[发明专利]具有原位沉积功能的带电粒子显微镜

说明书

本发明涉及一种带电粒子显微镜，包括真空室，在该真空室中提供了：

—样本保持器，其用于将样本保持在照射位置；

—粒子光学柱，其用于产生带电粒子束并引导该带电粒子束从而照射该样本；

—检测器，其于响应于被所述射束照射来检测从样本发出的辐射通量。

本发明还涉及一种使用此类带电粒子显微镜的方法。

带电粒子显微术是用于特别是以电子显微术的形式对显微对象进行成像的众所周知且越来越重要的技术。历史上，电子显微镜的基本种类已经经历到许多众所周知的设备类别的演进，所述众所周知的设备类别诸如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及扫描透射电子显微镜（STEM），并且还演进为各种子类，诸如所谓的“双束”工具（例如FIB-SEM），其另外采用“加工”聚焦离子束（FIB），例如允许诸如离子束铣削或离子束诱导沉积（IBID）之类的支持性活动。更具体地：

在SEM中，通过扫描电子束进行的样本照射例如以次级电子、背散射电子、X射线和阴极发光（红外、可见和/或紫外光子）的形式沉淀“辅助”辐射从样本的发出；然后出于图像累积的目的检测并使用此发出辐射的一个或多个分量。

—在TEM中，用来照射样本的电子束被选择成具有足够高的能量以穿透样本（其为此将一般地比在SEM样本的情况下更薄）；然后可以使用从样本发出的透射电子来创建图像。当此类TEM在扫描模式下操作（因此，变成STEM）时，在照射电子束的扫描运动期间将累积正在讨论中的图像。

例如从以下Wikipedia链接可以收集到关于在这里阐述的某些话题的更多信息：

http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_electron_microscopy

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_transmission_electron_microscopy

作为使用电子作为照射射束的替换，还可以使用其它类别的带电粒子来执行带电粒子显微术。在这方面，短语“带电粒子”应被宽泛地解释为涵盖例如电子、正离子（例如Ga或He离子）、负离子、质子和正电子。关于非基于电子的带电粒子显微术，例如可以从诸如以下之类的参考文献收集到一些进一步的信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/Focused_ion_beam

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_Helium_Ion_Microscope

- W.H. Escovitz, T.R. Fox和R. Levi-Setti, Scanning Transmission Ion Microscope with a Field Ion Source, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 72(5), pp 1826-1828 (1975).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22472444

应注意的是，除了成像和执行（局部化的）表面改性（例如，铣削、蚀刻、沉积等）之外，带电粒子显微镜还可以具有其它功能，诸如执行分光术、检查衍射图等。

在所有情况下，带电粒子显微镜（CPM）将包括至少以下部件：

—粒子光学柱，其包括：

▪ 辐射源，诸如肖特基电子源或离子枪。

▪ 照明器，其用来操纵来自源的"原始"辐射射束并对其执行某些操作，诸如聚焦、畸变缓解、裁剪（用孔径）、滤波等。其通常将包括一个或多个（带电粒子）透镜，并且也可包括其它类型的（粒子）光学部件。如果期望的话，可以为照明器提供偏转器系统，其可以被调用以使其射出射束执行跨被研究的样本的扫描运动。