電子検出システム及び方法
１つ又は複数のサンプルからの電子を検出するシステム及び方法を開示する。いくつかの実施形態では、本システム及び方法は、サンプル表面からの二次電子を偏向させるための１つ又は複数の磁場源を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のサンプルからの電子を検出するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造は、順次蒸着されて集積電子回路、集積回路素子、及び／又は異なるマイクロエレクトロニックデバイスを形成するように加工される複数の材料層を含む製品（半導体製品）を準備する工程を含む。一般に、そのような製品は、様々な構造（例：導電性材料で形成された回路線、非導電性材料で充填されたウェル）を有し、（例えば、数ナノメートル以内の規模で）相互に正確に配置されている。所定の構造の位置、大きさ（長さ、幅、深さ）、組成（化学組成）、及び関連する特性（導電性、結晶方向、磁気特性）は、製品性能に重大な影響を及ぼすおそれがある。例えば、ある状況では、これらのパラメータのうちの１つ又は複数が適切な範囲外となると、製品は、所望に機能しないために不良とされてしまう。結果的に、一般的に、半導体製造時の各ステップにわたって非常に良好に制御されることが望ましく、製造工程の様々なステップにおいて半導体製品の製造をモニタリングできるような手段を有することは有効である。この手段で、半導体製造工程の様々なステージで１つ又は複数の特徴の位置、大きさ、組成、及び関連する性質を調査することができる。本明細書では、半導体製品とは、集積電子回路、集積回路素子、マイクロエレクトロニック素子又は集積電子回路の製造プロセス中に得られる製品、集積回路素子、マイクロエレクトロニック素子を指す。いくつかの実施形態では、半導体製品は、フラットパネルディスプレイ又は光電池の一部を構成する。
【０００３】
半導体製品を可視化（イメージング）するシステム及び方法は既知である。そのようなシステム及び方法の多くにおいて、イオンビーム又は電子ビームが製品に当たり、二次電子のような粒子が製品から放出される。これらの二次電子が検出され、製品についての情報を提供し、サンプルの像を取得するために用いられる。
【発明の開示】
【０００４】
概して、本開示は、電子を検出するための改良された方法及びシステムに関するものである。典型的には、本システム及び方法は、荷電粒子ビームをサンプルに作用させて、電子（例えば、二次電子）がサンプルから放出されるようにすることを含む。本システム及び方法は、電子検出の効率を改善することができる。改善された電子効率は、様々な利点を生ずる。
【０００５】
例えば、電子効率が向上することで、所望の解像度を有するサンプル画像を取得するための所要時間を短縮することができる。複数のサンプルが（順番又は並行して）取得される場合、所望の解像度を有する画像を取得するための時間が短縮されていれば、結果的に、全工程に必要な所要時間が短縮される。
【０００６】
また、電子検出効率が改善されると、比較的高解像度のサンプル画像を取得することができるようになる。いくつかの場合、特に高解像度の画像が重要な場合には、本明細書に記載のシステム及び方法を有利に用いることができるが、他方、低解像度の画像しか生成することができないシステム及び方法を用いても、所望の画像を得ることはできない。
【０００７】
いくつかの場合、サンプルと、例えば、イオンビームとしての荷電粒子を生成するために用いられるガスフィールドイオン源のイオンカラムの末端との間の距離が比較的小さい。このような場合、必要な電子を検出することは非常に難しい。磁場によって電子の軌道を操作することで、必要な電子を検出する機能を高めることが可能である。
【０００８】
一つの観点によれば、本願は、概して、複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の二次電子をサンプルから放出させることと、これらの複数の二次電子を磁場に曝して、これらの二次電子の軌道を修正することとを含む方法を開示するものである。また、本方法は、複数の二次電子を磁場にさらした後、これら複数の二次電子を検出するステップを含む。
【０００９】
他の観点によれば、本願は、ハウジングと、ハウジング内の第１粒子源と、ハウジング内の磁場源と、ハウジング内の検出器とを含むシステムを開示するものである。第１粒子源は、複数の第１粒子をサンプルに向かって放射させ、使用中複数の第１粒子がサンプルに作用する間に複数の第２粒子をサンプルから放出させる。磁場源は、使用中前記複数の第２粒子がサンプルから放出され、且つ磁場源がオンになっている場合、複数の第２粒子の軌道を修正する磁場を生成させる。検出器は、複数の第２粒子が磁場にさらされた後に使用される間に、前記複数の第２粒子の少なくとも一部を検出する。
【００１０】
さらなる観点によれば、本願は、複数の第１粒子をサンプルに作用させ、複数の第２粒子をサンプルから放出させるステップと、複数の第２粒子を磁場にさらして複数の粒子の軌道を修正するステップとを含む方法を開示するものである。第１粒子の軌道は、実質的に磁場によっては変更されない。
【００１１】
さらなる観点によれば、本願は、サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含む方法を開示するものである。二次電子をサンプルから放出させる粒子の軌道は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１２】
ある観点では、本願は、複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子をサンプルから放出させるステップと、複数の第２粒子を磁場にさらして、複数の第２粒子の軌道を修正するステップとを含む方法を開示するものである。第１粒子が第２粒子をサンプルから放出させる効率は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１３】
他の観点では、本願は、サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含む方法を開示するものである。サンプルから二次電子を放出させる粒子の効率は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１４】
この他の特徴及び効果は、以下の説明、図面、及び請求項から明らかである。
【００１５】
図中、同様の構成要素については同様の参照符号を付して示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ｈｅイオン顕微鏡の概略図である。
【図２】Ｈｅイオン顕微鏡の概略図である。
【図３Ａ】Ｈｅイオン顕微鏡内の電子の軌道を示す図である。
【図３Ｂ】Ｈｅイオン顕微鏡内の電子の軌道を示す図である。
【図４】半導体製品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、Ｈｅイオン顕微鏡１００の概略図である。Ｈｅイオン顕微鏡１００は、ハウジング１０２、Ｈｅイオン源１１０、半導体製品１２０、及び検出器１３０（例えば、エバーハート・ソンリー検出器）を備える。使用中、イオン源１１０は、イオンビームを生成し、当該イオンビームは、製品１２０の表面１２２（及び、表面領域）に作用して、二次電子（エネルギーが５０ｅＶ未満の、サンプルから放出された電子）のような電子を含む粒子を、製品１２０から放出させる。電子は、検出器１３０で検出されて、製品１２０についての情報をもたらし、製品１２０についての画像の生成に用いられる。典型的には検出器１３０は、正静電抽出電界（electrostatic positive extraction field）を生成して、電子が検出器に到達することを促進する。いくつかの実施形態では、電場は最大０．５Ｖ／ｍｍ程度（例えば、０．１Ｖ／ｍｍ〜０．５ＶＶ／ｍｍ）である。
【００１８】
いくつかの場合では、検出される電子の効率は、例えば、システム１００の構成要素の配置を含む実施上配慮により制約を受ける。例えば、イオン源１１０は典型的にはイオンカラムを含み、その最先端の構成要素は、製品１２０に接近して設けられ、製品１２０に当たるＨｅイオンフラックスを促進させて、画像解像度及び／又はスループットを向上させることが望ましい。よって、検出器１３０は、イオン源１１０により精製されたＨｅイオン及び製品１２０の間の軸１４０に対して、軸外に設けられる。このことは、Ｈｅイオンが製品１２０に当たることに対して負の影響を与えることなく、検出器１３０が製品１２０からの電子を効率的に検出することを促進する静電抽出電界を生成することを困難にする恐れがある。換言すれば、ある場合では、電子検出を促進するために十分な静電ポテンシャルを検出器１３０によって生成するまでに、イオンフラックス及び／又はＨｅイオンが製品１２０にあたる位置に影響するほど電場が高くなり、これにより、システム１００を製品１２０を可視化するために用いることが困難となるおそれがある。
【００１９】
図２は、Ｈｅイオン顕微鏡２００の概略図を示す図である。Ｈｅイオン顕微鏡２００は、ハウジング２０２、イオン源１１０、製品１２０、検出器１３０、及び、磁場源２１０を備える。概して、磁場源２１０は、あらゆる磁場源でありうる。いくつかの実施形態では、磁場源２１０は、永久磁石である。ある実施形態では、磁場源２１０は、電流を導通して磁場を生成するワイヤ（例えば、コイル状ワイヤ）である。任意には、磁場源２１０は、図２に示す顕微鏡２００の平面上で、上下に配置されたテスラコイルでありうる。いくつかの実施形態では、磁場源２１０は製品１２０の下に配置された比較的小さいコイルである。
【００２０】
システム２００によって生じる効果は、磁場が電子の軌道に与える影響に比べてて、磁場が正荷電イオンの軌道に与える影響が無視できるということである。例えば、特定の状況下では、所与の磁場において、Ｈｅイオンが同じエネルギーの電子よりも約８５回少ない回数偏向される。イオン源１１０によって生成されたＨｅイオンは、典型的には検出されるべき電子よりもエネルギーが大きいとすると、上述したような磁場の有利な効果は更に大きくなる。いくつかの実施形態では、Ｈｅイオンの軌道を、検出される電子の軌道を磁場が変更する回数よりも、少なくとも２５回（例えば、少なくとも５０回、少なくとも７５回、少なくとも１００回）少ない回数で、磁場がＨｅイオンの軌道を変更する。
【００２１】
従って、磁場源２１０によって生成される磁場の方向及びサイズを適切に選択することで、製品１２０から放出される電子の軌道を、より多くの電子が検出器１３０に到達するように操作することができると共に、Ｈｅイオンと製品１２０との相互作用に磁場が与える影響を除去又は低減することができる。特定の理論に拘束されることなく、いくつかの実施形態では、磁場の大きさ及び／又は方向は、イオン源１１０のイオンカラムの末端と製品１２０との間の距離、製品１２０と検出器１３０との間の距離、検出器１３０と（サンプルから電子が放出される）製品１２０の位置との間の角度、検出される電子のエネルギー、（電子が製品１２０から放出される）製品１２０の位置の形状、及び／又は、検出器１２０に印加される電圧に基づいて定められうる。当業者の技術水準の範囲内で、適切に設計パラメータを調節して所望の特性を有するシステムを設計することが可能である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、磁場は製品１２０の表面１２２に対して垂直である。ある実施形態では、磁場は製品１２０の表面１２２に対して平行である。任意には、製品１２０の表面１２２に対して垂直〜平行となる範囲内のあらゆる方向ベクトルを有するように、磁場を方向付けることも可能である。
【００２３】
ある実施形態では、磁場源２１０によって生成された磁場は、少なくとも０．００５テスラ（例えば、少なくとも０．０１テスラ、少なくとも０．０２５テスラ）、及び／又は最大０．０５テスラ（例えば、最大０．０４テスラ、最大０．０３テスラ）である。いくつかの実施形態では、磁場源２１０によって生成される磁場は、０．００５テスラ〜０．０５テスラである。
【００２４】
図３Ａ及び３Ｂは、磁場を用いた電子検出の向上を説明するための概略図である。図３Aは、磁場源を用いなければ、電子の軌道３１０が、イオン源１１０のイオンカラム１１４の端部１１２によって遮られ、検出器１３０に電子が到達しないように遮られる様子を示す。しかし、図３Bでは、磁場源２１０によって生成される磁場に方向性（表面１２２に平行であり、図示の平面に対して奥行き方向）があり、大きさは、電子が軌道３１０’（特に、電子３２０が検出器１３０に近づくと、検出器１３０によって生成された正静電場が作用する）を通り、検出器１３０によって検出される。
【００２５】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、イオンカラム１１４の端部１１２は、イオンが当たる製品１２０の表面１２２から距離Ｘだけ離れている。いくつかの実施形態では、距離Ｘは最大１０ミリメータ程度（例えば、最大９ミリメータ、最大８ミリメータ、最大７ミリメータ、最大６ミリメータ、最大５ミリメータ、最大４ミリメータ）である。ある実施形態では、Ｘは４〜１０ミリメータである。
【００２６】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、検出器１３０は、製品１２０から電子が放出される表面１２２上の位置から距離Ｙだけ離れている。一般的に、距離Ｙは所望に選択することができる。例えば、ある場合、距離Ｙは比較的小さい（例えば、１０ｍｍ未満）。例えば、エネルギー及び／又は軌道フィルタリングを利用する場合など、他の例では、距離Ｙは、比較的大きい。いくつかの実施形態では、距離Ｙは少なくとも５ミリメータ（例えば、少なくとも１０ミリメータ、少なくとも２０ミリメータ、少なくとも３０ミリメータ、少なくとも５０ミリメータ）及び／又は最大２００ミリメータ（例えば、最大１５０ミリメータ、最大１００ミリメータ）である。ある実施形態では、Ｙは５ミリメータ〜２００ミリメータ（例えば、５ミリメータ〜１００ミリメータ、５ミリメータ〜５０ミリメータ）である。
【００２７】
いくつかの実施形態では、距離Ｙの距離Ｘに対する比率は、少なくとも２：１（例えば、少なくとも３：１、少なくとも４：１、少なくとも５：１）である。ある実施形態では、距離Ｙの距離Ｘに対する比率は、２：１から１０：１（例えば、２：１から５：１）である。
【００２８】
図４は、凹部（cross section）４１０を有する半導体製品４００の断面図である。凹部４１０は、側壁４１２及び４１４と、底部４１６を有する。一般的に、サンプルにこのような凹部を形成するにあたって、凹部を形成する前に、製品４００の内側に位置する１つ又は複数の構造を可視化することが望ましい。凹部を切り出した後、対象領域は、製品４００の一部（例えば、側壁４１２、側壁４１４、底部４１６）であって、凹部に現れる部分に、又はその付近に位置しうる。
【００２９】
磁場源を使用しないシステムを用いた場合、凹部４１０内で生成された電子を検出することは非常に難しい。これは、上述したようなシステム１００の限界に加えて、凹部４１０から出て（例えば、側壁４１２及び４１４に平行な軸に略沿って移動して）、そして、検出器１３０に到達できるように軸外に移動することが可能な軌道に沿って電子を移動させるためには更なる課題があるからである。しかし、磁場源を有するシステムを使用し、磁場の方向及び大きさを適切に選択することで、電子の軌道を操作して、凹部４１０から放出されて検出器１３０により検出されるようにすることが可能となる。従って、磁場源の使用により、側壁４１２並びに４１４及び／、又は底部４１４の画像を比較的短時間で取得できるようになる。いくつかの場合に、磁場源を使用しなければ、側壁４１２並びに４１４及び／又は底部４１６の画像を、十分な解像度で取得することは不可能である。
【００３０】
（他の実施形態）
いくつかの実施形態について説明してきたが、他の実施形態も可能である。例えば、上述の実施形態では、イオン源をＨｅイオン源として示したが、他の種類のガスフィールドイオン源を用いることもできる。例えば、Ｎｅイオン源、Ａｒイオン源、Ｋｒイオン源、及びＸｅイオン源がありうる。
【００３１】
また、上述の実施形態では、ガスフィールドイオン源を使用するものとして説明してきたが、他の種類のイオン源も使用可能である。いくつかの実施形態では、液体金属イオン源を使用することができる。液体金属イオン源の例としては、Ｇａイオン源（例えば、Ｇａ集束イオンビームカラム）がある。
【００３２】
さらには、上述の実施形態では、イオン源は、サンプルに衝突して電子をサンプルから放出させるイオンを生成するものとして説明してきたが、さらに一般的には、あらゆる荷電粒子源を使用することが可能である。例えば、操作電子顕微鏡のような電子源が用いられうる。そのような実施形態では、サンプルに衝突する電子の大部分に対するチャージは、検出される電子の大部分に対するチャージと同様であり、電子源にて生成される電子は、概して検出される電子よりも実質的に高いエネルギーを有する。従って、電子源にて生成される電子については、検出される電子よりも少ない電子が磁場によって偏向される。
【００３３】
さらには、上述の実施形態ではサンプルは半導体製品であるとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、他の種類のサンプルを用いることもできる。例えば、生物学的なサンプル（例えば、組織、核酸、タンパク質、炭水化物、脂質、及び細胞膜）、薬学的なサンプル（例えば、低分子薬）、凍った水（例えば、氷）、磁気記憶装置の読み込み／書き込みヘッド、及び、金属並びに合金サンプルである。サンプルの例は、例えば、米国特許出願公開第２００７／０１５８５５８号明細書に開示されている。
【００３４】
さらには、上述の実施形態では二次電子を検出するものとして記載してきたが、さらに一般的には、この明細書に開示した内容はサンプルから放出されるあらゆる種類の電子の検出に関連する。いくつかの実施形態では、検出された電子はオージェ電子を含みうる。ある実施形態では、検出された電子は、５０ｅＶを超えるエネルギーを有する電子である。
【００３５】
さらには、上述の実施形態では、エバーハート・ソーンリー検出器を用いるものとして説明しえてきたが、さらに一般的には、あらゆる種類の適切な電子検出器を用いることができる。電子検出器は、例えば、マイクロチャネルプレート検出器、チャネルトロン検出器、半導体検出器（solid state detector）である。
【００３６】
さらには、上述の実施形態では単一の電子検出器を用いるものとして説明してきたが、任意には、複数の電子検出器（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ）を使用することができる。
【００３７】
さらには、上述の実施形態では、サンプルに対して、検出器を荷電粒子源と同じ側に配置するものとして説明してきたが、ある実施形態では、サンプルに対して、荷電粒子源とは反対側に配置することもできる。このような実施形態では、サンプルを透過したＨｅイオンによって生成される電子を検出することが対象となる。このような電子は、典型的にはサンプルの後ろ側表面で生成される。任意には、システムは、サンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置された１つ又は複数の検出器を含み、荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置された１つ又は複数の検出器を含む。
【００３８】
さらには、いくつかの実施形態では、検出される電子は、荷電粒子ビームをサンプル上に集束させるために用いられるカラムの少なくとも一部分を通過する（例えば、最後のレンズを通過する）。ガスフィールドイオン顕微鏡の場合、これは、一般的に、イオンカラムと称される。このようなカラムは、典型的には一つ又は複数のレンズを含むので、このような検出構成は、スルーレンズ（through lens）検出器と称される。このような実施形態では、カラム内で用いられる電場と、磁場源によって生成される磁場との組み合わせが用いられて、対象となる電子の軌道を制御して検出精度を向上させる。任意には、複数の磁場が用いられうる。例えば、第１磁場は、電子の軌道を制御するために用いられ、これらの電子は、イオンカラムへと導かれる。そして、電子がカラム内にある場合、第２磁場は、電子を検出器の方へ向けるために用いられる。いくつかの実施形態では、（例えば、イオンカラム内のレンズのような素子によって生成された）静電場を、単独又は第２磁場源と組み合わせて用いて、カラム内の電子を検出器へと向かわせる。
【００３９】
いくつかの実施形態では（スルーレンズ構成であるか否かに関わらず）、サンプル１２０から放出されるように促される電子のごく一部（小集団）だけを収集することが望ましい。例えば、特定のエネルギー又は特定の範囲のエネルギーを有する電子のみが検出対象となる。他の例では、サンプル１２０から放出される際に、特定の軌道又は特定の範囲の軌道を有する電子のみが検出対象となる。このような実施形態では、電場と磁場とが組み合わせて用いられ目的を達成する。例えば、内部で電場及び／又は磁場を用いて入射電子を当該電子のエネルギーに応じて偏向させる一つ又は複数のプリズム検出器が、異なるエネルギーを有する電子を空間的に分離するために用いられる。これにより、適当なエネルギーを有する電子のみが検出器１３０により検出される。更には、一つ又は複数の開口（例えば、表面１２２に隣接して配置される）が、軌道に基づいて検出された電子を選択するために用いられうる。
【００４０】
さらには、上述の実施形態では磁場源がサンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置されるものとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、磁場源は荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置されても良い。
【００４１】
さらには、上述の実施形態では、一つの磁場源が用いられるものとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、複数の磁場源（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ等）が使用されても良い。任意には、システムは、サンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置された一つ又は複数の磁場源や、荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置された一つ又は複数の磁場源を有しても良い。
【００４２】
さらには、上述の実施形態では、一つ又は複数の磁場を用いて電子を特定の軌道に沿って方向付けたが、いくつかの実施形態では、一つ又は複数の静電場源を一つ又は複数の磁場源と組み合わせて使用しても良い。
【００４３】
本命最初に開示した特徴を、様々に組に合わせて使用することができることは理解されたい。
【００４４】
他の実施形態も、特許請求の範囲の記載の範囲に含まれうる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のサンプルからの電子を検出するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造は、順次蒸着されて集積電子回路、集積回路素子、及び／又は異なるマイクロエレクトロニックデバイスを形成するように加工される複数の材料層を含む製品（半導体製品）を準備する工程を含む。一般に、そのような製品は、様々な構造（例：導電性材料で形成された回路線、非導電性材料で充填されたウェル）を有し、（例えば、数ナノメートル以内の規模で）相互に正確に配置されている。所定の構造の位置、大きさ（長さ、幅、深さ）、組成（化学組成）、及び関連する特性（導電性、結晶方向、磁気特性）は、製品性能に重大な影響を及ぼすおそれがある。例えば、ある状況では、これらのパラメータのうちの１つ又は複数が適切な範囲外となると、製品は、所望に機能しないために不良とされてしまう。結果的に、一般的に、半導体製造時の各ステップにわたって非常に良好に制御されることが望ましく、製造工程の様々なステップにおいて半導体製品の製造をモニタリングできるような手段を有することは有効である。この手段で、半導体製造工程の様々なステージで１つ又は複数の特徴の位置、大きさ、組成、及び関連する性質を調査することができる。本明細書では、半導体製品とは、集積電子回路、集積回路素子、マイクロエレクトロニック素子又は集積電子回路の製造プロセス中に得られる製品、集積回路素子、マイクロエレクトロニック素子を指す。いくつかの実施形態では、半導体製品は、フラットパネルディスプレイ又は光電池の一部を構成する。
【０００３】
半導体製品を可視化（イメージング）するシステム及び方法は既知である。そのようなシステム及び方法の多くにおいて、イオンビーム又は電子ビームが製品に当たり、二次電子のような粒子が製品から放出される。これらの二次電子が検出され、製品についての情報を提供し、サンプルの像を取得するために用いられる。
【発明の開示】
【０００４】
概して、本開示は、電子を検出するための改良された方法及びシステムに関するものである。典型的には、本システム及び方法は、荷電粒子ビームをサンプルに作用させて、電子（例えば、二次電子）がサンプルから放出されるようにすることを含む。本システム及び方法は、電子検出の効率を改善することができる。改善された電子効率は、様々な利点を生ずる。
【０００５】
例えば、電子効率が向上することで、所望の解像度を有するサンプル画像を取得するための所要時間を短縮することができる。複数のサンプルが（順番又は並行して）取得される場合、所望の解像度を有する画像を取得するための時間が短縮されていれば、結果的に、全工程に必要な所要時間が短縮される。
【０００６】
また、電子検出効率が改善されると、比較的高解像度のサンプル画像を取得することができるようになる。いくつかの場合、特に高解像度の画像が重要な場合には、本明細書に記載のシステム及び方法を有利に用いることができるが、他方、低解像度の画像しか生成することができないシステム及び方法を用いても、所望の画像を得ることはできない。
【０００７】
いくつかの場合、サンプルと、例えば、イオンビームとしての荷電粒子を生成するために用いられるガスフィールドイオン源のイオンカラムの末端との間の距離が比較的小さい。このような場合、必要な電子を検出することは非常に難しい。磁場によって電子の軌道を操作することで、必要な電子を検出する機能を高めることが可能である。
【０００８】
一つの観点によれば、本願は、概して、複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の二次電子をサンプルから放出させることと、これらの複数の二次電子を磁場に曝して、これらの二次電子の軌道を修正することとを含む方法を開示するものである。また、本方法は、複数の二次電子を磁場にさらした後、これら複数の二次電子を検出するステップを含む。
【０００９】
他の観点によれば、本願は、ハウジングと、ハウジング内の第１粒子源と、ハウジング内の磁場源と、ハウジング内の検出器とを含むシステムを開示するものである。第１粒子源は、複数の第１粒子をサンプルに向かって放射させ、使用中複数の第１粒子がサンプルに作用する間に複数の第２粒子をサンプルから放出させる。磁場源は、使用中前記複数の第２粒子がサンプルから放出され、且つ磁場源がオンになっている場合、複数の第２粒子の軌道を修正する磁場を生成させる。検出器は、複数の第２粒子が磁場にさらされた後に使用される間に、前記複数の第２粒子の少なくとも一部を検出する。
【００１０】
さらなる観点によれば、本願は、複数の第１粒子をサンプルに作用させ、複数の第２粒子をサンプルから放出させるステップと、複数の第２粒子を磁場にさらして複数の粒子の軌道を修正するステップとを含む方法を開示するものである。第１粒子の軌道は、実質的に磁場によっては変更されない。
【００１１】
さらなる観点によれば、本願は、サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含む方法を開示するものである。二次電子をサンプルから放出させる粒子の軌道は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１２】
ある観点では、本願は、複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子をサンプルから放出させるステップと、複数の第２粒子を磁場にさらして、複数の第２粒子の軌道を修正するステップとを含む方法を開示するものである。第１粒子が第２粒子をサンプルから放出させる効率は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１３】
他の観点では、本願は、サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含む方法を開示するものである。サンプルから二次電子を放出させる粒子の効率は、磁場によっては実質的に変更されない。
【００１４】
この他の特徴及び効果は、以下の説明、図面、及び請求項から明らかである。
【００１５】
図中、同様の構成要素については同様の参照符号を付して示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ｈｅイオン顕微鏡の概略図である。
【図２】Ｈｅイオン顕微鏡の概略図である。
【図３Ａ】Ｈｅイオン顕微鏡内の電子の軌道を示す図である。
【図３Ｂ】Ｈｅイオン顕微鏡内の電子の軌道を示す図である。
【図４】半導体製品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、Ｈｅイオン顕微鏡１００の概略図である。Ｈｅイオン顕微鏡１００は、ハウジング１０２、Ｈｅイオン源１１０、半導体製品１２０、及び検出器１３０（例えば、エバーハート・ソンリー検出器）を備える。使用中、イオン源１１０は、イオンビームを生成し、当該イオンビームは、製品１２０の表面１２２（及び、表面領域）に作用して、二次電子（エネルギーが５０ｅＶ未満の、サンプルから放出された電子）のような電子を含む粒子を、製品１２０から放出させる。電子は、検出器１３０で検出されて、製品１２０についての情報をもたらし、製品１２０についての画像の生成に用いられる。典型的には検出器１３０は、正静電抽出電界（electrostatic positive extraction field）を生成して、電子が検出器に到達することを促進する。いくつかの実施形態では、電場は最大０．５Ｖ／ｍｍ程度（例えば、０．１Ｖ／ｍｍ〜０．５ＶＶ／ｍｍ）である。
【００１８】
いくつかの場合では、検出される電子の効率は、例えば、システム１００の構成要素の配置を含む実施上配慮により制約を受ける。例えば、イオン源１１０は典型的にはイオンカラムを含み、その最先端の構成要素は、製品１２０に接近して設けられ、製品１２０に当たるＨｅイオンフラックスを促進させて、画像解像度及び／又はスループットを向上させることが望ましい。よって、検出器１３０は、イオン源１１０により精製されたＨｅイオン及び製品１２０の間の軸１４０に対して、軸外に設けられる。このことは、Ｈｅイオンが製品１２０に当たることに対して負の影響を与えることなく、検出器１３０が製品１２０からの電子を効率的に検出することを促進する静電抽出電界を生成することを困難にする恐れがある。換言すれば、ある場合では、電子検出を促進するために十分な静電ポテンシャルを検出器１３０によって生成するまでに、イオンフラックス及び／又はＨｅイオンが製品１２０にあたる位置に影響するほど電場が高くなり、これにより、システム１００を製品１２０を可視化するために用いることが困難となるおそれがある。
【００１９】
図２は、Ｈｅイオン顕微鏡２００の概略図を示す図である。Ｈｅイオン顕微鏡２００は、ハウジング２０２、イオン源１１０、製品１２０、検出器１３０、及び、磁場源２１０を備える。概して、磁場源２１０は、あらゆる磁場源でありうる。いくつかの実施形態では、磁場源２１０は、永久磁石である。ある実施形態では、磁場源２１０は、電流を導通して磁場を生成するワイヤ（例えば、コイル状ワイヤ）である。任意には、磁場源２１０は、図２に示す顕微鏡２００の平面上で、上下に配置されたテスラコイルでありうる。いくつかの実施形態では、磁場源２１０は製品１２０の下に配置された比較的小さいコイルである。
【００２０】
システム２００によって生じる効果は、磁場が電子の軌道に与える影響に比べてて、磁場が正荷電イオンの軌道に与える影響が無視できるということである。例えば、特定の状況下では、所与の磁場において、Ｈｅイオンが同じエネルギーの電子よりも約８５回少ない回数偏向される。イオン源１１０によって生成されたＨｅイオンは、典型的には検出されるべき電子よりもエネルギーが大きいとすると、上述したような磁場の有利な効果は更に大きくなる。いくつかの実施形態では、Ｈｅイオンの軌道を、検出される電子の軌道を磁場が変更する回数よりも、少なくとも２５回（例えば、少なくとも５０回、少なくとも７５回、少なくとも１００回）少ない回数で、磁場がＨｅイオンの軌道を変更する。
【００２１】
従って、磁場源２１０によって生成される磁場の方向及びサイズを適切に選択することで、製品１２０から放出される電子の軌道を、より多くの電子が検出器１３０に到達するように操作することができると共に、Ｈｅイオンと製品１２０との相互作用に磁場が与える影響を除去又は低減することができる。特定の理論に拘束されることなく、いくつかの実施形態では、磁場の大きさ及び／又は方向は、イオン源１１０のイオンカラムの末端と製品１２０との間の距離、製品１２０と検出器１３０との間の距離、検出器１３０と（サンプルから電子が放出される）製品１２０の位置との間の角度、検出される電子のエネルギー、（電子が製品１２０から放出される）製品１２０の位置の形状、及び／又は、検出器１２０に印加される電圧に基づいて定められうる。当業者の技術水準の範囲内で、適切に設計パラメータを調節して所望の特性を有するシステムを設計することが可能である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、磁場は製品１２０の表面１２２に対して垂直である。ある実施形態では、磁場は製品１２０の表面１２２に対して平行である。任意には、製品１２０の表面１２２に対して垂直〜平行となる範囲内のあらゆる方向ベクトルを有するように、磁場を方向付けることも可能である。
【００２３】
ある実施形態では、磁場源２１０によって生成された磁場は、少なくとも０．００５テスラ（例えば、少なくとも０．０１テスラ、少なくとも０．０２５テスラ）、及び／又は最大０．０５テスラ（例えば、最大０．０４テスラ、最大０．０３テスラ）である。いくつかの実施形態では、磁場源２１０によって生成される磁場は、０．００５テスラ〜０．０５テスラである。
【００２４】
図３Ａ及び３Ｂは、磁場を用いた電子検出の向上を説明するための概略図である。図３Aは、磁場源を用いなければ、電子の軌道３１０が、イオン源１１０のイオンカラム１１４の端部１１２によって遮られ、検出器１３０に電子が到達しないように遮られる様子を示す。しかし、図３Bでは、磁場源２１０によって生成される磁場に方向性（表面１２２に平行であり、図示の平面に対して奥行き方向）があり、大きさは、電子が軌道３１０’（特に、電子３２０が検出器１３０に近づくと、検出器１３０によって生成された正静電場が作用する）を通り、検出器１３０によって検出される。
【００２５】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、イオンカラム１１４の端部１１２は、イオンが当たる製品１２０の表面１２２から距離Ｘだけ離れている。いくつかの実施形態では、距離Ｘは最大１０ミリメータ程度（例えば、最大９ミリメータ、最大８ミリメータ、最大７ミリメータ、最大６ミリメータ、最大５ミリメータ、最大４ミリメータ）である。ある実施形態では、Ｘは４〜１０ミリメータである。
【００２６】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、検出器１３０は、製品１２０から電子が放出される表面１２２上の位置から距離Ｙだけ離れている。一般的に、距離Ｙは所望に選択することができる。例えば、ある場合、距離Ｙは比較的小さい（例えば、１０ｍｍ未満）。例えば、エネルギー及び／又は軌道フィルタリングを利用する場合など、他の例では、距離Ｙは、比較的大きい。いくつかの実施形態では、距離Ｙは少なくとも５ミリメータ（例えば、少なくとも１０ミリメータ、少なくとも２０ミリメータ、少なくとも３０ミリメータ、少なくとも５０ミリメータ）及び／又は最大２００ミリメータ（例えば、最大１５０ミリメータ、最大１００ミリメータ）である。ある実施形態では、Ｙは５ミリメータ〜２００ミリメータ（例えば、５ミリメータ〜１００ミリメータ、５ミリメータ〜５０ミリメータ）である。
【００２７】
いくつかの実施形態では、距離Ｙの距離Ｘに対する比率は、少なくとも２：１（例えば、少なくとも３：１、少なくとも４：１、少なくとも５：１）である。ある実施形態では、距離Ｙの距離Ｘに対する比率は、２：１から１０：１（例えば、２：１から５：１）である。
【００２８】
図４は、凹部（cross section）４１０を有する半導体製品４００の断面図である。凹部４１０は、側壁４１２及び４１４と、底部４１６を有する。一般的に、サンプルにこのような凹部を形成するにあたって、凹部を形成する前に、製品４００の内側に位置する１つ又は複数の構造を可視化することが望ましい。凹部を切り出した後、対象領域は、製品４００の一部（例えば、側壁４１２、側壁４１４、底部４１６）であって、凹部に現れる部分に、又はその付近に位置しうる。
【００２９】
磁場源を使用しないシステムを用いた場合、凹部４１０内で生成された電子を検出することは非常に難しい。これは、上述したようなシステム１００の限界に加えて、凹部４１０から出て（例えば、側壁４１２及び４１４に平行な軸に略沿って移動して）、そして、検出器１３０に到達できるように軸外に移動することが可能な軌道に沿って電子を移動させるためには更なる課題があるからである。しかし、磁場源を有するシステムを使用し、磁場の方向及び大きさを適切に選択することで、電子の軌道を操作して、凹部４１０から放出されて検出器１３０により検出されるようにすることが可能となる。従って、磁場源の使用により、側壁４１２並びに４１４及び／、又は底部４１４の画像を比較的短時間で取得できるようになる。いくつかの場合に、磁場源を使用しなければ、側壁４１２並びに４１４及び／又は底部４１６の画像を、十分な解像度で取得することは不可能である。
【００３０】
（他の実施形態）
いくつかの実施形態について説明してきたが、他の実施形態も可能である。例えば、上述の実施形態では、イオン源をＨｅイオン源として示したが、他の種類のガスフィールドイオン源を用いることもできる。例えば、Ｎｅイオン源、Ａｒイオン源、Ｋｒイオン源、及びＸｅイオン源がありうる。
【００３１】
また、上述の実施形態では、ガスフィールドイオン源を使用するものとして説明してきたが、他の種類のイオン源も使用可能である。いくつかの実施形態では、液体金属イオン源を使用することができる。液体金属イオン源の例としては、Ｇａイオン源（例えば、Ｇａ集束イオンビームカラム）がある。
【００３２】
さらには、上述の実施形態では、イオン源は、サンプルに衝突して電子をサンプルから放出させるイオンを生成するものとして説明してきたが、さらに一般的には、あらゆる荷電粒子源を使用することが可能である。例えば、操作電子顕微鏡のような電子源が用いられうる。そのような実施形態では、サンプルに衝突する電子の大部分に対するチャージは、検出される電子の大部分に対するチャージと同様であり、電子源にて生成される電子は、概して検出される電子よりも実質的に高いエネルギーを有する。従って、電子源にて生成される電子については、検出される電子よりも少ない電子が磁場によって偏向される。
【００３３】
さらには、上述の実施形態ではサンプルは半導体製品であるとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、他の種類のサンプルを用いることもできる。例えば、生物学的なサンプル（例えば、組織、核酸、タンパク質、炭水化物、脂質、及び細胞膜）、薬学的なサンプル（例えば、低分子薬）、凍った水（例えば、氷）、磁気記憶装置の読み込み／書き込みヘッド、及び、金属並びに合金サンプルである。サンプルの例は、例えば、米国特許出願公開第２００７／０１５８５５８号明細書に開示されている。
【００３４】
さらには、上述の実施形態では二次電子を検出するものとして記載してきたが、さらに一般的には、この明細書に開示した内容はサンプルから放出されるあらゆる種類の電子の検出に関連する。いくつかの実施形態では、検出された電子はオージェ電子を含みうる。ある実施形態では、検出された電子は、５０ｅＶを超えるエネルギーを有する電子である。
【００３５】
さらには、上述の実施形態では、エバーハート・ソーンリー検出器を用いるものとして説明しえてきたが、さらに一般的には、あらゆる種類の適切な電子検出器を用いることができる。電子検出器は、例えば、マイクロチャネルプレート検出器、チャネルトロン検出器、半導体検出器（solid state detector）である。
【００３６】
さらには、上述の実施形態では単一の電子検出器を用いるものとして説明してきたが、任意には、複数の電子検出器（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ）を使用することができる。
【００３７】
さらには、上述の実施形態では、サンプルに対して、検出器を荷電粒子源と同じ側に配置するものとして説明してきたが、ある実施形態では、サンプルに対して、荷電粒子源とは反対側に配置することもできる。このような実施形態では、サンプルを透過したＨｅイオンによって生成される電子を検出することが対象となる。このような電子は、典型的にはサンプルの後ろ側表面で生成される。任意には、システムは、サンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置された１つ又は複数の検出器を含み、荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置された１つ又は複数の検出器を含む。
【００３８】
さらには、いくつかの実施形態では、検出される電子は、荷電粒子ビームをサンプル上に集束させるために用いられるカラムの少なくとも一部分を通過する（例えば、最後のレンズを通過する）。ガスフィールドイオン顕微鏡の場合、これは、一般的に、イオンカラムと称される。このようなカラムは、典型的には一つ又は複数のレンズを含むので、このような検出構成は、スルーレンズ（through lens）検出器と称される。このような実施形態では、カラム内で用いられる電場と、磁場源によって生成される磁場との組み合わせが用いられて、対象となる電子の軌道を制御して検出精度を向上させる。任意には、複数の磁場が用いられうる。例えば、第１磁場は、電子の軌道を制御するために用いられ、これらの電子は、イオンカラムへと導かれる。そして、電子がカラム内にある場合、第２磁場は、電子を検出器の方へ向けるために用いられる。いくつかの実施形態では、（例えば、イオンカラム内のレンズのような素子によって生成された）静電場を、単独又は第２磁場源と組み合わせて用いて、カラム内の電子を検出器へと向かわせる。
【００３９】
いくつかの実施形態では（スルーレンズ構成であるか否かに関わらず）、サンプル１２０から放出されるように促される電子のごく一部（小集団）だけを収集することが望ましい。例えば、特定のエネルギー又は特定の範囲のエネルギーを有する電子のみが検出対象となる。他の例では、サンプル１２０から放出される際に、特定の軌道又は特定の範囲の軌道を有する電子のみが検出対象となる。このような実施形態では、電場と磁場とが組み合わせて用いられ目的を達成する。例えば、内部で電場及び／又は磁場を用いて入射電子を当該電子のエネルギーに応じて偏向させる一つ又は複数のプリズム検出器が、異なるエネルギーを有する電子を空間的に分離するために用いられる。これにより、適当なエネルギーを有する電子のみが検出器１３０により検出される。更には、一つ又は複数の開口（例えば、表面１２２に隣接して配置される）が、軌道に基づいて検出された電子を選択するために用いられうる。
【００４０】
さらには、上述の実施形態では磁場源がサンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置されるものとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、磁場源は荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置されても良い。
【００４１】
さらには、上述の実施形態では、一つの磁場源が用いられるものとして説明してきたが、いくつかの実施形態では、複数の磁場源（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ等）が使用されても良い。任意には、システムは、サンプルに対して荷電粒子源と同じ側に配置された一つ又は複数の磁場源や、荷電粒子源に対してサンプルの反対側に配置された一つ又は複数の磁場源を有しても良い。
【００４２】
さらには、上述の実施形態では、一つ又は複数の磁場を用いて電子を特定の軌道に沿って方向付けたが、いくつかの実施形態では、一つ又は複数の静電場源を一つ又は複数の磁場源と組み合わせて使用しても良い。
【００４３】
本命最初に開示した特徴を、様々に組に合わせて使用することができることは理解されたい。
【００４４】
他の実施形態も、特許請求の範囲の記載の範囲に含まれうる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすステップの後に、前記複数の第２粒子を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１粒子はイオンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記複数の第２粒子の少なくとも一部が、検出される前に前記イオンカラムの少なくとも一部を通過するように構成された、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記電子は、第２磁場にさらされて、前記イオンカラムに導かれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２粒子は電子である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２粒子は二次電子である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすステップは、前記磁場を使用しない場合の前記複数の第２粒子の検出効率よりも、前記複数の第２粒子の検出効率を改善する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁場は、前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記磁場は、前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記サンプルの形状が穴状である位置から放出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出器は、前記複数の第２粒子の検出に用いられ、前記第２粒子がサンプルから放出されるサンプル上の位置から少なくとも５ミリメートル離れて配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルの軸に対して、前記検出器が軸外に配置されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１粒子は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源によって生成されるイオンであり、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１粒子は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源によって生成されるイオンであり、
前記イオンカラムの端部は、前記サンプルの表面から第１の距離で配置され、
前記複数の第２粒子を検出するため用いられる検出器は、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置から第２の距離で配置され、そして、
前記第１距離に対する前記第２距離の比率は少なくとも２：１である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記磁場の大きさを、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づいて選択するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁場の方向を、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づいて選択するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記検出器は静電場を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記静電場は、最大０．５Ｖ／ｍｍである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
ハウジングと、
前記ハウジング内の粒子源であって、該粒子源は複数の第１粒子をサンプルに向かって放射し、使用中、前記複数の第１粒子がサンプルに作用する場合に、複数の第２粒子をサンプルから放出させるように構成された粒子源と、
前記ハウジング内の磁場源であって、使用中、前記複数の第２粒子がサンプルから放出され、且つ磁場源がオンになっている場合に、前記複数の第２粒子の軌道を修正するための磁場を生成させるように構成された磁場源と、及び
前記ハウジング内の検出器であって、前記複数の第２粒子が前記磁場にさらされた後、使用中に、前記複数の第２粒子の少なくとも一部を検出するように構成された検出器と、
を備える、システム。
【請求項２５】
前記第１粒子はイオンである、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記粒子源は、ガスフィールドイオン源である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記検出器は、前記イオンカラム内に配置される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記イオンカラム内の電子を前記検出器に向けて方向付けるように構成された第２磁場源をさらに備える、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第２粒子は電子である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第２粒子は二次電子である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３３】
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすことで、前記磁場を使用しない場合の前記複数の第２粒子の検出効率よりも、前記複数の第２粒子の検出効率を改善する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３４】
前記磁場源は、使用中に電流が流れて磁場が生成されるように構成されたワイヤによって形成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３５】
前記ワイヤはコイル状である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記磁場源は、少なくとも一つの永久磁石を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記磁場源は、使用中に、前記サンプルの表面の平面に対して略平行な平面に存在するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記磁場は、使用中に、前記磁場が前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記サンプルの形状が穴状である位置から放出される、請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
前記検出器は、前記複数の第２粒子の検出に用いられ、前記第２粒子が前記サンプルから放出される前記サンプル上の位置から少なくとも５ミリメートル離れて配置されている、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４１】
前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルの軸に対して、前記検出器が軸外に配置されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記粒子源は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源であり、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記第１粒子の前記粒子源は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源であり、
前記イオンカラムの端部は、前記サンプルの表面から第１の距離に配置され、
前記複数の第２粒子を検出するため用いられる検出器は、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置から第２の距離に配置され、そして、
前記第１距離に対する前記第２距離の比率は少なくとも２：１である、
請求項２４に記載のシステム。
【請求項４４】
前記磁場の大きさは、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づく、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４５】
前記磁場の方向は、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づく、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記検出器は使用時に静電場を生成する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４７】
前記静電場は、少なくとも０．５Ｖ／ｍｍである、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４９】
前記検出器は、エバーハート・ソーンリー検出器である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項５０】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項２４に記載のシステム。
【請求項５１】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、を含み、
前記第１粒子の軌道は、前記磁場によって実質的に変更されない、方法。
【請求項５２】
前記第１粒子はイオンである、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記第２粒子は電子である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記第２粒子は二次電子である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記複数の第２粒子の前記修正された軌道は、少なくとも部分的には前記ガスフィールドイオン源のイオンカラムを通過する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含み、
前記二次電子をサンプルから放出させる粒子の軌道は、前記磁場によっては実質的に変更されない、方法。
【請求項６０】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、を含み、
前記第１粒子が前記第２粒子を前記サンプルから放出させる効率は、前記磁場によって実質的に変更されない、方法。
【請求項６１】
前記第１粒子はイオンである、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２粒子は電子である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記第２粒子は二次電子である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６６】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６８】
磁場をサンプルから放出される二次電子に作用させるステップを含み、
前記サンプルから前記二次電子を放出させる粒子の効率は、前記磁場によっては実質的に変更されない、方法。
【請求項１】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすステップの後に、前記複数の第２粒子を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１粒子はイオンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記複数の第２粒子の少なくとも一部が、検出される前に前記イオンカラムの少なくとも一部を通過するように構成された、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記電子は、第２磁場にさらされて、前記イオンカラムに導かれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２粒子は電子である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２粒子は二次電子である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすステップは、前記磁場を使用しない場合の前記複数の第２粒子の検出効率よりも、前記複数の第２粒子の検出効率を改善する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁場は、前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記磁場は、前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記サンプルの形状が穴状である位置から放出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出器は、前記複数の第２粒子の検出に用いられ、前記第２粒子がサンプルから放出されるサンプル上の位置から少なくとも５ミリメートル離れて配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルの軸に対して、前記検出器が軸外に配置されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１粒子は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源によって生成されるイオンであり、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１粒子は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源によって生成されるイオンであり、
前記イオンカラムの端部は、前記サンプルの表面から第１の距離で配置され、
前記複数の第２粒子を検出するため用いられる検出器は、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置から第２の距離で配置され、そして、
前記第１距離に対する前記第２距離の比率は少なくとも２：１である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記磁場の大きさを、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づいて選択するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁場の方向を、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づいて選択するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記検出器は静電場を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記静電場は、最大０．５Ｖ／ｍｍである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
ハウジングと、
前記ハウジング内の粒子源であって、該粒子源は複数の第１粒子をサンプルに向かって放射し、使用中、前記複数の第１粒子がサンプルに作用する場合に、複数の第２粒子をサンプルから放出させるように構成された粒子源と、
前記ハウジング内の磁場源であって、使用中、前記複数の第２粒子がサンプルから放出され、且つ磁場源がオンになっている場合に、前記複数の第２粒子の軌道を修正するための磁場を生成させるように構成された磁場源と、及び
前記ハウジング内の検出器であって、前記複数の第２粒子が前記磁場にさらされた後、使用中に、前記複数の第２粒子の少なくとも一部を検出するように構成された検出器と、
を備える、システム。
【請求項２５】
前記第１粒子はイオンである、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記粒子源は、ガスフィールドイオン源である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ガスフィールドイオン源は、イオンカラムを含み、前記検出器は、前記イオンカラム内に配置される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記イオンカラム内の電子を前記検出器に向けて方向付けるように構成された第２磁場源をさらに備える、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第２粒子は電子である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第２粒子は二次電子である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３３】
前記複数の第２粒子を前記磁場にさらすことで、前記磁場を使用しない場合の前記複数の第２粒子の検出効率よりも、前記複数の第２粒子の検出効率を改善する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３４】
前記磁場源は、使用中に電流が流れて磁場が生成されるように構成されたワイヤによって形成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３５】
前記ワイヤはコイル状である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記磁場源は、少なくとも一つの永久磁石を備える、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記磁場源は、使用中に、前記サンプルの表面の平面に対して略平行な平面に存在するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記磁場は、使用中に、前記磁場が前記サンプルの表面の平面に対して略垂直な平面に存在するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記サンプルの形状が穴状である位置から放出される、請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
前記検出器は、前記複数の第２粒子の検出に用いられ、前記第２粒子が前記サンプルから放出される前記サンプル上の位置から少なくとも５ミリメートル離れて配置されている、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４１】
前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルの軸に対して、前記検出器が軸外に配置されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記粒子源は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源であり、前記イオンカラムの端部は前記サンプルの表面から最大１０ミリメートル離れて配置される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記第１粒子の前記粒子源は、イオンカラムを有するガスフィールドイオン源であり、
前記イオンカラムの端部は、前記サンプルの表面から第１の距離に配置され、
前記複数の第２粒子を検出するため用いられる検出器は、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置から第２の距離に配置され、そして、
前記第１距離に対する前記第２距離の比率は少なくとも２：１である、
請求項２４に記載のシステム。
【請求項４４】
前記磁場の大きさは、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づく、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４５】
前記磁場の方向は、前記複数の第１粒子の粒子源と前記サンプルとの間の距離、前記サンプルと前記第２粒子の検出に用いる検出器との間の距離、前記第２粒子の検出に用いる前記検出器と前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置との間の距離、前記第２粒子のエネルギー、前記サンプルから前記第２粒子が放出される前記サンプル上の位置の形状、及び、前記検出器に印加される電圧を含むグループから選択された少なくとも一つのパラメータに基づく、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記検出器は使用時に静電場を生成する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４７】
前記静電場は、少なくとも０．５Ｖ／ｍｍである、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４９】
前記検出器は、エバーハート・ソーンリー検出器である、請求項２４に記載のシステム。
【請求項５０】
前記磁場は少なくとも０．００５テスラである、請求項２４に記載のシステム。
【請求項５１】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、を含み、
前記第１粒子の軌道は、前記磁場によって実質的に変更されない、方法。
【請求項５２】
前記第１粒子はイオンである、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記第２粒子は電子である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記第２粒子は二次電子である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記複数の第２粒子の前記修正された軌道は、少なくとも部分的には前記ガスフィールドイオン源のイオンカラムを通過する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
サンプルから放出される複数の二次電子に磁場を作用させるステップを含み、
前記二次電子をサンプルから放出させる粒子の軌道は、前記磁場によっては実質的に変更されない、方法。
【請求項６０】
複数の第１粒子をサンプルに作用させて、複数の第２粒子を前記サンプルから放出させるステップと、
前記複数の第２粒子の軌道を修正するために、前記複数の第２粒子を磁場にさらすステップと、を含み、
前記第１粒子が前記第２粒子を前記サンプルから放出させる効率は、前記磁場によって実質的に変更されない、方法。
【請求項６１】
前記第１粒子はイオンである、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記複数の第１粒子は、ビームを形成する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記複数の第１粒子の前記ビームは、ガスフィールドイオン源によって生成される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２粒子は電子である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記第２粒子は二次電子である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６６】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記複数の第１粒子は、ガスフィールドイオン源によって生成されるイオンビームを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６８】
磁場をサンプルから放出される二次電子に作用させるステップを含み、
前記サンプルから前記二次電子を放出させる粒子の効率は、前記磁場によっては実質的に変更されない、方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２５２３７（Ｐ２０１１−５２５２３７Ａ）
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１２５２８（Ｐ２０１１−５１２５２８）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４５１４５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４８８８１
【国際公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（５１０２３７４３５）カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー (14)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４５１４５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４８８８１
【国際公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（５１０２３７４３５）カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー (14)
【Ｆターム（参考）】
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