer 35, der von einem Benutzer der Vorrichtung verwendet wird, eine übergeordnete Steuereinheit 36, die mit dem Computer 35 verbunden ist und damit kommuniziert, und eine untergeordnete Steuereinheit 37, welche ein Evakuierungssystem, ein mit geladenen Teilchen arbeitendes optisches System und dergleichen entsprechend einem von der übergeordneten Steuereinheit 36 übertragenen Befehl steuert. Der Computer 35 umfasst einen Bildschirm, der eine Vorrichtungsbedienungsbildschirmanzeige (GUI) anzeigt, und ein Bedienungsbildschirmanzeige-Eingabemittel in der Art einer Tastatur und einer Maus. Die übergeordnete Steuereinheit 36, die untergeordnete Steuereinheit 37 und der Computer 35 sind durch Kommunikationsleitungen 43 und 44 verbunden.
Die untergeordnete Steuereinheit 37 ist ein Abschnitt, welcher Steuersignale zum Steuern der Vakuumpumpe 4, der Quelle 8 geladener Teilchen, der optischen Linse 1 und dergleichen sendet und empfängt. Die untergeordnete Steuereinheit 37 wandelt auch ein Ausgangssignal vom Detektor 3 in ein digitales Bildsignal um und sendet das umgewandelte Signal zur übergeordneten Steuereinheit 36. In der Figur werden Ausgangssignale vom Detektor 3 und vom Detektor 150 der untergeordneten Steuereinheit 37 durch Verstärker 152 und 154 in der Art von Vorverstärkern zugeführt. Die Verstärker können nicht bereitgestellt werden, falls sie nicht benötigt werden.
In der übergeordneten Steuereinheit 36 und der untergeordneten Steuereinheit 37 können Analogschaltungen, Digitalschaltungen und dergleichen gemischt sein. Die übergeordnete Steuereinheit 36 und die untergeordnete Steuereinheit 37 können integriert sein. Die in 1 dargestellte Konfiguration des Steuersystems dient lediglich als Beispiel. Das mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel kann verschiedene Modifikationen an der Steuereinheit, an Ventilen, an der Vakuumpumpe, an der Kommunikationsverdrahtung und dergleichen aufweisen, solange die vorgesehenen Funktionen des vorliegenden Beispiels erfüllt werden.
Mit dem ersten Gehäuse 7 ist eine Vakuumrohrleitung 16 verbunden, deren eines Ende mit der Vakuumpumpe 4 verbunden ist, so dass das Innere des ersten Gehäuses in einem Vakuumzustand gehalten werden kann. Es ist auch ein Leckventil 14 bereitgestellt, um das Innere des Gehäuses der Atmosphäre zu öffnen, so dass das Innere des ersten Gehäuses 7 beispielsweise während einer Wartung der Atmosphäre geöffnet werden kann. Das Leckventil 14 kann nicht bereitgestellt sein, oder es können zwei oder mehr Leckventile bereitgestellt sein. Der Ort des Leckventils 14 im ersten Gehäuse 7 ist nicht auf den in 1 dargestellten Ort beschränkt. Das Leckventil 14 kann an einer anderen Position am ersten Gehäuse 7 angeordnet sein. Ferner ist das erste Gehäuse 7 mit einem Öffnungsabschnitt in einer Seitenfläche versehen, worüber das zweite Gehäuse 121 eingeführt wird.
Das zweite Gehäuse 121 weist einen quaderförmigen Körperabschnitt 131 und einen passenden Abschnitt 132 auf. Wie nachstehend beschrieben wird, bildet wenigstens eine der Seitenflächen des Quaders des Körperabschnitts 131 eine offene Fläche 9. Die Seitenflächen des Quaders des Körperabschnitts 131 mit Ausnahme der Fläche, auf der ein Trennfilm-Halteelement 155 installiert ist, können durch die Wände des zweiten Gehäuses 121 gebildet sein. Alternativ kann das zweite Gehäuse 121 an sich keine Wände aufweisen und durch die Seitenwände des ersten Gehäuses 7 gebildet sein, wobei das zweite Gehäuse 121 im ersten Gehäuse 7 montiert ist. Der Körperabschnitt 131 wird über den Öffnungsabschnitt in das erste Gehäuse 7 eingeführt und stellt, sobald er im ersten Gehäuse 7 montiert wurde, die Funktion des Aufnehmens der Probe 6 als Beobachtungsobjekt bereit. Der passende Abschnitt 132 bildet eine Passfläche mit einer Außenwandfläche des ersten Gehäuses 7 auf der Seite, auf der der Öffnungsabschnitt bereitgestellt ist, und er wird an der Außenwandfläche an der Seite über ein Vakuumdichtungselement 126 befestigt. Auf diese Weise wird das zweite Gehäuse 121 insgesamt in das erste Gehäuse 7 eingepasst. Der Öffnungsabschnitt kann am einfachsten unter Verwendung einer Probeneinbringungs-/Entnahmeöffnung hergestellt werden, mit der die Vakuumprobenkammer des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops ursprünglich versehen ist. Insbesondere kann das zweite Gehäuse 121 gemäß der Größe des ursprünglich bereitgestellten Lochs hergestellt werden, und das Vakuumdichtungselement 126 kann dann an der Peripherie des Lochs angebracht werden. Auf diese Weise kann die Modifikation der Vorrichtung minimiert werden. Das zweite Gehäuse 121 ist vom ersten Gehäuse 7 abnehmbar.
Auf der Seite der oberen Fläche des zweiten Gehäuses 121 ist ein Trennfilm 10 an einer Position unmittelbar unterhalb des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen bereitgestellt, wenn das zweite Gehäuse 121 insgesamt in das erste Gehäuse 7 eingepasst ist. Der Trennfilm 10 ist in der Lage, den vom unteren Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen emittierten Strahl primärer geladener Teilchen durchzulassen oder hindurchtreten zu lassen. Der Strahl primärer geladener Teilchen erreicht die Probe 6 schließlich über den Trennfilm 10.
Gemäß dem Stand der Technik wird die Probe in dem mit einer Flüssigkeit gefüllten Trennfilm gehalten. Weil die Probe nass wird, sobald eine Beobachtung bei Atmosphärendruck ausgeführt wird, war es sehr schwierig, die Probe in der Umgebungsatmosphäre und in einer Hochvakuumatmosphäre im gleichen Zustand zu beobachten. Weil die Flüssigkeit ferner stets in Kontakt mit dem Trennfilm steht, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass der Trennfilm beschädigt wird. Dagegen steht die Probe 6 beim System gemäß dem vorliegenden Beispiel nicht in Kontakt mit dem Trennfilm 10. Demgemäß kann die Probe sowohl in einem Hochvakuum als auch beim Atmosphärendruck beobachtet werden, ohne den Probenzustand zu ändern. Zusätzlich wird die Probe nicht auf dem Trennfilm angeordnet, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Trennfilm durch die Probe beschädigt wird, verringert werden kann.
Der Strahl geladener Teilchen, der die Probe 6 erreicht hat, bewirkt eine Emission eines Strahls sekundärer geladener Teilchen aus reflektierten geladenen Teilchen, durchgelassenen geladenen Teilchen und dergleichen aus dem Inneren oder von der Oberfläche der Probe. Die sekundären geladenen Teilchen werden vom Detektor 3 oder vom Detektor 150 detektiert. Weil der Detektor 3 auf der Seite der Probenoberfläche angeordnet ist, die mit den geladenen Teilchen bestrahlt wird, können Probenoberflächeninformationen erhalten werden. Andererseits ist der Detektor 150 auf der Seite angeordnet, die der mit den geladenen Teilchen bestrahlten Probenoberfläche entgegengesetzt ist, so dass die Probe zwischen der Quelle für einen Strahl geladener Teilchen und dem Detektor 150 angeordnet ist. Demgemäß kann der Detektor 150 ein Transmissionssignal detektieren, welches das Erhalten von Informationen über das Innere der Probe ermöglicht.
Der Detektor 3 und der Detektor 150 sind Detektionselemente, welche die geladenen Teilchen detektieren können, welche mit einer Energie in der Größenordnung von einigen keV bis zu einigen zehn keV fliegen. Die Detektionselemente können ein Signalverstärkungsmittel aufweisen. Vorzugsweise sind die Detektionselemente angesichts von Vorrichtungskonfigurationsanforderungen dünn und flach. Beispiele umfassen einen Halbleiterdetektor aus einem Halbleitermaterial in der Art von Silicium und einen Szintillator, der das Signal der geladenen Teilchen auf einer Glasoberfläche oder innerhalb des Szintillators in Licht umwandeln kann.
Wenn der Strahl geladener Teilchen ein Elektronenstrahl ist, muss der Trennfilm 10 eine solche Dicke aufweisen, dass der Elektronenstrahl durch den Film hindurchtreten kann, typischerweise in der Größenordnung von 20 μm oder weniger. An Stelle des Trennfilms kann ein Blendenelement mit einem Durchgangsloch für den Strahl primärer geladener Teilchen verwendet werden. In diesem Fall ist die Lochgröße angesichts dessen, dass eine differenzielle Evakuierung unter Verwendung einer realistischen Vakuumpumpe möglich sein muss, vorzugsweise kleiner oder gleich einer Fläche in der Größenordnung von 1 mm². Wenn der Strahl geladener Teilchen aus Ionen besteht, kann er den Trennfilm kaum durchdringen, ohne dass der Film beschädigt wird. Demgemäß wird eine Blende mit einer Fläche in der Größenordnung von höchstens 1 mm² verwendet. In der Figur gibt die gestrichelte Linie die optische Achse des Strahls primärer geladener Teilchen an. Der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und der Trennfilm 10 sind koaxial mit der optischen Achse des Strahls primärer geladener Teilchen angeordnet. Der Abstand zwischen der Probe 6 und dem Trennfilm 10 wird durch Anordnen eines Probensockels 17 mit einer geeigneten Höhe eingestellt.
Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Seitenfläche des zweiten Gehäuses 121 die offene Fläche 9, welche eine Kommunikation mit dem Atmosphärenraum bereitstellt und eine Größe aufweist, welche das Einbringen und Entnehmen zumindest der Probe ermöglicht. Die im zweiten Gehäuse 121 aufgenommene Probe 6 (rechts der gepunkteten Linie in der Figur, nachstehend als zweiter Raum bezeichnet) wird während der Beobachtung in einen Atmosphärendruckzustand versetzt. 1 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung in einer zur optischen Achse parallelen Richtung. Demgemäß ist die offene Fläche 9 nur in einer Fläche dargestellt. Die offene Fläche 9 des zweiten Gehäuses 121 ist jedoch nicht auf die eine Fläche beschränkt, solange das zweite Gehäuse durch die Seitenflächen des ersten Gehäuses in Tiefenrichtung und in Verlaufsrichtung des Blatts aus 1 vakuumgedichtet ist. Es ist nur erforderlich, dass es wenigstens eine offene Fläche gibt, wenn das zweite Gehäuse 121 im ersten Gehäuse 7 montiert wird. Mit dem ersten Gehäuse 7 wird die Vakuumpumpe 4 verbunden, so dass ein geschlossener Raum (nachstehend als erster Raum bezeichnet), der durch die Innenwandflächen des ersten Gehäuses 7, die Außenwandflächen des zweiten Gehäuses und den Trennfilm 10 gebildet ist, evakuiert werden kann. Demgemäß wird beim vorliegenden Beispiel der erste Raum 11 durch den Trennfilm 10 auf einem Hochvakuum gehalten, während der zweite Raum 12 auf dem Atmosphärendruck oder bei einer Gasatmosphäre mit einem Druck, der dem Atmosphärendruck im Wesentlichen entspricht, gehalten wird. Demgemäß können der Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen und der Detektor 3 während des Vorrichtungsbetriebs in einem Vakuumzustand standgehalten werden, während die Probe 6 auf dem Atmosphärendruck gehalten werden kann.
Bei der herkömmlichen Technologie, bei der die Umgebungsatmosphäre lokal aufrechterhalten werden kann, wie in einer Umgebungszelle, kann eine Beobachtung beim Atmosphärendruck/in einer Gasatmosphäre ausgeführt werden. Es können jedoch nur Proben beobachtet werden, deren Größen eine Einbringung in die Zelle ermöglichen, und große Proben können beim Atmosphärendruck/in der Gasatmosphäre nicht beobachtet werden. Ferner ist es im Fall der Umgebungszelle für die Beobachtung einer anderen Probe erforderlich, die Umgebungszelle aus der SEM-Vakuumprobenkammer zu entfernen und die Zelle nach dem Austauschen der Probe wieder in die Vakuumprobenkammer zu laden, woraus sich das Problem eines mühsamen Probenaustausches ergibt. Dagegen wird beim System gemäß dem vorliegenden Beispiel eine Seitenfläche des zweiten Gehäuses 121 geöffnet und wird die Probe 6 in den zweiten Raum 12 eingebracht, welcher ein großer Raum auf dem Atmosphärendruck ist. Demgemäß kann eine große Probe in der Art eines Halbleiterwafers beim Atmosphärendruck beobachtet werden. Insbesondere kann die Größe des zweiten Gehäuses gemäß dem vorliegenden Beispiel leicht erhöht werden, weil das System die Einführung über die Seitenfläche der Probenkammer ermöglicht. Demgemäß kann selbst eine große Probe, die nicht in der Umgebungszelle versiegelt werden kann, beobachtet werden. Ferner kann die Probe, weil das zweite Gehäuse 121 die offene Fläche aufweist, während der Beobachtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des zweiten Raums 12 bewegt werden, wodurch ein einfacher Probenaustausch ermöglicht wird.
2 ist eine detaillierte Ansicht der Umgebung des Detektors 3, des Trennfilms 10, der Probe 6 und des Detektors 150. Der Trennfilm 10 ist auf dem Trennfilm-Halteelement 155 angeordnet. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, wird angenommen, dass der Trennfilm 10 und das Trennfilm-Halteelement 155 mit einem vakuumdichtbaren Klebstoff, einem doppelseitigen Klebeband oder dergleichen aneinander angeklebt sind.
Ein Detektionssignal vom am Ende des Tubus 2 der optischen Linse für geladene Teilchen angeordneten Detektor 3 wird über eine Signalleitung 156 und einen hermetisch gedichteten Verbinder 173, der mit einem Vakuumdichtungsabschnitt 174 vakuumgedichtet ist, zum Signalverstärker 154 gesendet. Während der Signalverstärker 154 wie dargestellt außerhalb der Vorrichtung angeordnet ist, kann der Signalverstärker 154 auch in der Nähe des Detektors 3 im Vakuum angeordnet werden.
Die Probe 6 wird auf dem Detektor 150 angeordnet. Der Detektor 150 wird auf einem Detektorhaltesockel 166 angeordnet. Ein Detektionssignal vom Detektor 150 wird über einen Verbinder 161 und eine Signalleitung 157, welche ein Kabel aufweisen kann, an den Signalverstärker 152 angelegt. Der Detektorhaltesockel 166 und der Probensockel 17 können durch ein konvexes Element 169 oder eine befestigende Metallverbindung (nicht dargestellt), die auf dem Probensockel 17 angeordnet ist, befestigt werden, oder dies kann nicht der Fall sein. Falls die Position des Detektors 150 und des Detektorhaltesockels 166 durch Bewegen des Probensockels 17 verschoben wird, kann eine solche Befestigung wirksam sein.
Der mit dem Detektor 150 versehene Detektorhaltesockel 166 ist abnehmbar. Wenn die Probe 6 montiert wird, wird die Probe 6 auf dem Detektor 150 auf dem Detektorhaltesockel 166 außerhalb der Vorrichtung angeordnet. Dann wird der Detektorhaltesockel 166 auf dem Probensockel 17 montiert. Anschließend wird die Verbindung mit dem Signalverstärker 152, der vorab innerhalb der Vorrichtung angeordnet wurde, unter Verwendung der Signalleitung 157 hergestellt. Der Detektorhaltesockel 166 wird dann innerhalb der Vorrichtung, d. h. innerhalb des zweiten Gehäuses, angeordnet, wenn die Probe 6 mit dem durch den Trennfilm 10 hindurchtretenden Strahl geladener Teilchen bestrahlt werden kann.
Wenn kein Signal durch den Detektor 150 erfasst wird, können der Detektor 150 und der Detektorhaltesockel 166 abgenommen werden, und die Probe 6 kann direkt auf dem Probensockel 17 angeordnet werden. Während sich der Detektor 150 hier auf ein Detektionselement bezieht, können der Detektor 150 und der Detektorhaltesockel 166, die integriert sind, in der vorliegenden Patentschrift als Detektor bezeichnet werden.
Weil die Probe 6 unter dem Atmosphärendruck auf dem Detektor angeordnet wird, kann ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop verwirklicht werden, welches das Innere der Probe unter dem Atmosphärendruck oder in einer Gasatmosphäre mit einem Druck, welcher dem Atmosphärendruck im Wesentlichen entspricht, leichter beobachten kann als im Stand der Technik.
3(a) zeigt den Detektor 150, auf dem die Probe 6 montiert wurde, und periphere Strukturen. Das Signal vom Detektor 150 wird über die Signalleitung 163 an den Verbinder 161 ausgegeben. Der Detektor 150 ist ein Halbleiterdetektor beispielsweise aus Silicium, wie vorstehend erwähnt wurde. Der Detektor 150 kann ein Szintillator sein, der den Strahl geladener Teilchen in Licht umwandelt. Wie in 3(b) dargestellt ist, kann der Detektor 150 in mehreren Bereichen, beispielsweise vier Bereichen statt einem Bereich, angeordnet werden. Die Probe 6 wird auf dem Detektor 150 angeordnet, wie beispielsweise in 3(c) dargestellt ist. In der Figur sind vier Proben in vier Detektionsbereichen angeordnet. Im Allgemeinen haben Halbleiterdetektoren und dergleichen, welche eine große Fläche aufweisen, eine große Parasitärkapazität, so dass die Signalbandbreite des Detektionssignals verschmälert werden kann. Demgemäß kann die Signalbandbreite des Detektionssignals durch Unterteilen der Detektionselementfläche, wie in 3(b) dargestellt, vergrößert werden. Wenn es mehrere Proben gibt, kann jede Probe beispielsweise auf einem jeweiligen Detektor angeordnet werden, wie in 3(c) dargestellt ist, wodurch leicht festgestellt werden kann, welche Probe beispielsweise an welcher Position angeordnet ist.
Wenn ein Szintillator verwendet wird, kann der Detektor 150 eine optische Wandlereinheit sein, welche den Strahl geladener Teilchen in Licht umwandelt, und kann die Verdrahtung 163 ein optischer Wellenleiter in der Art transparenten Glases sein. Anschließend an den Verbinder 161 kann ein Photomultiplier zum Vervielfachen und Umwandeln des Lichts in elektronische Informationen angeschlossen sein.
Der Detektor 150 kann einen Detektor einschließen, der nicht nur den Strahl geladener Teilchen aus Ionen, Elektronen und dergleichen detektiert, sondern auch Photonen oder Röntgenstrahlen und dergleichen, die von der Probe emittiert werden, detektiert. Der Detektor 150 kann auch einen Detektor in der Art einer Vielkanalplatte oder einer Ionisationskammer einschließen, die im Schutzumfang des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel enthalten sind, solange die vorgesehenen Funktionen des vorliegenden Beispiels erfüllt werden können.
Als nächstes wird mit Bezug auf 4 die Differenz zwischen dem Signal, wenn sich der Detektor 150 und die Probe dicht beieinander befinden, und dem Signal, wenn der Detektor 150 und die Probe voneinander beabstandet sind, beschrieben. Hier wird davon ausgegangen, dass es in der Probe einen Ort 167 hoher Dichte und einen Ort 168 niedriger Dichte gibt. In 4(a) wird ein Fall betrachtet, in dem der Detektor 150 und die Probe dicht beieinander liegen. Wenn der Ort 167 hoher Dichte in der Probe mit dem Strahl 159 primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, wird der größte Teil des Strahls geladener Teilchen nach hinten gestreut, so dass der Strahl geladener Teilchen den Detektor 150 nicht erreicht. Wenn andererseits der Ort 168 niedriger Dichte in der Probe mit dem Strahl 159 primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, kann der Strahl geladener Teilchen zum Detektor 150 durchgelassen werden. Daher kann ein Dichtenunterschied innerhalb der Probe im Detektor 150 detektiert werden. Weil der Bereich unter dem Trennfilm 10 in der Figur der Atmosphärenraum ist, ist es bevorzugt, dass der Trennfilm 10 und die Probe so dicht wie möglich beieinander angeordnet werden, um zu verhindern, dass der Strahl geladener Teilchen gestreut wird.
Es wird ein Fall betrachtet, in dem wie in 4(b) dargestellt die Probe 6 auf einem Tragsockel 170 montiert ist und die Probe 6 und der Detektor 150 voneinander beabstandet sind. In diesem Fall wird der Strahl geladener Teilchen, mit dem der Ort 167 hoher Dichte in der Probe bestrahlt wird, hauptsächlich rückwärts gestreut, während der vom Ort 168 niedriger Dichte durchgelassene Strahl geladener Teilchen durch den Atmosphärenraum gestreut wird, bevor er den Detektor 150 erreicht. Dadurch wird es schwieriger als im Fall aus 4(a), Informationen über das Innere der Probe unter Verwendung des Detektors 150 zu detektieren. Aus diesem Grund ist es, wenn die Informationen über das Innere der Probe detektiert werden, bevorzugt, den Abstand zwischen der Probe und dem Detektor 150 kleiner zu machen als den Abstand, bei dem der größte Teil des durchgelassenen Strahls geladener Teilchen gestreut wird. Insbesondere ist es erforderlich, die mittlere freie Weglänge des durchgelassenen Strahls geladener Teilchen zu verkürzen. Der Abstand zwischen dem Trennfilm und der Probe und der zulässige Abstand zwischen der Probe und dem Detektor können von den Bestrahlungsbedingungen in der Art der Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen abhängen. Realistischerweise brauchen die Abstände jedoch nicht größer als beispielsweise 1 mm zu sein. Demgemäß ist es besonders bevorzugt, die Probe direkt auf dem Detektor 150 anzuordnen, wie in 4(a) dargestellt ist.
Das System, bei dem die Probe nicht direkt auf dem Detektor angeordnet ist, ist in 5(a) dargestellt. In der Figur ist die Probe auf einem gitterartigen Element 171 angeordnet. Das gitterartige Element 171 ist auf dem Detektor 150 angeordnet. Auf dem gitterartigen Element 171 ist die Probe 6 angeordnet. Der Abstand zwischen der unteren Fläche der Probe und dem Detektor 150 ist durch die Dicke des gitterartigen Elements 171 bestimmt. Wenn die Dicke gering ist, kann der Strahl geladener Teilchen den Detektor 150 erreichen, ohne gestreut zu werden, wie in 4(b) dargestellt ist. Die Dicke kann im Allgemeinen kleiner oder gleich 100 μm sein. Wie in 5(b) dargestellt ist, kann eine Folie oder ein Film 172 an Stelle des Gitters auf dem Detektor angeordnet werden, und die Probe 6 kann auf der Folie oder dem Film angeordnet werden. Die Dicke kann im Allgemeinen kleiner oder gleich 100 μm sein. Die Folie oder der Film 172 kann vorab durch Dampfabscheidung oder durch Ankleben auf dem Detektor 150 angeordnet werden, oder die Folie oder der Film 172 kann getrennt sein. Vorzugsweise besteht das gitterartige Element 171 oder die Folie oder der Film 172 aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial, so dass durch den Strahl geladener Teilchen keine Aufladung hervorgerufen wird. Das gitterartige Element 171 oder die Folie oder der Film 172 kann jedoch ein Halbleiter oder ein Isolator sein, die oder der so dünn ist, dass keine Aufladung hervorgerufen wird. In jedem Fall wird die Detektion durch den Detektor 150 umso einfacher, je dünner das Gitter oder die Folie oder der Film ist.
Die Proben, die direkt auf dem in den 3, 4 und 5 dargestellten Detektor montiert werden können, umfassen beispielsweise eine Flüssigkeit oder eine Membran, welche eine Zelle enthält, eine flüssige biologische Probe, wie Blut oder Urin, einen Zellenschnitt, Teilchen in einer Flüssigkeit und feine Teilchen von Pilzen, Schimmel oder einen Virus und dergleichen. Die flüssige Probe oder die Probe in einem flüssigen Medium kann beispielsweise durch Anbringen einer Zellen enthaltenden Membran an der Spitze eines Werkzeugs in der Art eines Wattestäbchens und anschließendes Aufbringen des Stäbchens auf den Detektor, oder indem sie aus einer Pipette fallen gelassen wird, montiert werden. Im Fall feiner Teilchen kann die Probe über den Detektor gesprenkelt werden.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop verwirklicht werden, welches das Innere der Probe beobachten kann und eine Beobachtung unter dem Atmosphärendruck ausführen kann.
Zweites Beispiel
Im vorliegenden Beispiel wird eine Anwendung auf ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop beschrieben. Beispiele des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops umfassen ein Rasterelektronenmikroskop und ein Ionenmikroskop. Nachfolgend wird auf eine Beschreibung von Abschnitten, die jenen des ersten Beispiels ähneln, verzichtet.
6 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Wie beim ersten Beispiel umfasst das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel den Tubus 2 der optischen Linse für Elektronen, das erste Gehäuse (die Vakuumkammer) 7, welches (welche) den Tubus der optischen Linse für Elektronen in Bezug auf die Vorrichtungsinstallationsfläche trägt, das zweite Gehäuse (die Anbringung) 121, das (die) in das erste Gehäuse 7 eingeführt wird, und das Steuersystem. Es wird auf eine detaillierte Beschreibung von Arbeitsvorgängen oder Funktionen der vorstehenden Elemente oder zusätzlicher Elemente verzichtet, weil sie jenen aus dem ersten Beispiel im Wesentlichen ähneln.
Das Trennfilm-Halteelement 155 ist an der unteren Seitenfläche einer Abdeckungsplatte des zweiten Gehäuses 121 über ein Vakuumdichtungselement abnehmbar befestigt. Der Trennfilm 10 ist infolge der Notwendigkeit, den Elektronenstrahl durchzulassen, sehr dünn und weist eine Dicke in der Größenordnung von höchstens 20 μm auf. Demgemäß könnte der Trennfilm 10 während einer Vorbereitung für eine Beobachtung im Laufe der Zeit verschlechtert oder beschädigt werden. Auch lässt sich der Trennfilm 10 wegen seiner geringen Dicke nur sehr schwer direkt handhaben. Beim vorliegenden Beispiel kann der Trennfilm 10 jedoch durch das Trennfilm-Halteelement 155 statt direkt gehandhabt werden, wodurch die Handhabung des Trennfilms 10 (insbesondere für das Austauschen) stark erleichtert wird. Insbesondere kann der Trennfilm 10, falls er beschädigt wird, zusammen mit dem Trennfilm-Halteelement 155 ausgetauscht werden. Falls der Trennfilm 10 direkt ausgetauscht werden muss, kann das Trennfilm-Halteelement 155 außerhalb der Vorrichtung entfernt werden, und der Trennfilm 10 kann dann außerhalb der Vorrichtung ausgetauscht werden. An Stelle des Trennfilms kann ein Blendenelement, das ein Loch mit einer Fläche von höchstens 1 mm² aufweist, wie beim ersten Beispiel verwendet werden.
Ferner ist das Trennfilm-Halteelement 155 gemäß dem vorliegenden Beispiel auf der Seite, die der Probe 6 entgegengesetzt ist, mit einem Begrenzungselement 105 versehen, welches einen Kontakt zwischen dem Trennfilm und der Probe verhindert. Für das Begrenzungselement 105 kann alles Mögliche verwendet werden, solange dadurch verhindert werden kann, dass der Abstand zwischen der Probe und dem Trennfilm kleiner oder gleich einem bestimmten Abstand wird. Beispielsweise kann einfach ein Klebstoff oder ein Band angebracht werden und als Begrenzungselement 105 verwendet werden. Vorzugsweise wird angesichts der mittleren freien Weglänge des Primärelektronenstrahls, der durch den Trennfilm 10 hindurchgetreten ist, jedoch das Begrenzungselement 105 aus einem Dünnfilmmaterial mit einer genau bekannten Dicke hergestellt. In 6 ist das Begrenzungselement 105 am Trennfilm-Halteelement 155 angebracht. Das Begrenzungselement 105 kann jedoch auch am Trennfilm 10 selbst oder am Probentisch 5 angebracht werden. Alternativ kann das Begrenzungselement 105 um die Probe 6 herum oder am Detektor 150 angebracht werden. Ferner kann das Begrenzungselement 105 vorzugsweise als abnehmbar ausgelegt werden.
Das Detektionssignal vom Detektor 150 wird über den Verstärker 152 und einen hermetisch gedichteten Verbinder 175, der an einem Abdeckelement 122 angebracht ist, zur untergeordneten Steuereinheit 37 gesendet. Wie nachstehend beschrieben wird, kann der zweite Raum 12 im Vakuum angeordnet werden. Demgemäß ist der hermetisch gedichtete Verbinder 175 vorzugsweise ein vakuumgedichteter hermetisch gedichteter Verbinder, der einen Vakuumbereich aufrechterhalten kann.
Beim mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die offene Fläche des zweiten Gehäuses 121 mit dem Abdeckelement 122 bedeckt werden, wodurch verschiedene Funktionen verwirklicht werden können, wie nachstehend beschrieben wird.
Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel ist mit der Funktion versehen, ein Austauschgas in das zweite Gehäuse einzubringen. Der vom unteren Ende des Tubus 2 der optischen Linse für Elektronen emittierte Elektronenstrahl durchläuft den auf einem Hochvakuum gehaltenen ersten Raum 11, läuft durch den in 6 dargestellten Trennfilm 10 (oder ein Blendenelement) und tritt ferner in den auf dem Atmosphärendruck oder in einem leichten Unterdruckzustand (in Bezug auf den ersten Raum) gehaltenen zweiten Raum 12 ein. Weil der Elektronenstrahl im Bereich geringeren Vakuums durch Gasmoleküle gestreut wird, wird die mittlere freie Weglänge kürzer. Wenn der Abstand zwischen dem Trennfilm 10 und der Probe 6 groß ist, erreichen die Sekundärelektronen, die reflektierten Elektronen oder die durchgelassenen Elektronen, die vom Elektronenstrahl oder durch die Elektronenstrahleinstrahlung erzeugt werden, insbesondere nicht die Probe und den Detektor 3 oder den Detektor 150. Andererseits ist die Streuwahrscheinlichkeit des Elektronenstrahls proportional zur Massenzahl der Gasmoleküle. Demgemäß kann die Streuwahrscheinlichkeit des Elektronenstrahls durch Austauschen der Gasmoleküle im zweiten Raum 12 durch Gasmoleküle, die eine kleinere Massenzahl als jene der Atmosphäre aufweisen, verringert werden, wodurch ermöglicht wird, dass der Elektronenstrahl die Probe erreicht. Ferner kann ein Gasaustausch statt im gesamten zweiten Raum zumindest für die Atmosphäre im Elektronenstrahl-Durchgangsweg im zweiten Raum erfolgen. In Bezug auf den Typ des Austauschgases sei bemerkt, dass bei Verwendung eines Gases, das leichter als das Atmosphärengas ist, wie Stickstoff, Wasserdampf und dergleichen, eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des Bilds erreicht werden kann, eine noch größere Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des Bilds jedoch erreicht werden kann, wenn ein Gas mit einer geringeren Masse, wie Heliumgas oder Wasserstoffgas, verwendet wird.
Aus den vorstehenden Gründen ist beim mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel das Abdeckelement 122 mit einem Anbringungsabschnitt (Gaseinleitabschnitt) für ein Gaszufuhrrohr 100 versehen. Das Gaszufuhrrohr 100 ist durch einen Kopplungsabschnitt 102 mit einem Gastank 103 für das Einbringen des Austauschgases in den zweiten Raum 12 gekoppelt. Entlang dem Gaszufuhrrohr 100 ist ein Gassteuerventil 101 angeordnet, um die Durchflussrate des im Rohr fließenden Austauschgases zu steuern. Für diesen Zweck erstreckt sich eine Signalleitung vom Gassteuerventil 101 zur untergeordneten Steuereinheit 37, so dass der Benutzer der Vorrichtung die Durchflussrate des Austauschgases auf einer auf einem Bildschirm des Computers 35 angezeigten Bedienungsbildschirmanzeige steuern kann.
Weil das Austauschgas ein Gas eines leichten Elements ist, neigt es dazu, im oberen Teil des zweiten Raums 12 zu bleiben, und es lässt sich nur schwer auf der Unterseite austauschen. Demgemäß kann das Abdeckelement 122 an einer Stelle unterhalb der Stelle, an der das Gaszufuhrrohr 100 angebracht ist, mit einer Öffnung versehen werden, um eine Kommunikation zwischen dem Inneren und dem Äußeren des zweiten Raums bereitzustellen. Beispielsweise ist in 6 eine Öffnung an der Position bereitgestellt, an der das Druckeinstellventil 104 angebracht ist. Auf diese Weise kann das Atmosphärengas durch das vom Gaseinleitabschnitt eingeleitete Gas eines leichten Elements gedrückt werden und wird über die untere Öffnung ausgestoßen, wodurch das Gas innerhalb des zweiten Gehäuses 121 wirksam ausgetauscht werden kann. Die Öffnung kann eine Zweitfunktion als eine Grobevakuierungsöffnung erfüllen, wie nachstehend beschrieben wird.
Das zweite Gehäuse 121 oder das Abdeckelement 122 kann mit einem Evakuierungsport versehen werden, so dass das Innere des zweiten Gehäuses 121 einmal evakuiert werden kann und dann in einen leichten Unterdruckzustand versetzt werden kann. In diesem Fall braucht die Evakuierung nur die Atmosphärengaskomponenten, die im zweiten Gehäuse 121 verbleiben, auf ein bestimmtes Maß oder darunter verringern, und es ist keine Hochvakuumevakuierung erforderlich. Auf diese Weise ist die Grobevakuierung ausreichend. Nach der Grobevakuierung kann Gas über das Gaszufuhrrohr 100 eingeleitet werden. Der Vakuumgrad kann beispielsweise in der Größenordnung von 10⁵ Pa bis 10³ Pa liegen. Wenn keine Gaseinbringung erfolgt, kann der Gastank 103 durch eine Vakuumpumpe ersetzt werden, und es kann noch ein leichter Unterdruckzustand gebildet werden.
Beim herkömmlichen so genannten Grobvakuum-Rasterelektronenmikroskop stehen die Elektronenstrahlsäule und die Probenkammer in Verbindung miteinander. Wenn demgemäß der Vakuumgrad der Probenkammer verringert wird und dichter an den Atmosphärendruck gebracht wird, wird entsprechend auch der Druck in der Elektronenstrahlsäule geändert. Dadurch war es schwierig, die Probenkammer auf einen Druck in der Größenordnung von 10⁵ Pa (Atmosphärendruck) bis 10³ Pa zu regeln. Gemäß dem vorliegenden Beispiel sind der zweite Raum und der erste Raum durch den Dünnfilm voneinander isoliert, so dass der Druck und der Typ des Gases im durch das zweite Gehäuse 121 und das Abdeckelement 122 eingeschlossenen zweiten Raum frei gesteuert werden können. Demgemäß kann die Probenkammer auf den Druck in der Größenordnung von 10⁵ Pa (Atmosphärendruck) bis 10³ Pa geregelt werden, was sich nur schwer erreichen ließ. Ferner wird nicht nur die Beobachtung beim Atmosphärendruck (etwa 10⁵ Pa) ermöglicht, sondern der Probenzustand kann auch beobachtet werden, während der Druck kontinuierlich auf Drücke um den Atmosphärendruck geändert wird.
Wenn allerdings eine Probe mit einem Feuchtigkeitsgehalt in der Art einer biologischen Probe beobachtet wird, verdampft der Feuchtigkeitsgehalt, sobald die Probe in den Vakuumzustand versetzt wird, und der Probenzustand wird geändert. Demgemäß ist es bevorzugt, das Austauschgas direkt aus der Umgebungsatmosphäre einzuleiten. Die Öffnung kann durch das Abdeckelement abgedeckt werden, nachdem das Austauschgas eingebracht wurde, wodurch das Austauschgas wirksam in den zweiten Raum 12 eingeschlossen werden kann.
Wenn ein Dreiwegeventil am Öffnungsabschnitt montiert ist, kann die Öffnung auch als ein Grobevakuierungsport und eine Auslassöffnung für ein Atmosphärenleck verwendet werden. Beispielsweise wird eine Seite des Dreiwegeventils am Abdeckelement 122 angebracht, wird eine Seite an der Grobevakuierungs-Vakuumpumpe angebracht und wird ein Leckventil auf der anderen angebracht, wodurch eine kombinierte Auslassöffnung verwirklicht werden kann.
An Stelle der Öffnung kann ein Druckeinstellventil 104 installiert werden. Das Druckeinstellventil 104 hat die Funktion des automatischen Öffnens des Ventils, wenn der Innendruck des zweiten Gehäuses 121 den Druck von 1 Atmosphäre oder darüber erreicht. Wenn das Druckeinstellventil mit einer solchen Funktion versehen ist, öffnet es sich, wenn der Innendruck 1 Atmosphäre oder mehr erreicht, während das Gas eines leichten Elements eingelassen wird, automatisch, um die Atmosphärengaskomponenten, wie Stickstoff und Sauerstoff, aus der Vorrichtung auszulassen, wodurch das Innere der Vorrichtung mit dem Gas eines leichten Elements gefüllt werden kann. Der in der Figur dargestellte Gastank 103 kann bereits auf dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop installiert sein, oder er kann anschließend vom Benutzer der Vorrichtung angebracht werden.
Es wird ein Verfahren zum Einstellen der Position der Probe 6 beschrieben. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel ist mit einem Probentisch 5 als Mittel zur Verschiebung des Beobachtungsgesichtsfelds versehen. Der Probentisch 5 weist einen XY-Antriebsmechanismus für die Innerebenenrichtung und einen Z-Achsen-Antriebsmechanismus für die Höhenrichtung auf. Am Abdeckelement 122 ist eine eine Bodenplatte für das Tragen des Probentisches 5 bildende Tragplatte 107 angebracht, wobei der Probentisch 5 an der Tragplatte 107 befestigt ist. Die Tragplatte 107 ist so montiert, dass sie sich in das zweite Gehäuse 121 zur dem zweiten Gehäuse 121 entgegengesetzten Fläche des Abdeckelements 122 erstreckt. Vom Z-Achsen-Antriebsmechanismus und vom XY-Antriebsmechanismus erstrecken sich Tragschäfte und sind mit einem Betätigungsknopf 108 bzw. einem Betätigungsknopf 109 verbunden. Der Benutzer der Vorrichtung kann die Betätigungsknöpfe 108 und 109 betätigen, um die Position der Probe 6 im zweiten Gehäuse 121 einzustellen.
Der Detektor 150 wird auf dem Tisch 5 angeordnet. Im Allgemeinen ist die Signalstärke vom Detektor 150 klein, so dass der Detektor 150 und der Signalverstärker 152 für Störungsrauschen weniger anfällig gemacht werden können, indem sie dichter beieinander angeordnet werden. Weil ferner der Signalverstärker 152 auf dem Tisch montiert ist, werden, wenn der Tisch 5 bewegt wird, auch der Detektor 150, der Detektorhaltesockel 166 und der Signalverstärker 152 ähnlich gemeinsam mit der Probe 6 bewegt. Auf diese Weise kann die Signalleitung 157, durch welche ein Signal mit einer kleinen Stärke fließt, einfach an ihrem Ort fixiert werden. In diesem Fall muss die Signalleitung 162 jedoch entsprechend der Bewegung beispielsweise des Tisches 5 ausziehbar sein.
Es wird ein Mechanismus zum Austauschen der Probe 6 beschrieben. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel ist mit einem Abdeckelement-Tragelement 19 und einer Bodenplatte 20 auf der Bodenfläche des ersten Gehäuses 7 und der unteren Fläche des Abdeckelements 122 versehen. Das Abdeckelement 122 ist durch ein Vakuumdichtungselement 125 abnehmbar am zweiten Gehäuse 121 befestigt. Das Abdeckelement-Tragelement 19 ist in Bezug auf die Bodenplatte 20 abnehmbar befestigt. Demgemäß können, wie in 7 dargestellt ist, das Abdeckelement 122 und das Abdeckelement-Tragelement 19 ganz vom zweiten Gehäuse 121 entfernt werden. In der Figur sind die elektrische Verdrahtung und dergleichen fortgelassen.
Die Bodenplatte 20 ist mit einer Tragsäule 18 versehen, die während der Entfernung als Führung verwendet wird. In einem normalen Beobachtungszustand ist die Tragsäule 18 in einem Aufnahmeabschnitt aufgenommen, der in der Bodenplatte 20 bereitgestellt ist. Während des Entfernens kann die Tragsäule 18 in der Richtung ausgestreckt werden, in der das Abdeckelement 122 ausgezogen wird. Gleichzeitig wird die Tragsäule 18 am Abdeckelement-Tragelement 19 befestigt. Wenn das Abdeckelement 122 vom zweiten Gehäuse 121 entfernt wird, werden das Abdeckelement 122 und der Körper des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops demgemäß nicht vollständig voneinander getrennt, wodurch verhindert wird, dass der Probentisch 5 oder die Probe 6 herunterfällt.
Wenn die Probe in das zweite Gehäuse 121 eingebracht wird, wird der Z-Achsen-Betätigungsknopf des Probentisches 5 anfänglich gedreht, um die Probe 6 vom Trennfilm 10 zu beabstanden. Dann wird das Druckeinstellventil 104 geöffnet, wodurch das Innere des zweiten Gehäuses der Atmosphäre geöffnet wird. Nachdem bestätigt wurde, dass das Innere des zweiten Gehäuses nicht in einem depressurisierten Zustand oder einem stark pressurisierten Zustand ist, wird das Abdeckelement 122 zu der Seite gezogen, welche dem Vorrichtungskörper entgegengesetzt ist, wodurch der Zustand erreicht wird, in dem die Probe 6 ausgetauscht werden kann. Nachdem die Probe ausgetauscht wurde, wird das Abdeckelement 122 in das zweite Gehäuse 121 gedrückt, wird das Abdeckelement 122 unter Verwendung eines nicht dargestellten Befestigungselements am passenden Abschnitt 132 befestigt, und das Austauschgas wird dann nach Bedarf eingeleitet. Der vorstehende Vorgang kann auch in einem Zustand ausgeführt werden, in dem eine Hochspannung an die optische Linse 2 innerhalb des Tubus 2 der optischen Linse für Elektronen angelegt wird, oder in einem Zustand ausgeführt werden, in dem der Elektronenstrahl von der Elektronenquelle 8 emittiert wird. Demgemäß kann die Beobachtung durch das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel schnell nach dem Austauschen der Probe eingeleitet werden.
Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel kann auch als ein normales Hochvakuum-SEM verwendet werden. 8 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel, wenn es als ein Hochvakuum-SEM verwendet wird. In 8 ist das Steuersystem nicht dargestellt, weil es jenem aus 6 ähnelt. 8 zeigt das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop in einem Zustand, in dem, nachdem das Gaszufuhrrohr 100 und das Druckeinstellventil 104 aus dem Abdeckelement 122 mit dem am zweiten Gehäuse 121 befestigten Abdeckelement 122 entfernt wurden, die Anbringungspositionen für das Gaszufuhrrohr 100 und das Druckeinstellventil 104 durch Abdeckelemente 130 geschlossen wurden. Durch Entfernen des Trennfilms 10 und des Trennfilm-Halteelements 155 vom zweiten Gehäuse 121 in einem früheren oder späteren Vorgang können der erste Raum 11 und der zweite Raum 12 verbunden werden, wodurch es ermöglicht wird, das Innere des zweiten Gehäuses durch die Vakuumpumpe 4 zu evakuieren. Auf diese Weise kann eine Hochvakuum-SEM-Beobachtung ausgeführt werden, während das zweite Gehäuse 121 angebracht ist.
Bei einer Modifikation der Konfiguration aus 8 kann das zweite Gehäuse 121 mit dem daran angebrachten Trennfilm-Halteelement 155 ganz entfernt werden und kann das Abdeckelement 122 direkt an der Kopplungsfläche des ersten Gehäuses 7 befestigt werden, wie in 9 dargestellt ist. Auch bei der vorliegenden Konfiguration können der erste Raum 11 und der zweite Raum 12 verbunden sein, so dass das Innere des zweiten Gehäuses unter Verwendung der Vakuumpumpe 4 evakuiert werden kann. Dieser Zustand gleicht der Konfiguration einer allgemeinen SEM-Vorrichtung.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind beim vorliegenden Beispiel der Probentisch 5 mit dem darauf montierten Detektor 150, die Betätigungsknöpfe 108 und 109, das Gaszufuhrrohr 100 und das Druckeinstellventil 104 alle gemeinsam am Abdeckelement 122 montiert. Demgemäß kann der Benutzer der Vorrichtung die Betätigungsknöpfe 108 und 109 betätigen, die Probe austauschen und das Gaszufuhrrohr 100 oder das Druckeinstellventil 104 in Bezug auf die gleiche Fläche des ersten Gehäuses abnehmen oder anbringen. Demgemäß kann verglichen mit einem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop, das so ausgelegt ist, dass die vorstehenden Bestandteile getrennt an anderen Flächen der Probenkammer montiert sind, eine stark verbesserte Bedienbarkeit erhalten werden, wenn zwischen dem Zustand der Beobachtung unter dem Atmosphärendruck und dem Zustand der Beobachtung unter einem Hochvakuum umgeschaltet wird.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Konfigurationen kann eine Kontaktüberwachung zum Erkennen des Kontaktzustands zwischen dem zweiten Gehäuse 121 und dem Abdeckelement 122 bereitgestellt werden, um zu überwachen, ob der zweite Raum geschlossen oder geöffnet ist.
Zusätzlich zum Sekundärelektronendetektor oder zum Detektor für reflektierte Elektronen kann ein Röntgenstrahldetektor oder ein Lichtdetektor installiert werden, um eine EDS-Analyse oder eine Fluoreszenzliniendetektion zu ermöglichen. Der Röntgenstrahldetektor oder der Lichtdetektor kann entweder im ersten Raum 11 oder im zweiten Raum 12 angeordnet werden.
Eine Spannung kann an den Probentisch 5 oder den Detektor 150 angelegt werden. Wenn eine Spannung an die Probe 6 oder den Detektor 150 angelegt wird, können die emittierten Elektronen oder die durchgelassenen Elektronen von der Probe 6 mit einer hohen Energie versehen werden, wodurch die Signalstärke erhöht werden kann und das Signal-Rausch-Verhältnis des Bilds verbessert werden kann.
Dementsprechend kann gemäß dem vorliegenden Beispiel ein SEM verwirklicht werden, das auch als ein Hochvakuum-SEM verwendet werden kann und das eine einfache Beobachtung unter dem Atmosphärendruck oder einer Gasatmosphäre mit einem leichten Unterdruckzustand ermöglicht, zusätzlich dazu, dass es die Wirkungen des ersten Beispiels bereitstellt. Weil eine Beobachtung durch Einbringen von Austauschgas ausgeführt werden kann, kann das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß dem vorliegenden Beispiel Bilderfassungen mit einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis ausführen als das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop des ersten Beispiels.
Wenngleich im vorliegenden Beispiel eine Konfiguration beschrieben wurde, die für ein Auftisch-Elektronenmikroskop vorgesehen ist, kann das vorliegende Beispiel auch auf ein großes mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop angewendet werden. Im Fall eines Auftisch-Elektronenmikroskops wird die Vorrichtung insgesamt oder wird der Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen über ein Gehäuse auf der Vorrichtungsinstallationsfläche getragen. Im Fall eines großen mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops kann die Vorrichtung insgesamt auf einem Montagesockel angeordnet werden. Demgemäß kann die mit Bezug auf das vorliegende Beispiel beschriebene Konfiguration durch Anordnen des ersten Gehäuses 7 auf dem Montagesockel unverändert für das große mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop verwendet werden.
Drittes Beispiel
Im vorliegenden Beispiel wird eine Konfiguration beschrieben, bei der das Abdeckelement 122 aus der Vorrichtungskonfiguration aus 6 entfernt wurde. Nachfolgend wird auf die Beschreibung von Abschnitten, die jenen des ersten oder des zweiten Beispiels ähneln, verzichtet. 10 zeigt eine Gesamtkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Es wird auf die Beschreibung des Steuersystems verzichtet, weil es jenem des zweiten Beispiels ähnelt, und es sind in der Figur nur die Hauptabschnitte der Vorrichtung dargestellt.
Bei der in 10 dargestellten Konfiguration ist der Probentisch 5 direkt an der Bodenfläche des zweiten Gehäuses 121 befestigt. Das Gaszufuhrrohr 100 kann am zweiten Gehäuse 121 befestigt sein, oder dies kann nicht der Fall sein. Gemäß der vorliegenden Konfiguration darf sich die Probe aus der Vorrichtung heraus erstrecken, so dass eine größere Probe beobachtet werden kann als dies bei der mit dem Abdeckelement 122 versehenen Konfiguration des zweiten Beispiels möglich ist.
Viertes Beispiel
Beim vorliegenden Beispiel wird eine Modifikation der Vorrichtungskonfiguration aus 2 beschrieben, wobei das zweite Gehäuse 121 auf der Oberseite des ersten Gehäuses vakuumgedichtet ist. Nachfolgend wird auf Beschreibungen von Abschnitten verzichtet, die jenen des ersten, des zweiten oder des dritten Beispiels ähneln.
11 zeigt eine Gesamtkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß dem vorliegenden Beispiel. Wie im dritten Beispiel zeigt 11 nur die Hauptabschnitte der Vorrichtung. Bei der vorliegenden Konfiguration wird eine topfförmige Anbringung (das zweite Gehäuse 121) verwendet und von oben in das erste Gehäuse 7 eingepasst, und der Tubus 2 der optischen Linse für Elektronen wird ferner von oben in die Anbringung eingepasst. Die Anbringung steht, wenn sie am ersten Gehäuse angebracht ist, in das erste Gehäuse 7 vor, welches quaderförmig ist. In diesem Zustand bildet der geschlossene Raum (der erste Raum 11), der durch die Innenwandflächen des ersten Gehäuses 7, die Außenwandflächen des zweiten Gehäuses und den Trennfilm 10 gebildet ist, einen Raum im Atmosphärendruckzustand, während das Innere des zweiten Gehäuses 121 (der zweite Raum 12) einen evakuierten Raum bildet.
Das zweite Gehäuse 121 ist durch das Vakuumdichtungselement 123 in Bezug auf den Tubus 2 der optischen Linse für Elektronen vakuumgedichtet. Ferner ist das zweite Gehäuse 121 durch das Vakuumdichtungselement 129 in Bezug auf das erste Gehäuse 7 vakuumgedichtet. Bei dieser Konfiguration kann, verglichen mit 6, das Volumen des zweiten Raums 12 vergrößert werden, so dass eine größere Probe angeordnet werden kann als es bei der Konfiguration des zweiten Beispiels möglich ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt und schließt verschiedene Modifikationen ein. Die vorstehenden Beispiele wurden detailliert beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und sie sind nicht in der Hinsicht beschränkt, dass sie alle beschriebenen Elemente aufweisen. Einige der Elemente eines Beispiels können durch die Elemente eines anderen Beispiels ersetzt werden, oder die Elemente des anderen Beispiels können zu den Elementen des einen Beispiels hinzugefügt werden. In Bezug auf einige der Elemente jedes Beispiels kann das Hinzufügen anderer Elemente, das Fortlassen oder das Austauschen anderer Elemente möglich sein. Einige oder alle Elemente, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungsmittel und dergleichen können beispielsweise in Form einer integrierten Schaltung für eine Hardwareimplementation ausgelegt werden. Alternativ können die Elemente, Funktionen und dergleichen als Software in Form eines Programms implementiert werden, um die Funktionen zu verwirklichen, die durch einen Prozessor interpretiert und ausgeführt werden.
Informationen des Programms zum Verwirklichen der Funktionen, Tabellen, Dateien und dergleichen können in eine Aufzeichnungsvorrichtung in der Art eines Speichers, einer Festplatte oder eines Halbleiterlaufwerks (SSD) oder in ein Aufzeichnungsmedium in der Art einer Chipkarte, einer SD-Karte oder einer DVD gegeben werden.
Die dargestellten Steuerleitungen oder Informationsleitungen werden als nur für die Zwecke der Beschreibung notwendig angesehen und geben nicht notwendigerweise alle Steuerleitungen oder Informationsleitungen an, die in einem Produkt erforderlich sind. Es kann davon ausgegangen werden, dass in der Praxis die meisten Elemente miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1: Optische Linse
2: Tubus einer elektronenoptischen Linse (Tubus einer optischen Linse für geladene Teilchen)
3: Detektor
4: Vakuumpumpe
5: Probentisch
6: Probe
7: Erstes Gehäuse
8: Elektronenquelle (Quelle für geladene Teilchen)
9: Offene Fläche
10: Trennfilm
11: Erster Raum
12: Zweiter Raum
14: Leckventil
16: Vakuumrohrleitung
17: Probensockel
18: Tragsäule
19: Abdeckelement-Tragelement
20: Bodenplatte
35: Computer
36: Übergeordnete Steuereinheit
37: Untergeordnete Steuereinheit
43, 44: Kommunikationsleitungen
100: Gaszufuhrrohr
101: Gassteuerventil
102: Kopplungsabschnitt
103: Gastank
104: Druckeinstellventil
105: Begrenzungselement
106: Kamera
107: Tragplatte
108, 109: Betätigungsknopf
121: Zweites Gehäuse
122, 130: Abdeckelement
123, 124, 125, 126, 128, 129: Vakuumdichtungselement
131: Körperabschnitt
132: Passender Abschnitt
150: Detektor
152, 153, 154: Signalverstärker
155: Trennfilm-Halteelement
156, 157, 158: Signalleitung
159: Strahl primärer geladener Teilchen
160, 161: Verbinder
162, 163: Signalleitung
164: Metallkontaktstelle
165: Eingesenkter Abschnitt
166: Detektorhaltesockel
167: Abschnitt hoher Dichte in der Probe
168: Abschnitt geringer Dichte in der Probe
169: Konvexes Element
170: Tragsockel
171: Gitterartiges Element
172: Folie oder Film
173: Hermetisch gedichteter Verbinder
174: Vakuumdichtungsabschnitt
175: Hermetisch gedichteter Verbinder

Claims

Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen, wodurch eine Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, eine Vakuumpumpe, welche das Innere des Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen evakuiert, einen Detektor, der einen durch die Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen erhaltenen durchgelassenen Strahl geladener Teilchen detektiert, und einen Signalverstärker, der getrennt vom Detektor innerhalb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Probe oder die gesamte Probe direkt oder indirekt auf dem Detektor angeordnet ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche Folgendes aufweist: einen abnehmbaren Trennfilm, der angeordnet ist, um einen Raum, in dem die Probe angeordnet ist, vom Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen zu isolieren, und der den Strahl primärer geladener Teilchen durchlässt oder hindurchtreten lässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor auf der Seite des Trennfilms angeordnet ist, welche der Seite der Probe entgegengesetzt ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 2, welche Folgendes umfasst: ein erstes Gehäuse, welches die mit einen Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung insgesamt in Bezug auf eine Vorrichtungsinstallationsfläche trägt, wobei des Innere des ersten Gehäuses durch die Vakuumpumpe evakuiert wird, und ein zweites Gehäuse, das fest auf einer Seitenfläche oder einer Innenwandfläche des ersten Gehäuses oder auf dem Tubus der optischen Linse für geladene Teilchen angeordnet ist, wobei das zweite Gehäuse die Probe aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennfilm auf einer Seite der oberen Fläche des zweiten Gehäuses angeordnet ist und das zweite Gehäuse einen Innendruck aufweist, der gleich dem Innendruck des ersten Gehäuses gehalten wird, oder der Innendruck des zweiten Gehäuses höher gehalten wird als der Innendruck des ersten Gehäuses.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe über eine Folie, einen Film oder ein Gitter auf dem Detektor angeordnet ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der Probe zu einem Detektionselement des Detektors kleiner oder gleich 1 mm ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor von der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung abnehmbar ist.
Mit einen Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Detektionselement aufweist, das aus einem Halbleitermaterial besteht, und ein vom Detektionselement erhaltenes elektrisches Signal detektiert.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Szintillator ist, der den durchgelassenen Strahl geladener Teilchen in Licht umwandelt.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Signalverstärker und dem Detektor unabhängig von der Position des Detektors in Bezug auf den Trennfilm unveränderlich ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche einen Probentisch aufweist, der die Probe in einer Innerebenenrichtung oder einer Höhenrichtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor auf dem Probentisch angeordnet ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche einen Probentisch aufweist, der die Probe in einer Innerebenenrichtung oder einer Höhenrichtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverstärker auf dem Probentisch installiert ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: das zweite Gehäuse eine Quaderform aufweist, wobei eine Seitenfläche geöffnet ist, die Vorrichtung ein Abdeckelement aufweist, das die geöffnete Seitenfläche bedeckt, und ein mit dem Detektor versehener Tisch am Abdeckelement befestigt ist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 2, welche eine Gaseinleitöffnung aufweist, die dafür ausgelegt ist, die Atmosphäre in einem Raum zumindest zwischen dem Trennfilm und der Probe durch ein von Luft verschiedenes Gas zu ersetzen.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre in dem Raum, in dem sich die Probe befindet, auf einen Druck von wenigstens 10³ Pa und höchstens dem Atmosphärendruck geregelt werden kann.