[发明专利]带电粒子能量分析器

说明书

发明人：

卡沙伊·沙德曼；罗伯特·海恩斯；伽柏·托特；克里斯多佛·西尔斯；以及迈赫兰·纳塞尔古德西。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月17日提交的题为“能量分析器(Energy Analyzer)”的美国临时专利申请No.61/226,682的优先权，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。

发明背景

发明领域

本公开涉及用于带电粒子的能量分析器。

背景技术的描述

当电子从初级子的芯级发射、从而留下空位时，来自高能级的电子可能落入低能级空位。这导致以所发射光子的形式或通过喷射另一电子来释放能量。以此方式喷射的电子被称为俄歇(Auger)电子。

常规俄歇电子能谱仪包括半球形分析器、圆柱镜分析器、以及双曲场分析器。半球形分析器和圆柱镜分析器是扫描能谱仪从而以串行方式收集完整光谱的串行能谱仪。双曲场分析器是以并行方式获取完整光谱的并行能谱仪的一示例。

附图简述

图1是描绘包括常规能量分析器的扫描电子显微镜的选定组件的截面图。

图2是更具体地示出常规能量分析器和此处的电子轨迹的截面图。

图3是描绘根据本发明的实施例的包括多腔能量分析器的扫描电子显微镜的选定组件的截面图。

图4A是更具体地示出根据本发明的实施例的多腔能量分析器的截面图。

图4B示出叠加在图4A的多腔能量分析器上的电子轨迹。

图5是描绘分段检测器表面的示例实现的示图。

图6是描绘根据本发明的实施例的示例性降压阵列的示图。

概述

一个实施例涉及带电粒子能量分析器装置。第一网被安排成接收第一侧上的带电粒子并将带电粒子传递到第二侧，并且第一电极被安排成在第一网的第二侧和第一电极之间形成第一腔。第二网被安排成接收第二侧上的带电粒子并将带电粒子传递到第一侧，并且第二电极被安排成在第二网的第一侧和第二电极之间形成第二腔。最后，第三网被安排成接收第一侧上的带电粒子并将带电粒子传递到第二侧，并且位置敏感带电粒子检测器被安排成在带电粒子穿过第三网之后接收带电粒子。第一、第二和第三网可以是单独的、或单个网结构的部分。

另一实施例涉及一种分析带电粒子的能量的方法。带电粒子穿过第一导电网以进入第一腔。在第一腔中，带电粒子从第一导电板偏离。带电粒子随后穿过第二导电网以退出第一腔并进入第二腔。在第二腔中，带电粒子从第二导电板偏离。带电粒子随后穿过第三导电网以退出第二腔。在退出第二腔之后，用位置敏感检测器检测带电粒子。第一、第二和第三网可以是单独的、或单个网结构的部分。

还公开了其他实施例、方面和特征。

详细描述

图1是描绘包括常规能量分析器110的扫描电子显微镜的选定组件的截面图。如图所示，初级电子束(primary electron beam)101源自电子枪111，并且沿着光轴行进且穿过电子束物镜102，以变成在目标基板108的表面上聚焦。

物镜102被围绕光轴配置。物镜102可包括内极件103和外极件104。物镜102可配置有电磁设备(诸如磁性线圈)，以生成可用于将初级电子束101聚焦到基板108的表面上的一点的磁场。偏转器112可用于以可控的方式偏转初级电子束101，从而例如以光栅图案在表面上扫描束斑。

能量分析器110被放置成检测由于初级电子束的入射而从基板108发射的二次电子。以下参考图2进一步描述能量分析器110的操作。

图2是更具体地示出常规能量分析器110和此处的电子轨迹212的截面图。在图2中，该装置的光轴被定义为z轴。因此，初级电子束101在z轴上行进，并且随后入射到目标基板108上。图2中的R轴表示距z轴的径向距离。

如上所述，能量分析器110可径向围绕z轴地排列。能量分析器110包括电接地的环形导电网202、以及被偏置负电压-V的环形导电板204。

网202和板204可通过内侧壁206和外侧壁208电耦合。网202、板204和侧壁(206和208)一起构成存在远离网202且朝向板204的相对均匀的静电场(E-场)213的室或腔。

描绘从目标基板108发射的二次电子的电子轨迹212。如图所示的，其轨迹212在极角θ的特定范围内的二次电子可穿过网202并进入能量分析器110的室。