[发明专利]检测方法、粒子束系统和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用粒子束的粒子束系统，其中粒子束可以是，例如电子束和离子束。本发明进一步涉及使用粒子束获取与样品结构相关的信息的检测方法。

背景技术

传统的粒子束显微镜包含用于产生初级粒子束(primary particle beam)的粒子束源以及电子探测器。这样的粒子束显微镜的实例包括具有电子束源的电子显微镜和具有离子束源的离子显微镜。电子显微镜可具有用于探测通过入射到样品的初级粒子束产生的X射线的X射线探测器。X射线可包括指示样品中所含化学元素的特征X射线，使得通过X射线探测器产生的探测信号的分析，可确定样品中的元素组成，其中该分析可包括对探测到的X射线的能量的分析。这种方法被称作能量色散X射线光谱法(EDX)。

具有X射线探测器的传统电子显微镜可从US2006/0138325A1获知。该显微镜的X射线探测器接收发端于样品的且通过聚焦在样品上的初级电子束在样品处产生的X射线。由于初级粒子束还产生从样品发出的二次电子，所以X射线探测器还包括电子阱，以防止二次电子在X射线探测器中产生探测信号。电子阱可包括磁电子阱。

期望将电子检测和X射线检测结合，以改善检测方法和检测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测方法和检测系统，其中可通过样品发出的电子和X射线二者获得与样品相关的信息。

传统粒子束系统使用分离的探测器，用于探测样品发出的电子和X射线。但是，不可能将两个探测器都靠近样品布置，因为X射线探测器的磁电子阱影响初级粒子束的聚焦，或者占用了空间而导致电子探测器无法靠近样品设置。也已经考虑将电子探测器和X射线探测器交替地靠近样品布置以及使用靠近样品布置的X射线探测器执行对样品的第一检测，以及使用靠近样品布置的电子探测器执行对样品的第二检测。这导致这样的问题：两个探测器对聚焦的初级束具有不同的影响，使得难以将两次检测中获得的样品的结构信息结合。

根据实施例，使用可探测电子和X射线二者的探测器，并靠近样品布置。该探测器产生对应于入射电子和X射线的探测信号。通过分析更大量的探测信号，可以将与入射到探测器的电子相关的信号分量同与入射到探测器的X射线相关的信号分量分离。

根据实施例，对探测信号的分析包含对探测信号的强度谱或能量谱的分析。

根据实施例，探测信号的分析包含：将探测器产生的探测信号分配到多个不同的强度区间；基于分配到强度区间的探测信号，确定与入射到探测器的电子相关的至少一个第一信号分量；以及基于分配到强度区间的探测信号，确定与入射到探测器的X射线相关的至少一个第二信号分量。

在此，探测器可构造为使得探测器产生的探测信号随着它们的强度而变化，其中强度取决于所探测的事件的强度。如果所探测的事件是入射到探测器的电子，则其强度取决于入射到探测器的电子的动能。从而，探测信号的强度将表示探测到的电子的动能。类似地，如果被探测的事件是入射到探测器的X射线，则探测信号的强度将表示入射的X射线的能量。

不同的探测信号的强度会不同，因为它们基于探测器的类型引起不同的电压、不同的电流、不同的电阻、不同的电荷量或者探测器的输出处的其它不同效果。通过与探测器的输出相连接的电子电路，将不同的电压、电流、电阻、电荷量和其它效果放大、转换或者进一步处理。

根据实施例，探测器的探测信号被分配到强度区间。强度区间可以对应于所探测的事件的能量区间。特别地，强度区间可部分重叠，或者强度区间可不相交。

根据实施例，向每个强度区间分配计数器，以计算强度落在各个强度区间内的探测信号量。

根据此处的实施例，可使用多通道分析器将探测信号分配到强度区间。

例如，根据强度区间增加的强度，通过对分配到各个强度区间的探测信号进行计数以及显示该计数，可确定被探测事件的能谱。

能谱表示两种类型的事件，即，电子入射到探测器和X射线入射到探测器。入射的电子产生宽的谱峰，该谱峰具有最大值和几个keV的宽度。入射的X射线产生一个或更多谱峰，具有最大值和小于1keV的宽度。很明显，由于电子事件和X射线事件的不同能谱特征，基于能谱的分析能够将与在入射到探测器的电子相关的信号分量同与入射到探测器的X射线相关的信号分量分离。即使能谱的概念足以示意性地用于理解与电子有关的信号分量同与X射线有关的信号分量的分离，但在实践中也没有必要明晰的确定能谱。无需确定能谱，基于给不同的强度区间(intensity interval)分配探测信号，可以直接执行对应的分析。