DE112015006104B4

DE112015006104B4 - Elektronenmikroskop

Info

Publication number: DE112015006104B4
Application number: DE112015006104.5T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Takada; Naomasa Suzuki; Kazuo Aoki; Takehiko Konno; Takayuki Hoshino
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: US20180240643A1; WO2016151786A1; US10269536B2; DE112015006104T5

Abstract

Elektronenmikroskop, umfassend:eine Elektronenquelle, die einen Elektronenstrahl (101) erzeugt;eine Objektivlinse (102), die einen oberen Kraftlinienweg mit einem oberen Magnetpol (103) und einen unteren Kraftlinienweg mit einem unteren Magnetpol (104) aufweist, um zwischen dem oberen Magnetpol und dem unteren Magnetpol auf der Elektronenquellenseite einer Probe (105) ein Magnetfeld zu erzeugen und dadurch den Elektronenstrahl auf die Probe zu fokussieren, wobei die Spitze des oberen Magnetpols näher am Elektronenstrahl angeordnet ist als die Spitze des unteren Magnetpols;einen Röntgenstrahldetektor (107), der von der Probe erzeugte Röntgenstrahlen erkennt und eine Energiespektroskopie durchführt; undein röntgenoptisches System (106), das von der Probe erzeugte Röntgenstrahlen zum Röntgenstrahldetektor überträgt, um sie von einer Spitze eines Kraftlinienwegs der Objektivlinse weg zu leiten,wobei der Röntgenstrahldetektor in einem Raum angeordnet ist, in welchem die Stärke des Magnetfelds, das von der Objektivlinse gebildet wird, schwächer als eine bestimmte Magnetfeldstärke ist, undwobei ein lichtempfangender Teil des röntgenoptischen Systems zwischen dem oberen Kraftlinienweg und dem unteren Kraftlinienweg der Objektivlinse oder auf auf der Elektronenquellenseite des oberen Kraftlinienwegs der Objektivlinse oder zwischen dem unteren Kraftlinienweg der Objektivlinse und der Probe angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenmikroskop, mit welchem die Beobachtung einer Probe durchgeführt wird, indem die Probe mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und einen Elementaranalysator, der durch die Bestrahlung eine mit dem Elektronenstrahl erzeugte Röntgenstrahlung verwendet.
Stand der Technik
Es gibt eine Technik, bei welcher eine charakteristische Röntgenstrahlung, die erzeugt wird, wenn eine Probe mit Elektronenstrahlen von einem Elektronenmikroskop bestrahlt wird, erkannt wird und dadurch eine Elementaranalyse der Probe durchgeführt wird. Als Elementaranalysetechnik ist zum Beispiel die energiedispersive Röntgenspektrometrie (EDS: Energy Dispersive X-ray Spectrometry) wohlbekannt. In der EDS hat ein Verfahren zur Erkennung von Röntgenstrahlen unter Verwendung eines aus Halbleiterkristallen wie z.B. Silicium oder Germanium bestehenden Detektionsgeräts breite Anwendung gefunden.
In den letzten Jahren wird statt eines Halbleiter-Detektionsgeräts ein Mikrokalorimeter (auch als „TES-Typ-EDS“ bezeichnet) verwendet, das eine höhere Energieauflösung als das Halbleiter-Detektionsgerät aufweist und ein Phasenübergangsthermometer (TES: Transition Edge Sensor) als Detektionsgerät verwendet. Im TES tritt eine schnelle Änderung im Widerstandswert auf, die proportional zur einfallenden Energie ist, die erzeugt wird, wenn Röntgenstrahlen einfallen, und diese Änderung im Widerstandswert wird als Stromänderung in einem Stromkreis abgelesen, wodurch die Röntgenstrahlung erkannt wird. Als Verfahren zur Erkennung der Stromänderung ist ein Verfahren bekannt, das ein supraleitendes Quanteninterferometer (SQUID: Superconducting Quantum Interference Device) verwendet, das in einer kryogenen Umgebung installiert ist (siehe zum Beispiel PTL 1).
In supraleitenden Röntgenanalysatoren ist eine Technik bekannt, zwischen einer Probe und einem Detektionsgerät eine Röntgenlinse anzuordnen, um Röntgenstrahlen effizienter zu erkennen, ohne einen kryogenen Detektor aus einem Kältemaschinen-Hauptkörper nehmen zu müssen (siehe zum Beispiel PTL 2).
Liste der Bezugsliteratur
Patentliteratur

PTL 1: JP 2007 - 194 292 A
PTL 2: JP 2005 - 257 349 A (Patentschrift der ungeprüften US-Patentanmeldung US 2006 / 010 44 19 A1 )

Ein Elektronenmikroskop, bei dem die Probe zwischen einem oberen und einem unteren Polstück einer Objektivlinse angeordnet ist, ist in US 5 266 802 A offenbart. Weitere der Erfindung ähnliche Kombinationen von Elektronenmikroskopen und Röntgendetektoren sind in D. Wollman et al., „High-resolution, energy-dispersive microcalorimeter spectrometer for X-ray microanalysis“, Journal of Microscopy 188 (1997), S. 196 bis 223 sowie in den Druckschriften US 2006/0 104 419 A1 , US 5 903 004 A und US 4 910 399 A offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Allgemein wird als Objektivlinse in einem Elektronenmikroskop eine elektromagnetische Linse verwendet. Dabei dringt ein starkes Magnetfeld in die Nachbarschaft der Probe durch, um den Elektronenstrahl auf der Probe zu fokussieren. Wenn in einem Elektronenmikroskop eine EDS durchgeführt wird, ist es im Hinblick auf die Röntgenausbeute wünschenswert, dass ein Detektionsgerät nahe an einer -Bestrahlungsposition mit dem Elektronenstrahl liegt. Doch wenn in dieser EDS ein Mikrokalorimeter mit einem Strommesskreis vom SQUID-Typ verwendet wird, haben die Erfinder festgestellt, dass ein Problem vorliegt, dass aufgrund eines Objektivlinsen-Magnetfelds eine starke Gleichstromvormagnetisierung auftritt, wodurch der Strommesskreis gesättigt ist. Das SQUID ist ein Gerät, das zur Erkennung eines schwachen Magnetfelds geeignet ist, und es ist schwer, unter der Vormagnetisierung eines starken Magnetfelds eine winzige Änderung im Widerstandswert des Mikrokalorimeters zu erkennen. Mit anderen Worten, da ein Mikrokalorimeter des SQUID-Typs dem Einfluss eines umgebenden Magnetfelds sehr empfindlich ist, ist es schwierig, ein Mikrokalorimeter vom SQUID-Typ unverändert auf ein Elektronenmikroskop anzuwenden, das in der Nähe der Probe ein starkes Magnetfeld erzeugt, um eine Probe mit hoher Auflösung zu beobachten.
Um im Mikrokalorimeter vom SQUID-Typ eine Sättigung des Strommesskreises zu verhindern, wurde in Betracht gezogen, den Abstand zwischen einer Probe und dem Detektionsgerät (SQUID) zu verlängern, um die Bildung eines Objektivlinsen-Magnetfelds zu vermeiden. Doch in diesem Fall wird die Röntgenausbeute reduziert, und eine Reduktion in der Leistung der Elementaranalyse ist daher unvermeidlich. PTL 2 offenbart eine Technologie, in welcher die Röntgenlinse zwischen der Probe und dem Detektionsgerät mit dem Mikrokalorimeter angeordnet ist; die Vorrichtung, die in PTL 2 offenbart wird, ist jedoch eine Vorrichtung, die speziell für die Röntgenanalyse zugeschnitten ist, und weist keine Komponente wie z.B. eine Objektivlinse auf, die ein starkes Magnetfeld in der Nachbarschaft der Probe erzeugt, weshalb es nicht erforderlich ist, die Anordnung des Detektionsgeräts in Bezug auf das Magnetfeld zu berücksichtigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Technologie, um solch einen Einfluss eines Objektivlinsen-Magnetfelds zu verhindern und in einem Elektronenmikroskop ein Mikrokalorimeter zu verwenden. Mit anderen Worten, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Bildbeobachtungen mit hoher Auflösung durch ein Elektronenmikroskop mit einer Röntgenanalyse mit hoher Energieauflösung durch ein Mikrokalorimeter zu vereinbaren.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung das in Patentanspruch 1 definierte Elektronenmikroskop vor. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Bei diesem Elektronenmikroskop ist ein Röntgenstrahldetektor in einem Raum angeordnet, in welchem die Stärke eines Magnetfelds, das von der Objektivlinse gebildet wird, schwächer ist als eine bestimmte Magnetfeldstärke. Das heißt, der Röntgenstrahldetektor ist an einer Position angeordnet, wo die Stärke des Magnetfelds von einer Objektivlinse schwächer ist als das kritische Magnetfeld eines Materials, das in einer Wärmeisolationsabschirmung für ein supraleitendes Phasenübergangsthermometer (TES) oder ein Mikrokalorimeter verwendet wird. Zusätzlich wird ein optisches System zum Übertragen von Röntgenstrahlen zum Detektor zwischen einer Probe und dem Detektor eingefügt. Alternativ dazu kann eine Magnetfeldabschirmung zur Abschirmung des Röntgenstrahldetektors verwendet werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung gemäß ist es möglich, einen Einfluss des Magnetfelds zu vermeiden, während eine Abnahme der Röntgenausbeute verhindert wird, und es ist möglich, selbst in einem Elektronenmikroskop, das in der Nachbarschaft der Probe ein Magnetfeld mit großer Stärke aufweist, die Elementaranalyse mit einem Mikrokalorimeter durchzuführen. Auf diese Weise ist es möglich, die Bildbeobachtung mit hoher Auflösung durch ein Elektronenmikroskop mit der Röntgenanalyse mit hoher Energieauflösung durch ein Mikrokalorimeter zu vereinbaren.
Weitere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen als die oben beschriebenen Probleme, Konfigurationen und Wirkungen werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen erklärt.
Figurenliste

[1-1] 1-1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Elektronenmikroskops und eines Mikrokalorimeters von Ausführungsform 1 darstellt.
[1-2] 1-2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Detektors und einer Kältemaschine des Mikrokalorimeters darstellt.
[2-1] 2-1 ist eine schematische Darstellung, die eine Verteilung eines Magnetfelds zeigt, das durch eine Objektivlinse des Elektronenmikroskops von Ausführungsform 1 in der Umgebung des Detektors des Mikrokalorimeters gebildet wird.
[2-2] 2-2 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Detektor und der Verteilung des Magnetfelds darstellt, wenn der Detektor des Mikrokalorimeters von Ausführungsform 1 rohrförmig ist.
[3] 3 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Detektor und der Verteilung eines Magnetfelds von Ausführungsform 2 darstellt.
[4-1] 4-1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Elektronenmikroskops und eines Mikrokalorimeters von Ausführungsform 3 darstellt.
[4-2] 4-2 ist eine Ansicht, die eine Verteilung eines Magnetfelds darstellt, das durch eine Objektivlinse des Elektronenmikroskops von Ausführungsform 3 in der Umgebung des Detektors des Mikrokalorimeters erzeugt wird.
[5-1] 5-1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Elektronenmikroskops und eines Mikrokalorimeters von Ausführungsform 4 darstellt.
[5-2] 5-2 ist eine Ansicht, die eine Verteilung eines Magnetfelds darstellt, das durch eine Objektivlinse des Elektronenmikroskops von Ausführungsform 4 in der Umgebung des Detektors des Mikrokalorimeters erzeugt wird.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Im Folgenden wird als Beispiel eines Elektronenmikroskops die Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops beschrieben, das jedoch nur ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist, und die Erfindung ist nicht auf die weiter unten beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt. In der vorliegenden Erfindung ist ein Elektronenmikroskop im Wesentlichen eine Vorrichtung, die mit einem Elektronenstrahl ein Bild einer Probe erfasst. Die vorliegende Erfindung ist zum Beispiel auf ein Mehrzweck-Rasterelektronenmikroskop oder auf eine Probenbearbeitungsvorrichtung oder einen Probenanalysator mit Rasterelektronenmikroskop anwendbar. Als Beispiele für Röntgenanalysesysteme mit Elektronenmikroskop lassen sich Untersuchungs-, Prüf- oder Strukturmesssysteme anführen, die ein Rasterelektronenmikroskop verwenden. Im Folgenden schließt das Röntgenanalysesystem mit Elektronenmikroskop auch ein System ein, in welchem die Vorrichtungen einschließlich des Elektronenmikroskops über ein Netzwerk miteinander verbunden sind, oder eine Einrichtung, in der die Vorrichtungen kombiniert sind.
In der folgenden Beschreibung ist eine „Probe“ im Wesentlichen ein Körper, der Beobachtungs- und Analysegegenstand ist. Beispiele dafür schließen einen Halbleiterwafer z.B. aus Silicium, ein hoch funktionales Material z.B. einer Lithium-Batterie oder eine biologische Probe ein.
Beispiel 1
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform beschrieben. 1-1 stellt eine Konfiguration eines Elektronenmikroskops und eines Mikrokalorimeters der vorliegenden Ausführungsform dar. Ein Elektronenstrahl 101, der von einer Elektronenquelle (nicht dargestellt) erzeugt wird, wird abgelenkt und durch ein elektronenoptisches System so fokussiert, dass die Probe mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird. Das heißt, der Elektronenstrahl wird durch eine abtastende Ablenkeinrichtung (nicht dargestellt) so abgelenkt, dass auf der Probe eine Abtastung durchgeführt wird, und durch ein Magnetfeld fokussiert, das durch eine Objektivlinse 102 erzeugt wird, wodurch eine Probe 105 bestrahlt wird. Das elektronenoptische System umfasst die obige abtastende Ablenkeinrichtung und die Objektivlinse und kann neben der Ablenkeinrichtung und der Objektivlinse auch eine andere Linse oder einen Ausrichter, eine Elektrode oder einen Detektor einschließen.
Das Elektronenmikroskop umfasst außerdem eine Steuereinheit, die den Betrieb jeder Komponente steuert, und eine Bilderzeugungseinheit, die auf der Basis eines vom Detektor ausgegebenen Signals ein Bild erzeugt (nicht dargestellt) . Die Steuereinheit oder die Bilderzeugungseinheit können als Hardware durch eine dedizierte Schaltkreisplatte oder als Software konfiguriert sein, die von einem mit dem Elektronenmikroskop verbundenen Computer ausgeführt wird. Im Falle einer Konfiguration als Hardware kann die Einheit durch Integrieren einer Vielzahl von Rechenelementen, die auf einer Leiterplatte Prozesse ausführen, oder in einem Halbleiterchip oder -paket realisiert werden. Im Fall einer Konfiguration als Software kann die Einheit durch Montieren einer Universal-Hochgeschwindigkeits-CPU in einen Computer und Ausführen eines Programms realisiert werden, das die gewünschte arithmetische Verarbeitung durchführt. Eine bestehende Einrichtung kann durch ein Speichermedium, in welchem das Programm gespeichert ist, aufgerüstet werden. Diese Vorrichtungen, Schaltungen und der Computer sind über ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk verbunden, um geeignete Daten zu senden und zu empfangen.
Wenn die Probe 105 mit dem Elektronenstrahl 101 bestrahlt wird, werden Sekundärteilchen wie z.B. Sekundärelektronen oder reflektierte Elektronen von der Probe freigesetzt. Die Sekundärteilchen werden von einem Sekundärteilchendetektor (nicht dargestellt) erkannt. Eine Bildverarbeitungseinheit, die auf einem Computer oder einer Bildverarbeitungsplatine konfiguriert ist, ordnet einem Signal vom Detektor einen Bestrahlungspunkt der Probe mit dem Elektronenstrahl zu, wodurch ein Bild der Probe erzeugt wird. Das Bild der Probe kann auf einem Bildschirm angezeigt werden, der mit dem Computer verbunden ist, oder kann als Digitaldaten an ein Speichergerät wie z.B. eine Festplatte oder einen Speicher ausgegeben werden.
Wenn die Probe 105 mit dem Elektronenstrahl 101 bestrahlt wird, wird eine Oberfläche der Probe 105 erregt, und es wird eine charakteristische Röntgenstrahlung erzeugt, die für ein erregtes Element spezifisch ist. Ein Detektor 107 des Mikrokalorimeters wird durch ein röntgenoptisches System 106 mit der charakteristischen Röntgenstrahlung bestrahlt. Mit anderen Worten, das röntgenoptische System 106 überträgt die von der Probe erzeugten Röntgenstrahlen zum Detektor 107, um die Röntgenstrahlen von der Spitze eines Kraftlinienwegs der Objektivlinse 102 weg zu leiten. Wie weiter unten beschrieben, erkennt der Detektor 107 die von der Probe erzeugten Röntgenstrahlen und führt eine Energiespektroskopie durch. In 1-1 und der folgenden Beschreibung ist der Detektor in einem Raum zwischen dem röntgenoptischen System und dem Mikrokalorimeter vorgesehen; der Detektor kann aber auch mit dem röntgenoptischen System und dem Mikrokalorimeter in Kontakt und daran befestigt sein. Das röntgenoptische System und der Detektor sind physisch aneinander befestigt, was darin vorteilhaft ist, dass eine Fokussierung der vom röntgenoptischen System freigesetzten Röntgenstrahlen nicht erforderlich ist. In 1-1 und in der folgenden Beschreibung wird auch ein Beispiel beschrieben, in welchem der Detektor des Mikrokalorimeters außerhalb der Objektivlinse angeordnet ist; doch solange der Detektor an einer Position liegt, wo das Magnetfeld schwächer ist als das kritische Magnetfeld einer Wärmeisolationsabschirmung des Mikrokalorimeters, kann der Detektor auch in der Objektivlinse angeordnet sein. Wenn es möglich ist, den Detektor an einer Position zu installieren, wo das Magnetfeld schwächer ist als das kritische Magnetfeld der Wärmeisolationsabschirmung des Mikrokalorimeters, kann der Detektor direkt in der Objektivlinse angeordnet werden. Wenn es in der Objektivlinse keinen Bereich gibt, wo das Magnetfeld schwächer ist als das kritische Magnetfeld, ist es andererseits auch möglich, die Stärke des Magnetfelds in der Umgebung des Detektors durch Vorsehen einer Magnetfeldabschirmung zu unterdrücken, wie weiter unten in 3 beschrieben.
Nun auf 1-2 Bezug nehmend, wird eine Konfiguration des Detektors 107 und einer Kühlvorrichtung 108 des Mikrokalorimeters beschrieben. Ein TES 112, ein Kühlkörper 113, eine Stromversorgung 114, eine Induktionsspule 115, ein SQUID 116 usw. sind in einem Gehäuse 111 des Detektors 107 vorgesehen. Die Kältemaschine 108 kühlt den TES 112 auf eine kryogene Temperatur ab, bei welcher das TES in einen supraleitenden Zustand versetzt wird. Wenn die Röntgenstrahlen auf den TES 112 einfallen, wird eine Wärmemenge erzeugt, die von den Wellenlängen der Röntgenstrahlen abhängig ist und im TES 112 eine schnelle Änderung im Widerstandswerts bewirkt. Die Stromversorgung 114 und die Induktionsspule 115 sind mit dem TES 112 verbunden und bilden einen Stromkreis. Wenn der Widerstandswert des TES 112 sich ändert, ändert sich der Wert des durch den Stromkreis fließenden Stroms, und die Änderung wird durch das SQUID 116 als eine winzige Änderung des in der Induktionsspule 115 erzeugten Magnetfelds erkannt. Eine SQUID-Schaltung ist mit einem Analysator 117 verbunden. Der Analysator 117 erhält die Wellenlänge der auf den TES 112 einfallenden charakteristischen Röntgenstrahlung durch Umkehroperation unter Verwendung des vom SQUID 116 erkannten Stromwerts und führt die Elementarbestimmung der Probe durch. Nachdem die Temperatur des TES 112 gestiegen ist, muss das TES wieder abgekühlt werden, um die nächste Messung durchführen zu können, weshalb die Wärmeabgabe durch den Kühlkörper 113 beschleunigt wird, um eine Verkürzung der Kühlzeit zu erreichen. Das Gehäuse 111 besteht aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie z.B. Kupfer und ist mit der Kältemaschine 108 verbunden und hält das Innere des Detektors 107 (im Gehäuse 111) in einem supraleitenden Zustand. Eine Wärmeisolationsabschirmung 118 ist auf der Außenseite des Gehäuses 111 vorgesehen, um das Gehäuse 111 zu bedecken, und isoliert das Innere des Detektors thermisch von außen. Die Wärmeisolationsabschirmung ist auf ihrer Vorderseite mit einer Öffnung versehen, sodass die Röntgenstrahlen auf das TES 112 einfallen, und ein Fenster 119 ist angeordnet, um darin einen Vakuumzustand aufrechtzuerhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Detektor 107 an einer Position angeordnet, die weit genug vom Magnetfeld entfernt ist, das durch die Objektivlinse gebildet wird. Eine Position, die weit genug entfernt ist, bedeutet eine Position, an der die Stärke des Magnetfelds schwächer als eine bestimmte Magnetfeldstärke ist. Das heißt, diese Position ist eine Position, an der die Stärke des Magnetfelds schwächer ist als die Stärke des kritischen Magnetfelds, bei welcher der supraleitende Zustand des TES zusammenbricht. Um den supraleitenden Zustand zu erhalten, der zur Verwendung des TES geeignet ist, verwendet das Mikrokalorimeter eine Wärmeisolationsabschirmung, und ein Supraleiter (zum Beispiel Niob) wird als Abschirmmaterial verwendet. In diesem Fall kann die Position eine Position sein, an der die Stärke des Magnetfelds schwächer ist als die Stärke des kritischen Magnetfelds, bei welcher der supraleitende Zustand der Wärmeisolationsabschirmung zusammenbricht. Dies deshalb, weil das Magnetfeld aufgrund der Verdrängung des Magnetfelds aus dem Supraleiter durch den Meissner-Effekt nicht in das Innere des Detektors des Mikrokalorimeters durchdringt, wenn es möglich ist, die Stärke des Magnetfelds schwächer zu halten als das kritische Magnetfeld, bei dem der supraleitende Zustand der Wärmeisolationsabschirmung zusammenbricht. Bei der Entwicklung des Elektronenmikroskops ist die Berechnung des Magnetfeldprofils zur Untersuchung der Form einer elektromagnetischen Linse unentbehrlich, und daher ist es möglich, anhand der Berechnungsergebnisse eine Beziehung zwischen der Anordnung des Mikrokalorimeters und der Stärke des am TES anliegenden Magnetfelds zu erhalten.
Ein SQUID-Signal, das als Änderung in der Strommenge durch den SQUID-Stromkreis erkannt wird, wird zum Analysator (nicht dargestellt) gesendet, und die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlung wird auf der Basis des Signals berechnet. Da die charakteristische Röntgenstrahlung eine Energiespitze hat, die spezifisch für ein Element ist, gelten die charakteristischen Röntgenstrahlungen als Spektren, in denen die Energie und die Zahl der Röntgenphotonen dargestellt sind, und daher ist es möglich, zu analysieren, welches Element an der Bestrahlungsposition mit dem Elektronenstrahl 101 auf der Probe 105 vorhanden ist. Die Elementaranalyseergebnisse wie z.B. die Spektren können auf einem Bildschirm angezeigt werden, der mit dem Analysator verbunden ist, oder können als Digitaldaten an ein Speichergerät wie z.B. eine Festplatte oder einen Arbeitsspeicher ausgegeben werden. Der Analysator kann zum Beispiel eine Hardware-Karte sein oder durch ein Programm auf einem Computer realisiert werden.
Eine magnetische Kraftlinie, die von der Objektivlinse 102 erzeugt wird, wird durch einen oberen Magnetpol 103 und einen unteren Magnetpol 104 in der Nachbarschaft der Probe 105 freigesetzt, und eine elektromagnetische Linse wird erzeugt. In der vorliegenden Ausführungsform wird das röntgenoptische System 106 durch einen Raum zwischen dem oberen Magnetpol 103 und dem unteren Magnetpol 104 eingeführt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist eine probenseitige Spitze des röntgenoptischen Systems 106 mit einen lichtemfangenden Teil versehen, auf welchem die Röntgenstrahlen einfallen. Der lichtempfangende Teil kann ein Fenster oder eine Öffnung sein. Das röntgenoptische System 106 kann eine Komponente sein, die den lichtemfangenden Teil, auf dem die Röntgenstrahlen von der Probe einfallen, und Mittel aufweist, welche die Röntgenstrahlen in die Nachbarschaft der Probe zum Detektor 107 übertragen, oder kann eine Kombination solcher Komponenten sein. Zum Beispiel ist es möglich, als röntgenoptisches System 106 eine polykapillare Linse aus einem Bündel von Glaskapillaren mit einer sehr glatten Innenwand zu verwenden. Die auf die polykapillare Linse einfallenden Röntgenstrahlen werden durch die Glaskapillaren zum Detektor 107 des Mikrokalorimeters übertragen. Da der Brechungsindex der Röntgenstrahlen etwas kleiner als 1 ist, können Röntgenstrahlen, die in einem kleinen Winkel auf die Innenwände der Polykapillaren einfallen, eine Totalreflexion verursachen und ohne Stärkeverlust übertragen werden. Die polykapillare Linse ist darin vorteilhaft, dass der kritische Winkel, bei dem die Totalreflexion auftritt, von der Energie des Röntgenstrahls abhängig ist; der kritische Winkel liegt jedoch in einem Bereich von mehreren Grad bis zu zehn Grad, und ein breiter Bereich an Energiebändern kann durch dasselbe optische System abgedeckt werden. Es wird ein Beispiel gezeigt, in welchem im röntgenoptischen System eine polykapillare Linse verwendet wird, das röntgenoptische System kann jedoch auch konfiguriert werden, indem eine Vielzahl von Zonenplatten aus Quarzplatten mit konzentrischen Öffnungen, die eine Bündelung des Röntgenstrahls durch Brechung bewirken, mit einer Vielzahl von Totalreflexionsspiegeln kombiniert werden.
Als nächstes wird Bezug nehmend auf 2-1 das Magnetfeld der Objektivlinse und dessen Einfluss auf das Mikrokalorimeter beschrieben, und ein Vorteil der oben beschriebenen Anordnung des röntgenoptischen Systems wird erklärt. 2-1 ist eine schematische Darstellung, die die Verteilung der Stärke eines Magnetfelds zwischen dem oberen Magnetpol 103 und dem unteren Magnetpol 104 veranschaulicht. Wie oben beschrieben, wird die magnetische Kraftlinie, die von der Objektivlinse 102 gebildet wird, durch den oberen Magnetpol 103 und den unteren Magnetpol- 104 in der Nachbarschaft der Probe 105 freigesetzt. Daher ist die Stärke des Magnetfelds um so stärker, je mehr man sich der Proben 105-seitigen Spitze des oberen Magnetpols 103 und unteren Magnetpols 104 nähert. In 2-1 sind die Magnetfeld-Konturlinien 201 entlang des oberen Magnetpols 103 und des unteren Magnetpols 104 in einer vertikalen Richtung verbunden, und je weiter man von der Spitze der Magnetpole nach hinten geht, umso schwächer wird die Stärke des Magnetfelds.
2-2 stellt ein Beispiel dar, in welchem der Detektor 107 des Mikrokalorimeters rohrförmig ist und das TES oder SQUID näher an der Probe 105 liegt. 2-2 veranschaulicht ein Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform. Wie im Fall von 1 wird ein rohrförmiger Detektor 202 durch die Kältemaschine 108 gekühlt. Falls kein röntgenoptisches System 106 verwendet wird, muss der Detektor möglichst nahe an der Probe 105 liegen, um die Röntgenausbeute zu kompensieren; der Detektor steht dabei jedoch unter dem Einfluss des starken Magnetfelds der Objektivlinse 102, wodurch im SQUID eine starke Gleichstromvormagnetisierung auftritt und es schwer wird, eine winzige Änderung im Magnetfeld zu erkennen, die auf eine Änderung im Widerstandswert des TES zurückzuführen ist. Wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben, ist das Mikrokalorimeter weit genug von der Spitze der Magnetpole entfernt angeordnet, und dadurch liegt ein Vorteil der vorliegenden Erfindung vor, dass der Einfluss des Magnetfelds vermieden wird und es möglich ist, eine Abnahme der Röntgenausbeute durch das röntgenoptische System 106 zu verhindern.
Falls die Probe ein Halbleiterwafer ist, kann es leicht vorkommen, dass die Molekularstruktur eines Resistmaterials zur Belichtung bei der Halbleiterstrukturierung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen beschädigt wird. Andererseits erfordert die Miniaturisierung von Halbleiterstrukturen eine hohe Auflösung des Elektronenmikroskops. Um Schäden am Material zu unterdrücken und eine hohe Auflösung zu erhalten, ist es erforderlich, die Bestrahlungsenergie des Elektronenstrahls zu reduzieren und die Fokussierleistung der Linse zu erhöhen, indem die Arbeitsentfernung der Objektivlinse extrem verkürzt wird. In solch einem Fall kann die Objektivlinse die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Form aufweisen. Das heißt, es ist wünschenswert, dass der untere Magnetpol 104 der Objektivlinse 102 parallel zur Probe 105 angeordnet ist und ein Abstand zwischen dem unteren Magnetpol 104 und der Probe 105 sehr klein ist. Bei Verwendung einer Objektivlinse mit dieser Konfiguration ist es physikalisch schwierig, das röntgenoptische System, das die Röntgenstrahlen zum Detektor 107 des Mikrokalorimeters überträgt, zwischen dem unteren Magnetpol 104 und der Probe 105 vorzusehen. Daher ist es in solch einem Fall wünschenswert, Röntgenstrahlen von einer Position zwischen dem oberen Magnetpol 103 und dem unteren Magnetpol 104 aus zu übertragen, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, oder Röntgenstrahlen von einer Position über dem oberen Magnetpol 103 aus zu übertragen, wie in Ausführungsform 3 gezeigt.
Beispiel 2
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform Bezug nehmend auf 3 beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, in welchem der Detektor durch eine den Detektor bedeckende Magnetfeldabschirmung vom Magnetfeld der Objektivlinse abgeschirmt ist und der Detektor direkt zwischen dem oberen Magnetpol und dem unteren Magnetpol der Objektivlinse eingefügt ist. Im Folgenden wird die Beschreibung gleicher Teile wie in Ausführungsform 1 ausgelassen.
3 zeigt ein Beispiel, in welchem eine Magnetfeldabschirmung 301 so angeordnet ist, dass sie den rohrförmigen Detektor 202 in 2-2 bedeckt. Mindestens ein Teil des rohrförmigen Detektors 202 (das heißt, ein rohrförmiger Teil) ist zwischen dem oberen Magnetpol und dem unteren Magnetpol der Objektivlinse angeordnet. Auch wenn der Detektor rohrförmig ist, sind die Form und die Anordnung von Konfigurationselementen wie dem TES oder SQUID, die im Detektor enthalten sind, im Wesentlichen unverändert, wie in 1-2 gezeigt. Die Magnetfeldabschirmung 301 in 3 bedeckt mindestens den ganzen Bereich des rohrförmigen Detektors 202, der zwischen den Magnetpolen der Objektivlinse angeordnet ist, und ist an der Spitze des rohrförmigen Detektors 202 in der Nachbarschaft der Probe mit einem Fenster versehen, durch welches die Röntgenstrahlen einfallen. Die Form der Magnetfeldabschirmung ist jedoch nicht auf die Form in der Figur beschränkt, solange die Magnetfeldabschirmung eine Form hat, die derart ist, dass ein Magnetfeld mit einer Stärke, die das TES in der Magnetfeldabschirmung 301 beeinflusst, nicht in die Magnetfeldabschirmung eindringt. Das heißt, durch Berechnung mit einem Magnetfeldsimulator kann eine der Konturlinie 302 entsprechende Verteilung der Magnetfeldstärke erhalten werden.
Wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ist der Detektor 107 des Mikrokalorimeters rohrförmig verlängert, wodurch das TES oder SQUID näher an der Probe 105 angeordnet werden kann. Daher ist eine Verbesserung der Röntgenausbeute zu erwarten. Da jedoch an der Spitze der Objektivlinse ein starkes Magnetfeld angelegt wird, liegt in der Praxis ein Problem vor, dass die Verwendung eines Mikrokalorimeters schwierig ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird in der Magnetfeldabschirmung 301 ein Metall mit hoher magnetischer Permeabilität wie z.B. ein Permalloy verwendet, und der gesamte rohrförmige Detektor 202 ist damit bedeckt. Auf diese Weise wird das Magnetfeld durch die Magnetfeldabschirmung 301 aufgehalten, wie durch die Magnetfeld-Konturlinie 302 in 3 dargestellt, und es ist möglich, die Stärke des am rohrförmigen Detektor 202 anliegenden Magnetfelds zu reduzieren. Auf diese Weise kann ein Installationsbereich, in welchem das Mikrokalorimeter betreibbar ist, nahe an der Probe liegen, und dadurch ist eine Verbesserung des Röntgenertrags zu erwarten. Der Installationsbereich, in welchem das Mikrokalorimeter betreibbar ist, kann, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ein Bereich sein, in welchem die Stärke des Magnetfelds das kritische Magnetfeld ist, bei dem der supraleitende Zustand des TES zusammenbricht oder schwächer als das kritische Magnetfeld der Wärmeisolationsabschirmung im supraleitende Zustand ist. Das heißt, eine Magnetfeldstärkeverteilung wie die Konturlinie 302 wird mit dem Magnetfeldsimulator ermittelt, wodurch ein der Form der Magnetfeldabschirmung 301 entsprechender Installationsbereich der Spitze des rohrförmigen Detektors 202 berechnet werden kann.
Eine weitere Verbesserung des Röntgenertrags ist zu erwarten, wenn in der vorliegenden Ausführungsform das in Ausführungsform 1 gezeigte röntgenoptische System hinzugefügt wird.
Da es der vorliegenden Ausführungsform gemäß möglich ist, den Detektor des Mikrokalorimeters in einem starken Magnetfeld anzuordnen, kann die Elementaranalyse auch ohne röntgenoptisches System mit hoher Röntgenausbeute durchgeführt werden.
Ausführungsform 3
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform nehmend auf 4-1 und 4-2 beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, in welchem das röntgenoptische System auf der Oberseite (Elektronenquellenseite) eines oberen Kraftlinienwegs der Objektivlinse angeordnet ist. Im Folgenden wird die Beschreibung gleicher Teile wie in Ausführungsform 1 oder 2 ausgelassen.
4-1 zeigt ein Beispiel, in welchem der Detektor des Mikrokalorimeters angeordnet ist, um Röntgenstrahlen von oberhalb des oberen Magnetpols 103 zu übertragen. Das röntgenoptische System 106 ist auf der Elektronenquellenseite der Objektivlinse angeordnet (genauer gesagt, auf der Elektronenquellenseite des oberen Magnetpols der Objektivlinse). Wie zudem in 4-2 gezeigt, ist das röntgenoptische System 106 im Magnetfeld angeordnet, das vom oberen Magnetpol 103 gebildet wird. 4-1 veranschaulicht ein Beispiel, in welchem das röntgenoptische System 106 direkt über dem oberen Magnetpol 103 der Objektivlinse in einer Richtung parallel zum oberen Magnetpol 103 angeordnet ist; die Anordnung des röntgenoptischen Systems 106 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann zwischen dem röntgenoptischen System 106 und dem oberen Magnetpol 103 eine weitere Komponente vorhanden sein, oder das röntgenoptische System 106 kann keine geradlinige Form haben. Dem Fall von Ausführungsform 1 entsprechend ist das Mikrokalorimeter an einer Position angeordnet (Position, an der die Stärke des Magnetfelds schwächer ist als eine bestimmte Magnetfeldstärke), die weit genug von der Spitze der Magnetpole entfernt ist, um den Einfluss des Magnetfelds von der Objektivlinse zu vermeiden. Wie in der vorliegenden Ausführungsform ist das röntgenoptische System 106 daher zwischen der Probe 105 und dem Detektor 107 angeordnet, wodurch es möglich ist, eine Abnahme der Röntgenausbeute zu verhindern.
4-2 ist eine schematische Darstellung, die die Verteilung der Stärke des Magnetfelds von der Objektivlinse veranschaulicht, wobei das Magnetfeld vom oberen Magnetpol 103 nach oben ausläuft. Dem Fall in Ausführungsform 1 entsprechend stellt eine Konturlinie 401 eine Verteilung dar, in welcher die Stärke des Magnetfelds um so stärker wird, je mehr man sich der Spitze des Magnetpols nähert. Wenn der Detektor 107 rohrförmig ist und nahe an der Probe 105 liegt, wie in 2-2 gezeigt, ist das Mikrokalorimeter daher aufgrund des Einflusses des von der Objektivlinse gebildeten Magnetfelds schwer betreibbar, selbst wenn der Detektor an der Oberseite des oberen Magnetpols der Objektivlinse angeordnet ist.
Im Vergleich zum Fall in Ausführungsform 1 ist das Beispiel im Hinblick auf die Röntgenausbeute darin nachteilig, dass die Anordnung des röntgenoptischen Systems 106 durch die physikalischen Abmessungen der Objektivlinse eingeschränkt wird und ein Abstand zwischen dem röntgenoptischen System 106 und der Probe 105 sich verlängert. Doch der Abstrahlwinkel der Röntgenstrahlen ist groß, was darin vorteilhaft ist, dass wenig Röntgenstrahlen von der Probe absorbiert werden, weshalb deren Erkennung möglich ist.
Ausführungsform 4
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform Bezug nehmend auf 5-1 und 5-2 beschrieben. Im Unterschied zu den Ausführungsformen 1 bis 3 ist die vierte Ausführungsform eine Ausführungsform eines Elektronenmikroskops, das eine Out-Lens-Objektivlinse verwendet. Im Folgenden wird die Beschreibung gleicher Teile wie in Ausführungsform 1 bis 3 ausgelassen.
5-1 zeigt eine Konfiguration eines Elektronenmikroskops und eines Mikrokalorimeters der vorliegenden Ausführungsform. Dem Fall in Ausführungsform 1 entsprechend werden Elektronenstrahlen 501, die von der Elektronenquelle (nicht dargestellt) freigesetzt werden, durch das Magnetfeld fokussiert, das von einer Objektivlinse 502 gebildet wird, und eine Probe 505 wird mit den Elektronenstrahlen bestrahlt. Die von der Probe 505 erzeugte charakteristische Röntgenstrahlung wird durch ein röntgenoptisches System 506 übertragen und fällt auf einen Detektor 507 des Mikrokalorimeters ein. In 5-1 ist das röntgenoptische System 506 auf der Probenseite der Objektivlinse angeordnet (genauer gesagt, auf der Probenseite des unteren Magnetpols 504 der Objektivlinse). Wie zudem in 5-2 gezeigt, ist das röntgenoptische System 506 im Magnetfeld angeordnet, das vom unteren Magnetpol 504 zwischen der Probe 505 und dem unteren Magnetpol 504 erzeugt wird. Der Detektor 507 wird durch eine Kältemaschine 508 gekühlt.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Magnetpole der Objektivlinse 502 nach unten gerichtet und weisen eine Linsenform des Out-Lens-Typs auf, in welcher der Elektronenstrahl 501 unterhalb der Spitze der Magnetpole einer Fokussierwirkung ausgesetzt wird. Falls eine Probenbühne (nicht dargestellt), auf der die Probe montiert ist, einen Neigemechanismus aufweist, sind der obere Magnetpol 503 und der untere Magnetpol 504 in einem Winkel zur Probe 505 angeordnet, und daher ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass es möglich ist, die Probe 505 in einem durch die Probenbühne geneigten Zustand zu beobachten. Andererseits ist es zur Durchführung der geneigten Beobachtung notwendig, die Linse zu verkleinern, weshalb das Mikrokalorimeter so angeordnet ist, dass Röntgenstrahlen von der Unterseite (Probenseite) des unteren Magnetpols 504 aus übertragen werden. Dem Fall von Ausführungsform 1 und 3 entsprechend ist das Mikrokalorimeter an einer Position angeordnet (Position, an der die Stärke des Magnetfelds schwächer als eine bestimmte Magnetfeldstärke ist), die weit genug von der Spitze der Magnetpole entfernt ist, um den Einfluss des Magnetfelds von der Objektivlinse zu vermeiden. Wie in der vorliegenden Ausführungsform ist das röntgenoptische System 506 daher zwischen der Probe 505 und dem Detektor 507 angeordnet, wodurch es möglich ist, eine Abnahme der Röntgenausbeute zu verhindern.
5-2 ist eine schematische Darstellung, die die Verteilung der Stärke des Magnetfelds von der Objektivlinse in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Dem Fall in Ausführungsform 1 und 3 entsprechend stellt eine Konturlinie 509 eine Verteilung dar, in welcher die Stärke des Magnetfelds um so stärker wird, je mehr man sich der Spitze des Magnetpols nähert. Wenn der Detektor 507 rohrförmig ist und nahe an der Probe 505 liegt, wie in 2-2 gezeigt, ist das Mikrokalorimeter daher aufgrund des Einflusses des von der Objektivlinse gebildeten Magnetfelds schwer betreibbar, selbst wenn der Detektor auf der Unterseite des unteren Magnetpols der Objektivlinse angeordnet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Objektivlinse 502 eine Out-Lens-Form auf, und dadurch verlängert sich ein Arbeitsabstand der Objektivlinse, was hinsichtlich der Fokussierleistung der Linse, das heißt, der Auflösung des Elektronenmikroskops nachteiliger als in den Fällen von Ausführungsform 1 bis 3 sein kann. Andererseits ist im Vergleich zu den Fällen von Ausführungsform 1 und 2 ein Abstand zwischen der Probe 505 und der Spitze der Magnetpole vorhanden, und deshalb ist es möglich, den lichtempfangenden Teil des röntgenoptischen Systems 506 des Mikrokalorimeters zu erweitern, und die Probe 505 wird geneigt, wodurch die scheinbare Durchdringungslänge des Elektronenstrahls 501 kurz ist. Daher ist die vorliegende Ausführungsform darin vorteilhaft, dass es möglich ist, eine Menge der charakteristischen Röntgenstrahlung, die von der Oberfläche der Probe 505 erzeugt wird, zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und schließt verschiedene Modifikationsbeispiele ein. Zum Beispiel wurden die obigen Ausführungsformen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht unbedingt auf die obigen Konfigurationen beschränkt. Es ist auch möglich, einen Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform zu ersetzen, und es ist möglich, eine Konfiguration einer Ausführungsform zu einer Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzuzufügen. Ferner ist es möglich, einem Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform eine andere Konfiguration hinzufügen, sie zu entfernen oder durch eine andere Konfiguration zu ersetzen.
Zum Beispiel wird in 1, 4 und 5 ein Beispiel gezeigt, in welchem der Detektor des Mikrokalorimeters außerhalb der Objektivlinse angeordnet ist; doch solange der Detektor an einer Position angeordnet ist, wo das gebildete Magnetfeld schwächer ist als das kritische Magnetfeld der supraleitenden Abschirmung des Mikrokalorimeters, kann der Detektor auch in der Objektivlinse angeordnet sein. Wenn dabei eine Magnetfeldabschirmung wie in 3 vorgesehen wird, ist es möglich, die Stärke des Magnetfelds am Umfang des Detektors zu kontrollieren, doch wenn es möglich ist, die Magnetfeldabschirmung an einer Position anzuordnen, wo das Magnetfeld schwächer ist als das kritische Magnetfeld der supraleitenden Abschirmung des Mikrokalorimeters, kann die Magnetfeldabschirmung auch entfallen.
Bezugszeichenliste

101: Elektronenstrahl
102: Objektivlinse
103: oberer Magnetpol
104: unterer Magnetpol
105: Probe
106: röntgenoptisches System
107: Detektor
108: Kältemaschine
111: Gehäuse
112: TES
113: Kühlkörper
114: Stromversorgung
115: Induktionsspule
116: SQUID
117: Analysator
118: Wärmeisolationsabschirmung
119: Fenster
201: Magnetfeld-Konturlinie
202: rohrförmiger Detektor
301: Magnetfeldabschirmung
302: Magnetfeld-Konturlinie
401: Magnetfeld-Konturlinie
501: Elektronenstrahl
502: Objektivlinse
503: oberer Magnetpol
509: unterer Magnetpol
505: Probe
506: röntgenoptisches System
507: Detektor
508: Kältemaschine
509: Magnetfeld-Konturlinie

Claims

Elektronenmikroskop, umfassend: eine Elektronenquelle, die einen Elektronenstrahl (101) erzeugt; eine Objektivlinse (102), die einen oberen Kraftlinienweg mit einem oberen Magnetpol (103) und einen unteren Kraftlinienweg mit einem unteren Magnetpol (104) aufweist, um zwischen dem oberen Magnetpol und dem unteren Magnetpol auf der Elektronenquellenseite einer Probe (105) ein Magnetfeld zu erzeugen und dadurch den Elektronenstrahl auf die Probe zu fokussieren, wobei die Spitze des oberen Magnetpols näher am Elektronenstrahl angeordnet ist als die Spitze des unteren Magnetpols; einen Röntgenstrahldetektor (107), der von der Probe erzeugte Röntgenstrahlen erkennt und eine Energiespektroskopie durchführt; und ein röntgenoptisches System (106), das von der Probe erzeugte Röntgenstrahlen zum Röntgenstrahldetektor überträgt, um sie von einer Spitze eines Kraftlinienwegs der Objektivlinse weg zu leiten, wobei der Röntgenstrahldetektor in einem Raum angeordnet ist, in welchem die Stärke des Magnetfelds, das von der Objektivlinse gebildet wird, schwächer als eine bestimmte Magnetfeldstärke ist, und wobei ein lichtempfangender Teil des röntgenoptischen Systems zwischen dem oberen Kraftlinienweg und dem unteren Kraftlinienweg der Objektivlinse oder auf auf der Elektronenquellenseite des oberen Kraftlinienwegs der Objektivlinse oder zwischen dem unteren Kraftlinienweg der Objektivlinse und der Probe angeordnet ist.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, wobei der Röntgenstrahldetektor (107) ein supraleitendes Phasenübergangsthermometer, TES, umfasst.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 2, wobei die bestimmte Magnetfeldstärke die Stärke des kritischen Magnetfelds ist, bei der ein supraleitender Zustand des supraleitenden Phasenübergangsthermometers zusammenbricht.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 2, wobei der Röntgenstrahldetektor (107) eine Wärmeisolationsabschirmung aus einem supraleitenden Material aufweist, und wobei die bestimmte Magnetfeldstärke die Stärke des kritischen Magnetfelds ist, bei der ein supraleitender Zustand der Wärmeisolationsabschirmung zusammenbricht.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, wobei der Röntgenstrahldetektor (107) ein Mikrokalorimeter ist.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, wobei das röntgenoptische System (106) eine polykapillare Linse ist.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, wobei ein unterer Kraftlinienweg der Objektivlinse (102) parallel zur Probe (105) angeordnet ist.
Elektronenmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Magnetfeldabschirmung (301), die den Röntgenstrahldetektor (107) von dem Magnetfeld abschirmt, das von der Objektivlinse (102) gebildet wird.