JP5680073B2 - 荷電粒子検出器 - Google Patents
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Description
(a)支持構造体の第1の面上に配置されている第1の材料層であって、この第1の材料層はこれに入射荷電粒子が当るのに応答して二次電子を発生するように構成されているとともに、開口を有しており、この開口は入射荷電粒子の一部がこの開口を通過するように構成されている当該第1の材料層と、(b)支持構造体の第2の面上に前記第1の材料層から例えば、0.5cm以上の距離だけ離間されて配置されている第2の材料層であって、この第2の材料層は、荷電粒子が前記開口を通過してこの第2の材料層に当るのに応答して二次電子を発生するように構成されている当該第2の材料層とを具える装置を提供する。この装置は荷電粒子検出器である。
一般には、上述した何れの方法も、コンピュータハードウェア又はコンピュータソフトウェアで、或いはこれらの組み合わせで実行しうる。これらの方法は、ここに開示した図及び方法に続く標準のプログラミング技術を用いるコンピュータプログラムで実行しうる。入力データにはプログラムコードを適用し、ここに開示した機能を実行し、出力情報を発生するようにする。この出力情報はディスプレイモニタのような1つ以上の出力装置に供給される。各プログラムは、高水準手続き型言語又はオブジェクト指向プログラミング言語で実行してコンピュータシステムと通信するようにしうる。しかし、プログラムは所望に応じ、アセンブリ言語又はマシン語で実行しうる。如何なる場合にも、言語はコンパイラ型言語又はインタープリタ型言語としうる。更に、プログラムはこの目的のためにプログラミングされた専用の集積回路で実行しうる。
Claims (39)
- 支持構造体(108)の第1の面上に配置された第1の材料層(110)であって、この第1の材料層(110)は、これに当る入射荷電粒子(104)に応答して二次電子を発生するように構成されているとともに、この入射荷電粒子(104)の一部を通すように構成された開口(112)を有している当該第1の材料層(110)と、
前記支持構造体の第2の面上に配置され、前記第1の材料層から0.5cm以上離間している第2の材料層(114)であって、前記開口(112)を通過してこの第2の材料層(114)に当る荷電粒子に応答して二次電子を発生するように構成された当該第2の材料層(114)と、
前記第1の材料層(110)及び前記第2の材料層(114)により発生された二次電子を検出するように構成された検出器(126)と、
第1の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含む第1の導電性グリッド又はメッシュと
を具える装置において、
この装置を荷電粒子検出器とし、
前記第1の複数の導線、又は前記第1の導電性グリッド又はメッシュは、前記第2の材料層のうちの少なくとも一部の周縁に沿って配置され、前記開口を通過して前記第2の材料層に当る荷電粒子の平均軌道に対し平行な方向に沿って第2の材料層の上方に延在する装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記第1の材料層の前記開口の幾何学的中心が、この第1の材料層に当る入射荷電粒子の平均荷電粒子軌道に対し平行な軸線に沿って配置されている装置。
- 請求項1又は2に記載の装置において、前記第2の材料層が前記第1の材料層に対し傾斜配置されている装置。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の装置において、前記第1の材料層が平均荷電粒子軌道に一致する軸線に対し垂直に配置されている装置。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の装置において、前記第1及び第2の材料層が、前記第1の材料層に当る入射荷電粒子の平均荷電粒子軌道に一致する軸線に対しある角度で配置されている装置。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の装置において、前記第1及び第2の材料層は、垂直入射で25keVの平均エネルギーを有する入射Heイオンに対し2.0以上の二次電子収率を有する材料から成っている装置。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、前記開口を通過して前記第2の材料層に当る荷電粒子の平均軌道に対し垂直な平面内で延在する第2の複数の導線を有し、入射荷電粒子が前記第1の材料層に到達する前にこの平面を通過するようになっている装置。
- 請求項1に記載の装置において、この装置が更に、前記開口を通過して前記第2の材料層に当る荷電粒子の平均軌道に対し垂直な平面内で延在する第2の複数の導線を有し、入射荷電粒子が前記第1の材料層に到達する前にこの平面を通過するようになっており、前記装置が更に、前記第1及び第2の複数の導線に結合された電子プロセッサを有し、この電子プロセッサは前記第1及び第2の複数の導線の各々に異なる電位を印加するように構成されている装置。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の装置において、前記第1及び第2の材料層は互いに異なる材料から成っている装置。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、前記支持構造体に連結された並進機構を具え、この並進機構は前記支持構造体を入射荷電粒子の通路内に入れるとともにこの通路から出すように移動させる構成となっている装置。
- 請求項1〜10の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、前記開口の周縁を囲んで前記第1の材料層上に配置された材料の層を有し、この材料の層は、25keV及び垂直入射での入射Heイオンに対し前記第1の材料層よりも小さい二次電子収率を有する材料を含んでいる装置。
- 請求項1〜11の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、前記第1及び第2の材料層の何れか1つ又は双方により発生された二次電子を平行化するように構成された磁界源を有している装置。
- 請求項1〜12の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、前記第1及び第2の材料層間に配置された1つ以上の追加の材料層を有し、各追加の材料層はこの追加の層に当る入射荷電粒子に応答して二次電子を発生するように構成されているとともに、前記第1の材料層における前記開口の最大寸法よりも大きい最大寸法を有する開口を具えており、各追加の材料層における前記開口は、入射荷電粒子の一部がこの開口を通過して前記第2の材料層に到達するように配置されている装置。
- 請求項1〜13の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、平均荷電粒子軌道を有する荷電粒子ビームを生じるとともに形成する荷電粒子源及び荷電粒子光学系を具える荷電粒子ビームシステムを具えており、前記荷電粒子源(ビーム128の発生源)と前記第1の材料層との間に試料ステージ(102)が配置されている装置。
- 第1、第2及び第3の材料層であって、これら3つの材料層の各々が支持構造体の互いに異なる面上に配置されているとともに、軸線に沿って互いに離間されており、前記第1の材料層は、前記軸線に対し垂直な平面内に配置されており、前記第2及び第3の材料層は前記軸線に対しある角度で傾斜したそれぞれの平面内に配置されており、前記第1の材料層は第1の開口を有し、前記第2の材料層は、前記軸線に対し平行な方向に沿って前記第1の開口と整列された第2の開口を有しているとともに、前記第1の開口の最大寸法よりも小さい最大寸法を有しているこれら第1、第2及び第3の材料層と、
前記第1の材料層に対し平行な平面内に延在する第1の複数の導線であって、この第1の複数の導線は、入射荷電粒子が前記第1の材料層に到達する前にこの第1の複数の導線を通過するように配置されており、この第1の複数の導線の各構成部材は第1の電気端子に接続されている当該第1の複数の導線と、
前記軸線に対し平行な方向に延在するとともに前記第2の材料層の周縁の一部に沿って配置された第2の複数の導線であって、この第2の複数の導線の各構成部材は第2の電気端子に接続されている当該第2の複数の導線と、
前記軸線に対し平行な方向に延在するとともに前記第3の材料層の周縁の一部に沿って配置された第3の複数の導線であって、この第3の複数の導線の各構成部材は第3の電気端子に接続されている当該第3の複数の導線と、
前記第1、第2及び第3の電気端子の各々に電位を印加するように構成された電子プロセッサと、
荷電粒子が前記第1、第2及び第3の材料層の1つ以上に当った際に、第1、第2及び第3の材料層の1つ以上により発生された二次電子を検出するように構成された検出装置と
を具える装置。 - 請求項15に記載の装置において、前記第1、第2及び第3の材料層の各々は、25keVのエネルギーで垂直入射されるHeイオンに対する二次電子収率が2.0以上である材料から成っている装置。
- 請求項15又は16に記載の装置において、前記第2及び第3の材料層が前記軸線に対し互いに異なる角度で配置されている装置。
- 請求項15〜17の何れか一項に記載の装置において、前記第1及び第2の開口の周縁エッジが、25keVのエネルギーで垂直に入射されるHeイオンに対し、前記第1、第2及び第3の材料層の二次電子収率よりも小さい二次電子収率を有する材料の層を有している装置。
- 請求項15〜18の何れか一項に記載の装置において、前記第1の電気端子と外部接地電位点との間の電位差が、前記第2の電気端子と前記外部接地電位点との間の電位差とは逆の正負符号を有している装置。
- 請求項15〜19の何れか一項に記載の装置において、前記第1の材料層と前記第2の材料層とを且つ前記第2の材料層と前記第3の材料層とを1.0cm以上離間させた装置。
- 請求項15〜20の何れか一項に記載の装置において、この装置が更に、平均荷電粒子軌道を有する荷電粒子ビームを生じ及び形成する荷電粒子源及び荷電粒子光学系を具える荷電粒子ビームシステムを具えており、前記荷電粒子源と前記第1の材料層との間に試料ステージが配置されている装置。
- 試料からの荷電粒子を、支持構造体の第1の面上に配置されているとともに第1の開口を具える第1の材料層に入射させるように向けるステップと、
前記第1の開口を通過した透過荷電粒子を、前記支持構造体の第2の面上に配置されているとともに前記第1の開口よりも小さい最大寸法を有する第2の開口を具える第2の材料層に入射させるように向けるステップと、
前記第2の開口を通過した透過荷電粒子を、前記支持構造体の第3の面上に配置されている第3の材料層に入射させるように向けるステップと、
前記第1の材料層を囲む第1の複数の導線と、前記第2の材料層を囲む第2の複数の導線と、前記第3の材料層を囲む第3の複数の導線とに電位を印加して、これら第1、第2及び第3の材料層の1つで発生された二次電子を検出器に到達させるようにするとともに、他の材料層で発生された二次電子が前記検出器に到達する可能性を低減させるようにするステップと、
前記検出器に到達した二次電子を検出するステップと、
検出された二次電子に基づいて試料の画像を形成するステップと
を具える方法。 - 請求項22に記載の方法において、この方法が更に、
外部接地電位に比べて正の電位を印加して二次電子を前記検出器に到達させるステップと、
外部接地電位に比べて負の電位を印加して二次電子が前記検出器に到達しないようにするステップと
を具える方法。 - 請求項23に記載の方法において、前記正の電位の大きさを500V以下とする方法。
- 請求項22〜24の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
荷電粒子を、荷電粒子源から試料上に入射させるように向けるステップ
を具える方法。 - 請求項25に記載の方法において、荷電粒子が、ガスフィールドイオン源により発生されたイオンを有するようにする方法。
- 請求項25に記載の方法において、荷電粒子が電子を有するようにする方法。
- 請求項22〜27の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
外部接地電位に対し正の電位を試料に印加するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜28の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
前記第1、第2及び第3の材料層から検出した二次電子に基づいて画像を形成するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
試料の一部の平均粒子寸法を前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
試料の一部が結晶構造を有するか否かを前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
試料の一部の結晶配向を前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
試料の厚さの変化を前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
試料の組成を前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 請求項22〜29の何れか一項に記載の方法において、この方法が更に、
結晶格子欠陥又は転位ループを含む試料中の欠陥を前記画像に基づいて決定するステップ
を具える方法。 - 試料からの複数の荷電粒子を、これらの荷電粒子の各々の散乱角に基づいて第1の複数の粒子と第2の複数の粒子とに分離させるステップと、
これら第1及び第2の複数の粒子の各々を互いに異なる電子発生面に入射させるステップと、
前記第1の複数の粒子に対応する第1の信号と、前記第2の複数の粒子に対応する第2の信号とを、単一の検出器を用いて測定するステップと、
前記互いに異なる電子発生面のうち第1の電子発生面を囲む第1の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第1の電子発生面を囲む第1の導電性グリッド又はメッシュと、前記互いに異なる電子発生面のうち第2の電子発生面を囲む第2の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第2の電子発生面を囲む第2の導電性グリッド又はメッシュとに電位を印加して、前記第1の電子発生面及び前記第2の電子発生面のうち1つの電子発生面で発生された二次電子を前記検出器に到達させるようにするとともに、他の電子発生面で発生された二次電子が前記検出器に到達する可能性を低減させるようにするステップと
を具える方法。 - 2度よりも大きい散乱角に対応する試料からの第1の複数の粒子を第1の面に入射させるように向けるとともに、前記第1の面で前記第1の複数の粒子により発生された電子を測定するステップと、
2度よりも小さい散乱角に対応する試料からの第2の複数の粒子を第2の面に入射させるように向けるとともに、前記第2の面で前記第2の複数の粒子により発生された電子を測定するステップと、
前記第1及び第2の複数の粒子のうちの少なくとも一方に対応する測定電子に基づいて試料の画像を形成するステップと
を具え、前記第1の複数の粒子により発生された電子と、前記第2の複数の粒子により発生された電子とを単一の検出器を用いて測定する方法であって、
前記第1の面を囲む第1の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第1の面を囲む第1の導電性グリッド又はメッシュと、前記第2の面を囲む第2の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第2の面を囲む第2の導電性グリッド又はメッシュとに電位を印加して、前記第1の面及び前記第2の面のうち1つの面で発生された二次電子を前記検出器に到達させるようにするとともに、他の面で発生された二次電子が前記検出器に到達する可能性を低減させるようにするステップをさらに具える方法。 - 試料から出る第1の複数の荷電粒子を、第1の面に当るように向けることにより、この試料から出る第1の複数の荷電粒子に対応する第1の複数の電子を発生させるステップと、
試料から出る第2の複数の荷電粒子を、第2の面に当るように向けることにより、この試料から出る第2の複数の荷電粒子に対応する第2の複数の電子を発生させるステップと、
前記第1の面と検出器との間に配置された第1の複数の導線に第1の電位を印加するとともに、前記第2の面と検出器との間に配置された第2の複数の導線に第2の電位を印加することにより、前記検出器で前記第1の複数の荷電粒子又は前記第2の複数の荷電粒子を選択的に検出するステップと
を具える方法。 - 試料からの荷電粒子を1つ以上の開口に入射するように向けることによりこれらの荷電粒子を複数の群に空間的に分離するステップと、
荷電粒子の各郡を、互いに異なる面であって荷電粒子がこれらの異なる面の各々に当ると二次電子を発生するように構成された面に入射させるように向けることにより、これらの群の各々に対応する電子信号を発生させるステップと、
1つの検出器を用いて各郡に対応する電子信号を選択的に検出するステップと、
前記互いに異なる面のうち第1の面を囲む第1の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第1の面を囲む第1の導電性グリッド又はメッシュと、前記互いに異なる面のうち第2の面を囲む第2の複数の導線、又は二次電子が通過することのできる複数の孔を含み前記第2の面を囲む第2の導電性グリッド又はメッシュとに電位を印加して、前記第1の面及び前記第2の面のうち1つの面で発生された二次電子を前記検出器に到達させるようにするとともに、他の面で発生された二次電子が前記検出器に到達する可能性を低減させるようにするステップと
を具える方法。
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