[发明专利]用于带电粒子显微术中的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用带电粒子显微镜研究样本的方法，包括步骤：

-提供带电粒子显微镜，具有粒子光柱；

-利用粒子光柱使带电粒子的成像射束对准样本；

-用成像射束照射样本，其结果引起输出辐射通量从样本发出；

-利用检测器检查所述输出辐射的至少一部分。

背景技术

如遍及本文所使用的，随后的术语应当按以下被理解：

术语“带电粒子”指的是电子或离子（通常为正离子，例如镓离子或氦离子）。

术语“显微镜”指的是用于创建物体、特征或组分的放大图像的装置，该物体、特征或组分通常太小以至于不能用人肉眼观察到满意的细节。除了具有成像功能外，这种装置还可具有加工功能；例如，该装置可被用于通过从样本移除物质（“研磨”或“消融”）或对样本增加物质（“沉积”）来局部地修改样本。该成像功能和加工功能可由相同类型的带电粒子所提供，或可由不同类型的带电粒子所提供；例如，聚焦离子射束（FIB）显微镜可采用用于加工目的的（聚焦的）离子射束以及用于成像目的的电子射束（所谓的“双射束”显微镜），或其可用相对高能的离子射束执行加工以及用相对低能的离子射束执行成像。在该解释的基础上，诸如以下的工具应当被认为落入到当前发明的范围之内：电子显微镜、FIB装置，EBID和IBID装置（EBID为电子射束诱发沉积；IBID为离子射束诱发沉积）、临界尺寸（CD）测量工具、光刻工具、小型双射束（SDB）等。

术语“粒子光柱”指的是可被用于操纵带电粒子射束的静电和/或磁透镜的集合，例如，用于为带电粒子射束提供特定的聚焦或偏转，和/或减轻其中的一个或多个畸变。

术语“输出辐射”包括由作为成像射束照射样本的结果的从样本发出的任何辐射。这种输出辐射实质上可以是粒子和/或光子。实例包括次级电子、反向散射电子、X射线、可见荧光，以及这些的组合。输出辐射可仅为通过样本透射或从样本反射的成像射束的一部分，或者输出辐射可由例如散射或电离作用所产生。

术语“检测器”指的是在带电粒子显微镜中某处的至少一个检测器。可以有不同类型和/或在不同位置的若干个这种检测器，本发明旨在配备根据特定形式/功能的至少一个这种检测器。

术语“电磁”应当被解释为包括电磁的各种表现。例如，“电磁”场实质上可以是静电的或磁的，或可涉及电和磁方面的混合。

在随后，本发明将以实例的方式，通常在电子显微镜的特定上下文中被阐述。不过，这种简化只是意在清楚/说明性的目的，而不应当解释为限制。

电子显微术是一种众所周知的技术，用于对微小物体成像。电子显微镜的基本类已经经过演变成为许多众所周知的装置种类，例如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描透射电子显微镜（STEM），也演变成为各种子种类，例如所谓的“双射束”工具（附加地采用离子“加工”射束，允许诸如离子射束研磨或离子射束诱发沉积的支持性活动）。在传统的电子显微镜中，在给定的成像时期期间，成像射束在延长的时间周期内是“开启”的。不过，电子显微镜也是可用的，其中成像在相对短的电子“闪光”和“突发”的基础上发生，这种方法在试图对例如移动样本或辐射敏感的标本成像时具有潜在的益处。

在当今的电子显微镜（以及其它带电粒子显微镜）中，经常将采用了排空式光电倍增管（PMT）的检测器连同闪烁器一起使用。在这种结构中，从样本发出的输出电子朝向闪烁器移动并冲击闪烁器（其通常将被维持在相对于样本大约几kV量级的加速电位处），因此引起了光子辐射的产生（即电磁辐射，例如可见光），该光子辐射转而被指向（例如借助光导管）该PMT的光电放射阴极，该光子辐射从该光电放射阴极触发了一个或多个光电子的射出。每个这种光电子横穿一系列高压倍增电极，每个高压倍增电极为每个撞击电子发射多个电子（级联效应），使得极大增加数量的电子最终离开最后的倍增电极并冲击检测阳极，产生了可测量的电流或脉冲。阴极、倍增电极和阳极均位于排空的玻璃管中。