帶電粒子檢測裝置的製作方法

2023-07-11 12:12:56

專利名稱：帶電粒子檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測裝置(detection devices)，特別是涉及一種帶電粒子檢測 裝置(charged particles detection devices)。
背景技術：
帶電粒子檢測裝置對於帶電粒子(離子及電子束)儀器，例如掃描式電子顯微鏡， 是不可欠缺的一部分。在掃描式電子顯微鏡中(scanningelectron microscope, S. Ε. Μ)， 電子束由電子源射出並在試片表面聚焦成微探針，並通過偏折單元進行逐行掃描(in a raster fashion)，而在試片表面釋放的信號電子，包括二次電子(secondary electrons) 以及背向散射電子(back scattered electrons)，由帶電粒子檢測裝置所收集，而其信號 強度將轉換成對應位於試片表面電子探針位置的灰階影像像素。電子探針的掃描將形成灰 階對應，以產生試片表面的影像。由於信號電子以二次電子為主，因此入射電子束的能量小 於3keV，或更低的低電壓掃描式電子顯微鏡被認為在評估試片表面圖貌(topographic)上 特別有效。二次電子源於淺層的試片表面，其產出率和軌跡受到表面圖貌的影響，因此帶有 表面圖貌的信息。一般最常用在掃描式電子顯微鏡中的檢測裝置為組合式閃爍光電倍增管 (scintillator-photomultiplier tube)(例如 Everhart-Thornley 檢測裝置)，半導體式 (semiconductor type) URWMM^tk^ (microchannel platetype， MCP)。由TiXJj^jfeffe 倍增管(scintillator-photomultiplier tube)檢測裝置具有高增益和低噪聲的特點，因 此經常被使用在低電流電子束的高解析度掃描式電子顯微鏡中。而且，閃爍光電倍增管檢 測裝置通常包括前面塗布光-閃光產生物質(light-generating scintillator)的光導 棒(light guide rod)並與光電倍增管結合成單位部件。一般的配置是將一個或多個上 述單位部件置於最終聚焦物鏡(final focusing objective lens)的下環繞於入射電子 束的衝擊點的周邊，通過前方覆蓋帶有正偏壓的柵極吸引由試片射出的二次電子，如此形 成側向檢測方式。圖1是傳統掃描式電子顯微鏡的基本結構的示意圖。側向檢測裝置108 置入到物鏡103與試片104之間。近來，對於高解析度的低電壓掃描式電子顯微鏡的需求 增加了，廣泛地使用浸潤型物鏡掃描式電子顯微鏡(S. E.M. with an immersion type of objective lens)的原因是它具有較小的電子光學像差，並且能夠提供較細微的電子探針。 在浸潤型物鏡掃描式電子顯微鏡中，試片將浸潤於物鏡的強大聚焦磁場之中，此外，靜電引 力場(electrostatic extraction field)通常也會迭加其上。雖然磁場的主要功能是聚 焦入射電子束，但也會局限二次電子的軌跡而使其接近於中央光軸，並將那些由靜電場從 試片104拉出的電子，送入物鏡103的中央孔洞。在此情況下，側向檢測裝置108將接收不 到任何二次電子，而必須使用透鏡內檢測裝置(in-lens detectors)。側向檢測裝置的優點 是能夠檢測樣品的三維圖貌信息，而透鏡內檢測裝置的優點在於高檢測效率。而為了檢測更多樣品圖貌的信息，本發明提出了一種透鏡內多信道檢測系統，在此系統中多接收信道 將環繞對稱分布於入射電子束周圍，形成在軸檢測系統(on-axis detection system)。多信道檢測系統能在不傾斜試片的情況下強化試片表面圖貌的特徵。在此檢測系 統中的檢測裝置被分隔為兩等份或四等份，而每部分輸出的信號均對應分別處理和顯示。 此概念常被應用在離透鏡檢測系統(off-lens detection system)上。如圖1所示，分塊 的透鏡前羅賓森檢測裝置(Robinson detector) 120，置於物鏡103的底面並面向試片104， 以接收主要是背向散射電子的信號。檢測裝置120的每一區塊均具有獨立接收信道，以生 成影像。來自檢測裝置120各信道的信號將進行包括加乘或減除的處理，以提供試片104 的包括圖貌和材料信息等大量的信息。相對於離軸檢測裝置，在軸透鏡內檢測裝置(on-axis in-lensdetector)有利於 系統的解析度。離軸透鏡內檢測裝置需要維恩濾波器(Wien filter電磁場偏向器)，使二 次電子彎離軸線並引導至檢測裝置。將二次電子彎離軸線會引發入射電子束的二級像差， 並且降低系統的解析度。環狀並且對稱的多接收信道的安排可描述樣品表面的三維圖貌影像。如圖2所 示，受到來自物鏡203的磁場聚焦的影響，二次電子205B自表面形貌208的側表面204L射 出，通過光軸後撞擊到檢測裝置的半部206B，而另一道二次電子205A自側表面204R射出， 通過光軸後撞擊到檢測裝置的另外半部206A。當分從兩半產生的兩信號相加處理時，如同 在無區塊的檢測裝置一樣時，表面形貌208的兩邊緣在圖像中均表現為亮點(如線型圖2A 所示)，雖有較多的二次電子205A或205B沿側牆區域射出，但仍難以分辨表面形貌208為 凸部或凹部。然而，若是來自各半的信號分別顯示時，由陰影的效果(shadow effect)，將導 致表面形貌208有一邊較亮而另一邊較暗，如線型圖2B所示為來自檢測裝置半部206A的 信號，而線型圖2C所示為來自檢測裝置另一半部206B的信號。三維效果於是生成，並使表 面形貌208為一凸部。對如圖1所示的包夾於入射電子束兩側的雙信道檢測裝置109來說， 陰影的效果只能形成一個方向的明暗對比像，不能從雙信道檢測裝置109得到形成代表樣 品表面特徵意義的三維立體影像。一種從未曾被製造或報導過的檢測裝置可克服這個問題，其配置組態是使用透鏡 內$$由寸禾爾(annular in—lens on-axissymmetrically distributed)的多接收 信道檢測系統，例如透鏡內在軸多區塊接收信道的閃爍光電倍增管式、半導體式或微米板 式(micro-platetype)等檢測裝置。目前不論在軸的單檢測裝置或圍繞中央光軸配置的多重檢測裝置，常與反射板 107相連動，反射板107在遭受來自試片的二次電子與背向散射電子撞擊時，也會產生自體 的二次電子並被檢測裝置收集。這些結構配置如圖1所示，通過以離軸方式配置的多重透 鏡內檢測裝置106A與106B與反射板107配合，兩片式檢測裝置109包夾光軸兩側，單一閃 爍光電倍增管檢測裝置置於光軸上。對多重檢測裝置的配置來說這樣的組態比較複雜，並 且由於每一檢測裝置間的空間間隔的關係，信號收集效率也僅僅是一般而已；對單一在軸 檢測裝置而言，由於光導管非旋轉對稱的本質，很難收集到均一的信號。因此，帶電粒子檢測裝置有創新設計的需要，以使得高效率節省空間的區塊式多 接收信道透鏡內在軸環繞檢測的組態或其等效裝置能夠配合閃爍光電倍增管、半導體或微 米板等型式的檢測裝置實現。

發明內容
本發明旨在提供一種透鏡內在軸環繞對稱分布的多接收信道檢測系統的設計。此 檢測裝置可為閃爍光電倍增管，半導體式或微米板式，包括一個或多個成旋轉對稱組態配 置的光導模塊，來表示使用區塊在軸檢測器的透鏡內在軸環繞對稱分布的多接收信道檢測 系統。在根據本發明的帶電粒子檢測裝置的示範實施例中，四個光導模塊以旋轉對稱的 配置形成單一組件，在中央光軸處形成方形開口，以讓入射的帶電粒子束通過。此組件面對 試片的平面塗布或耦合閃爍材料(Scintillator material) 0除與光電倍增管模塊的耦合 面沒有塗鋁外，每一光導模塊都塗布鋁，以便於內部光反射和隔離鄰近兩光導模塊的光線， 使得從每一個稜鏡收得的信號得以被單獨傳遞、放大及處理。另一根據本發明的帶電粒子檢測裝置的實施例為被加工的單一光導材料。從一側 開始加工出圓錐形狀，而圓錐的尖端止於另一側，錐尖有一開口以便入射帶電粒子束通過。 錐尖所在的一面塗布或與閃爍材料耦合。光導塊的外部區域被加工出四個光導通道，並與 光電倍增管模塊耦合。除了入光及出光面外，所有的光導部份均塗布鋁，以便於內部光反射。因此，本發明提供了一種檢測二次電子、背向散射電子或離子的帶電粒子檢測裝 置。在此帶電粒子檢測裝置中，帶電粒子檢測組件包括多個檢測區塊，每一個檢測區塊都耦 合前置放大器，以放大檢測區塊的輸出信號。此外，每一個檢測區塊含有具有帶電粒子接收 處與檢測信號產生處的帶電粒子檢測模塊，當帶電粒子接收處被帶電粒子束轟擊時，此檢 測信號產生處將會產生輸出信號。本發明的一個或多個實施例的細節陳述於下述討論與附圖，本發明的其它特徵、 目的、技術內可各實施例配合權利要求而得知


圖1為掃描式電子顯微鏡的電子檢測系統的現有技術結構示意圖。圖2為磁場浸潤型物鏡和在軸檢測裝置的現有掃描式電子顯微鏡結構示意圖，並 圖標說明區塊式透鏡內在軸環繞檢測裝置用來提高表面圖貌特徵的效益。圖3A至3J為本發明實施例的檢測裝置組件的示意圖。圖4A至4J為根據本發明實施例的檢測裝置組件的示意圖。圖5A至5H為根據本發明實施例的檢測裝置組件的示意圖。圖6為根據本發明實施例的檢測裝置組件的示意圖。圖7為根據本發明安裝閃爍型檢測裝置組件於掃描式電子顯微鏡中，作為區塊式 透鏡內在軸環繞檢測裝置的結構示意圖。圖8為根據本發明安裝微/多接收通道板或半導體式檢測裝置組件在掃描式電子 顯微鏡中，作為區塊式透鏡內在軸環繞對稱分布的多接收信道檢測系統的結構示意圖。圖9為顯示六接收信道系統。區塊式透鏡內在軸環繞檢測系統可以有兩個或多個 接收信道。圖10為半導體式的結構式意圖。
圖11為微/多接收信道板型檢測裝置的結構示意圖。
具體實施例方式在此闡明檢測裝置以及更為具體的帶電粒子檢測裝置。所述的實施例僅為說明本 發明的技術思想和特點，其目的在使本領域技術人員能夠了解本發明的內容並據以實施， 當不能以此限定本發明，即凡是根據本發明所公開的精神所作的等效變化或修飾，仍應涵 蓋在本發明的權利要求中。根據本發明第一個實施例的帶電粒子檢測組件將參考圖3A至圖3J做詳細闡述。 圖3A圖至圖3C分別為光導檢測組件300的斜俯視圖、斜仰視圖以及俯視圖。如圖3A及3D 所示，四個單獨的三角形稜鏡301以偏心組態配置形成在中央有方形開口 303的光導組件 300，如圖3C所示。在組合之前，三角形稜鏡301的一側304塗布閃爍材料(例如磷光材料 P47)以形成檢測表面。接著，除了一側304之外所有三角形稜鏡301的側邊均塗布鋁或其 它反射性材料，以利於內部反射以及隔離相鄰模塊間的光線。接著將四個稜鏡301配置成 使得四邊304共平面而形成平坦的檢測面305，如圖3B所示。此共面305即為檢測組件的 信號接收處，塗布閃爍材料的區域即為檢測組件的信號產生處。如圖3C所示，稜鏡301相對 於中央開口 303作少許的側邊偏移。從頂部觀察，光導組件300為90度旋轉對稱，但對於 中央開口 303的中央軸並非鏡像對稱。這樣的簡單的組態可以利用市面上可取得的稜鏡不 需任何修改即可建構。例如，一般的直角稜鏡就可以用。當安裝到帶電粒子儀器中時，開口 303將對準儀器的中央光軸，以讓入射帶電粒子束通過。在本發明的實施例中，稜鏡301的 側面304與側面306之間的夾角θ可介於0至90度之間，如圖3D所示。這裡要注意的是 實施例以三角形稜鏡301作為光導之用，但並非限定使用三角形稜鏡作為光導。在考慮光 收集效率時，不同形狀及曲線的側面306均可被應用。例如，側面306可被分為數個不同斜 率的平面區段。圖3Ε為實施例的斜俯視圖，其顯示具有兩不同斜率的平面分段307及308 的光導組件。此側面306可為下列的曲線形狀，例如圓形、拋物線形、球面或其它曲面或平 面。圖3G為實施例的斜俯視圖，側面306為圓形曲面。(其側視圖如圖3Η所示)。如圖31 所示，光導區段(稜鏡301)的側面302耦合至光電倍增管模塊309，以讓經光導管傳來的區 段光信號可個別進行轉換、放大及處理，此光電倍增管即為信號的預放大模塊。採用此具有 4個相同且獨立的區塊的在軸環繞檢測裝置組態是容易了解的，因為在此實施例中，光電倍 增管模塊309與光導區塊的一面直接接觸，可使整體結構及光強度的損失降至最小。然而， 在本發明包含的範圍內，光電倍增管309與光導管區塊的側面302之間，也能以一段實心或 中空的光導延伸管或是光纖光導管截面來結合。圖3J所示的實施例，其中相鄰的面310與 斜面311形成稜鏡光導區塊。此外，除與附加模塊連接的面312外，光導區塊的所有側面都 將塗布鋁或其它反射性材料以利內部光反射。根據本發明另一實施例的帶電粒子檢測裝置，將參照圖4Α至4J做詳細描述。圖 4Α至4C分別為三角形稜鏡光導區塊401的斜視、俯視、側視圖。在側面403與側面404交 接處存在有兩個對稱的45度倒角面402，此兩個倒角面在前方平面405處形成90度角β。 面404預先塗布閃爍材料(例如磷光劑閃爍材料Ρ47)以形成檢測面。接著，除了面406以 外，光導區塊401的所有側面都會塗布鋁或其它反射性材料，以便於內部光反射及隔離鄰 近模塊間的光線。多個光導區塊401利用倒角面402結合在一起成為單一檢測裝置光導組
7件400，其斜俯視圖、斜仰視圖及俯視圖分別如圖4D至4F所示。這些區塊的面404共平面 對齊，以形成平坦的檢測面407，此共面407即為檢測組件的信號接收處，塗布閃爍材料的 區域即為檢測組件的信號產生處。如圖4E所示。各區塊的前方平面405形成方形中心孔 洞408，如俯視圖4F所示。從整個組件上方觀看，此組件不僅呈90度旋轉對稱，同時也鏡像 對稱於通過開口 408的中心的兩正交軸410、411。此組態描述了完全對稱的信號收集。當 安裝於帶電粒子儀器時，開口 408將會對準儀器的中央光軸，以便入射帶電粒子束通過。根 據本發明，任一光導區塊的側面403與面404之間的夾角α可為0至90度，如圖4C所示。 每個光導區塊的面406均與光電倍增管模塊420耦合，讓來自各個光導區塊的光信號得以 分別進行轉換，放大及處理，此光電倍增管即為信號的預放大模塊，如圖4G所示。因為各側 面在相鄰的稜鏡光導區塊401組裝在一起之前，便已塗布光反射材料，因此光線在個別區 塊中傳遞時將不會跨越至其它區塊。如此四個相同且獨立的檢測區塊組態構成具在軸環繞 檢測裝置。在此實施例中，直光導區段409的功用在於縮小體積和減少光強度的損失。然 而，配合實際需求，不同的長度、形狀的實心或中空光導管或光纖光導都可結合在光電倍增 管420之前。以上述的實施例的情況，運用三角形稜鏡的前斜面製作稜鏡光導區塊401僅 為實施例之一，並不限定於此。考慮光的收集效率，面403可為不同的形狀和曲線。例如可 為包括多個不同斜率的直面組成的區段或為下列的曲線組合，例如圓形、拋物線形、球面或 任何曲面或表面。圖4J為其中的一個實施例，此實施例的光導區塊401的面403為圓形曲 面，其斜視圖如圖4Η所示，側視圖如41所示。根據以上所公開的內容，四個獨立的光導區塊可組裝在一起以構成在軸區塊環繞 的組態。該組態使信號分跨兩正交的軸對稱(影像的X軸與Y軸)。然而，為了簡化工藝， 也可使用單一塊材料製作近似於此在軸區塊環繞的組態的光導組件。根據本發明實施例的 此類型的帶電粒子檢測裝置將參考圖5Α至5Η做詳細說明。如圖5Α所示，先備置矩形塊狀 光導材料501，並再製作中央孔洞503於光導材料501的中央。如圖5Β所示，從中央孔洞 503的一邊到相對另一邊挖出錐狀外型502。將矩形塊上不必要的部分材料去除，以形成四 個分別具有面505的延伸光導路徑，如圖5D所示。圖5C至5Ε分別為最後成形的光導模塊 500的俯視圖、斜俯視圖及斜仰視圖。包括中央孔洞503的底面504塗布閃爍材料作為帶電 粒子的檢測表面，底面504即為檢測組件的信號接收處，塗布閃爍材料的區域即為檢測組 件的信號產生處。除了面505外的其餘側面都塗布鋁或其它反射性材料，以便於內部光反 射。當安裝至帶電粒子儀器中時，中央孔洞503使得對準儀器的中央光軸讓入射帶電粒子 束通過。每一個側面505均分別結合一個光電倍增管模塊507，讓自對應的面505輸出的光 信號得以分別被轉換、放大及處理，此光電倍增管即為信號的預放大模塊，如圖5F所示。由 於本實施例只包含單一材料，光線可能由檢測表面504往任一側面505輸出。然而，通過選 擇合適的光反射面506的形狀，能使每一側面505輸出的光線大多數來自側面505正前方 的檢測象限。根據本發明，此反射面506可為不同曲面。例如此反射面可由多個不同斜率 的直線區段組成，或有弧線的外觀，例如圓形，拋物線型或其它形狀。圖5G為實施例，圖5Η 為反射面506為圓形曲線時的剖面示意圖。此外。雖然本發明的實施例採用四個分別的光 導輸出路徑，但在某些應用情況下，在軸區塊環繞組態不適用四個輸出路徑時，光導的輸出 路徑數可以為四個以外。上述所有實施例的光導區塊底部均塗布閃爍材料來作帶電粒子檢測面，以達到最佳光轉換效率。然而，有些閃爍材料很難直接塗布在光導材料表面上，而只能在像是單晶的 預塗布材料上實現。因此，替代的方法為，使用單獨一塊的閃爍材料(例如正鋁酸釔(YAP) 或釔鋁柘榴石(YAG)材料的單晶片，或塗布成一塊(例如，塗布磷閃爍材料的玻璃或石英 片)，接著再利用環氧樹脂固定或是機械工具將其附著於光導組件的底部。在此實施例中， 光導區塊底面與閃爍材料接合的部分將不會塗布鋁或其它光反射材料，以利於光線傳遞。 圖6為此實施例的示意圖，如前所描述的閃爍圓盤600與稜鏡光導組件400 (如圖4E所示) 形成的光導檢測組件為例。與共面407連接的閃爍圓盤600可為一片閃爍材料單晶或是在 面601塗布閃爍材料的光導管，共面407即為檢測組件的信號接收處，閃爍圓盤600即為檢 測組件的信號產生處。當安裝至帶電粒子儀器中時，閃爍圓盤600的中央開口 602需對準 組件400的中央開口 408，以利於入射的帶電粒子束通過。上述根據本發明所公開的帶電粒子檢測裝置的實施例結合為帶電粒子束儀器的 結構，如圖7所示。根據本發明，圖標的掃描式電子顯微鏡700包括電子源701、聚集透鏡 702、磁場物鏡705、偏折單元706、試片707與在軸區塊環繞檢測裝置703，此檢測裝置703 的中央孔洞704與掃描式電子顯微鏡700的光軸711對準。在此實施例中，此檢測裝置僅以 如圖4G的檢測裝置作為說明，並且為清楚說明，僅示出兩個檢測象限，如圖式中的703A及 703B。其它實施例均比照此方式描述。入射電子束710從電子源射出，穿過檢測裝置703 的中央孔洞704，撞擊試片表面並產生二次電子和背向散射電子。兩個二次電子的軌跡如圖 式中的709A與709B所示。該兩道二次電子從表面形貌708的兩側向不同方向射出，709A 向左邊而709B向右邊，在二次電子抵達檢測裝置上的相對象限前，受到浸潤磁場與減速電 場的結合作用，電子被拉引進磁場物鏡705的中洞，並在中央光軸711處交錯，使發自709A 的電子抵達至703B，而發自709B的電子抵達至703A。獨立輸出自檢測裝置上的相對象限 收集的信號，通過相對象限的邊緣陰影效應呈現表面形貌708的影像。圖7中掃描式電子 顯微鏡的具體圖標決不表示本發明在SEM的應用上限定於上述組態。本發明的實施例可以 利用相似的方式應用於各種不同組態的帶電粒子儀器上。圖8為
具體實施例方式透鏡內在軸檢測系統的結構示意圖。圖示的掃描式電子 顯微鏡800包括電子發射源801，以產生入射電子束811 ；聚集透鏡模塊802，以聚集入射電 子束811 ；偏折電子束模塊(未圖標)，以讓電子束探針掃描試片817的表面以及帶電粒子 檢測裝置808。此圖示的帶電粒子檢測裝置808進一步圖示於圖9。如圖8與圖9所示，例 示的帶電粒子檢測裝置808，包括中央孔洞904，其對準掃描式電子顯微鏡800的光軸(可 視為811)。圖示的帶電粒子檢測裝置808用來接收自試片817被電子束轟擊後所釋放的電 子。為了讓入射電子束811通過，將中央孔洞904配置為與掃描式電子顯微鏡800的中央 光軸811對準。如圖9所示，此帶電粒子檢測裝置808包括帶電粒子檢測組件，該組件包括多個檢 測區段903A。每一個檢測區段903A與獨立前置放大器901耦合，獨立前置放大器901用來 放大來自所對應的檢測區段903A的輸出信號。圖10為檢測模塊900根據本發明的方式所 實施的半導體式檢測裝置的剖面結構示意圖。如圖所示，此半導體式檢測裝置包括第一導 電層911，P型半導體層912，本質半導體層913，N型半導體層914以及第二導電層915。在 實施例中，第一導電層911由鋁所構成。此ρ型半導體層912為ρ型重摻雜矽層。本質半 導體層913由矽所構成。η型半導體層914為η型輕摻雜矽層。第二導電層915由金所構成。因此，此半導體結構可作為具有p-i-n接面的半導體二極體檢測裝置。第一導電層911 與第二導電層915則是作為電極。在此實施例，第一導電層911與外部導電組件916耦合， 以輸出檢測信號。第二導電層915接地。電子束入射至第一導電層911。此半導體式檢測 模塊900的運作原理是，當具有能量的電子撞擊半導體時，將傾向以產生電子電洞對的方 式消耗其能量。而電子電洞對的產生數量將視初始電子能量而定，因此能量較高的電子將 傾向產生較多的檢測信號。電洞將傾向遷移至檢測模塊900的電極，而電子將遷移至另一 電極，如此便形成電流，其電流大小將視電通量與電子能量而定。圖11為根據本發明實施例以多信道板式檢測裝置實施的檢測模塊900的剖面結 構示意圖。如圖所示，圖示的多信道板式檢測裝置包括平板921，其包含大量從一端延伸至 另一段的管子922。此平板有」電子進入」的面9211與"電子輸出」的面9212。此外，平板 的每一面均有電極分別與多信道板的輸入端和多信道板的輸出端耦合，其中」電子進入」面 9211的電極接地或帶有些微負電位，而」電子輸出」面9212則基本上為正電位。在管子922 內塗布一些具有高二次電子產出率的材料，像是那些被具有能量的粒子轟擊時會釋放二次 電子的材料。在實務操作上，來自掃描式電子顯微鏡試片的二次/背向散射電子撞擊管子 922的內部(或是前側電極，那也會產生二次電子)，會從塗布材料釋出多重電子。這些產 生的電子會因兩側電極的電位差而沿著管子922內部加速，在某處會因撞擊管璧而產生更 多電子，如此不斷重複此過程。此雪崩現象使每一個初始的信號電子產生出可量測的電流， 其可視為信號。因此，如此的多信道板式檢測裝置適合用於本發明的檢測裝置。以上所述的實施例僅為說明本發明的技術思想和特點，其目的在使本領域技術人 員能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限定本發明，即凡是根據本發明所公開 的精神所作的等效變化或修飾，仍應涵蓋在本發明的權利要求中。
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權利要求
一種帶電粒子檢測裝置，用來檢測二次電子、背向散射電子或離子，所述帶電粒子檢測裝置包括一帶電粒子檢測組件包括多個檢測區塊，每一個所述檢測區塊與一前置放大器耦合，以放大所述檢測區塊的輸出信號，其中，每一所述檢測區塊包括一帶電粒子檢測模塊，其具有相互結合的一帶電粒子接收處以及一檢測信號產生處，在所述帶電粒子接收處被帶電粒子束轟擊時，所述檢測信號產生處產生所述輸出信號。
2.如權利要求1所述的帶電粒子檢測裝置，其中所述多個帶電粒子檢測模塊耦合成一 環繞對稱配置，在中央對稱軸上有一開口，並且每一個所述帶電粒子檢測模塊的檢測面，共 面排列對準形成一平面，其中中央對稱軸為入射光軸。
3.如權利要求2所述的帶電粒子檢測裝置，其中所述平面為一所述帶電粒子檢測裝置 的帶電粒子接收平面。
4.如權利要求1所述的帶電粒子檢測裝置，帶電粒子檢測組件可由單一光導材料，加 工出檢測區塊的多個檢測及光導通道而製成。
5.如權利要求1所述的帶電粒子檢測裝置，其中帶電粒子檢測組件的帶電粒子接收處 以及檢測信號產生處可以結合為下列之一半導體式帶電粒子檢測裝置；多重微通路板式帶電粒子檢測裝置。
6.一種帶電粒子的檢測方法，包括提供一入射電子束；聚集所述入射電子束；利用一探針成形物鏡聚焦所述聚集電子束成為一電子束探針；提供一偏折電子束單元；提供一試片；所述電子束偏折單元致使所述形成的電子束探針以逐行掃描方式掃描所述試片表提供一帶電粒子檢測裝置，其中所述帶電粒子檢測裝置包括一帶電粒子檢測組件，所 述帶電粒子檢測組件包括多個檢測區塊，每一個所述檢測區塊與一前置放大器耦合，以放 大所述檢測區塊的輸出信號，其中，每一個所述檢測區塊包括一帶電粒子檢測模塊，其具有 相互耦合的一帶電粒子接收處以及一檢測信號產生處，在所述帶電粒子接收處被一帶電粒 子束轟擊時，所述檢測信號產生處產生所述輸出信號；以及所述帶電粒子檢測裝置致使在帶電粒子接收器接收被所述電子束探針轟擊試片所釋 放的表面電子。
7.如權利要求6所述的帶電粒子的檢測方法，其中所述多個帶電粒子檢測模塊耦合成 一環繞光軸對稱配置，在中央對稱軸上有一開口，並且每一個所述帶電粒子檢測模塊共面 排列對準形成一等效平面，所述等效平面為所述帶電粒子檢測裝置的所述帶電粒子接收平
8.如權利要求6所述的帶電粒子的檢測方法，其中所述帶電粒子檢測裝置置於所述探 針成形物鏡模塊中。
9.如權利要求6所述的帶電粒子的檢測方法，其中所述帶電粒子檢測裝置的帶電粒子 檢測組件可由單一光導材料，加工出檢測區塊的多個檢測面及光導通道而製成。
10.如權利要求6所述的帶電粒子的檢測方法，其中在所述帶電粒子檢測裝置的帶電 粒子檢測組件內的帶電粒子接收處和檢測信號產生處可以結合為下列之一半導體式帶電粒子檢測裝置； 多重微通路板式帶電粒子檢測裝置。
全文摘要
帶電粒子檢測裝置，其包括多個獨立光導模塊組裝在一起形成的、具有讓入射帶電粒子束通過的中央孔洞的透鏡內在軸區塊環繞檢測裝置。此組件在正對試片的一面塗布或結合閃爍材料，以作為帶電粒子檢測表面。每一光導模塊與光電倍增管耦合，以讓傳遞自每一個光導模塊的光信號得以分別被放大和處理。帶電粒子檢測裝置由整塊狀光導材料製成，從其一面挖出圓錐形止於相對面，圓錐的末端開口讓入射帶電粒子束通過，而相對面塗布或結合閃爍材料，以作為帶電粒子檢測面。光導塊的外部加工成四個獨立的光信號輸出信道，每一個輸出信道與光電倍增管耦合，以讓各個信道的輸出信號得以分別被放大和處理。
文檔編號G01N23/225GK101929965SQ20091014046
公開日2010年12月29日 申請日期2009年5月15日 優先權日2008年9月4日
發明者張旭, 汪蘇, 陳仲瑋 申請人:漢民微測科技股份有限公司