[发明专利]粒子束系统

说明书

本发明涉及一种粒子束系统，该粒子束系统包括粒子束柱、检测系统40和控制器30。该粒子束柱被配置用于产生粒子束并将其引导到样品上，由此该样品发射带电粒子41。该检测系统40用于检测这些带电粒子41并且包括可以使带电粒子41加速的电极E、向电极E施加可调电势的电势源42、闪烁体43、和输出检测信号的光检测器44。该控制器30控制该电势源42并且被配置为基于该检测信号来改变电势，使得该闪烁体43在其饱和之外操作并且使得该光检测器44在其饱和之外操作。

技术领域

本发明涉及一种粒子束系统，该粒子束系统包括用于检测由于粒子束与样品的相互作用而产生的、由样品发射的带电粒子的检测系统。特别地，本发明涉及一种电子束系统，该电子束系统包括用于检测由于电子束与样品的相互作用而产生的、由样品发射的电子的检测系统。

背景技术

EP 2 487 703 A1披露了一种用于粒子束显微镜中的常规检测系统。该检测系统包括闪烁体、连接至该闪烁体的光导、以及连接至该光导的光检测器。闪烁体由于带电粒子(特别是电子)撞击在闪烁体上而发射光，所述光通过光导被馈送至光检测器。光检测器检测光并输出表示检测到的光的检测信号。光检测器将光以可调的增益因子放大。调节该增益因子，以使得光检测器低于其饱和极限来操作。

该常规检测系统能够通过检测信号来指明由待检测带电粒子形成的电流的电流强度。该检测系统在其饱和状态之外操作时的电流的电流强度范围被称为检测系统的输入动态范围。增益因子引起输入动态范围增大，因为在待检测带电粒子的电流的电流强度增大的情况下，可以减小增益因子以保持检测信号低于饱和极限。

然而，即使增益因子减小，该常规检测系统的配置也不能充分准确地检测待检测带电粒子的电流的非常高的电流强度。相应地，在粒子束显微镜中待检测带电粒子的电流的电流强度非常高时，成像动态范围受到限制。这尤其导致图像对比度降低、成像特性非线性，而且还导致时间信号模糊，并且因此导致图像中出现模糊的控制和重影图像。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够减少上述缺点的粒子束系统。

该目的通过根据下文所述的粒子束系统来实现。在下文中定义了有利的发展。

本发明提供了一种粒子束系统，其包括：

粒子束柱，该粒子束柱被配置用于产生粒子束并将其引导到样品上，由此该样品发射带电粒子；

用于检测所述带电粒子的检测系统，其中，该检测系统包括电极、电势源、闪烁体、和光检测器，

其中，该电势源被配置用于向该电极施加可调电势，由此所述带电粒子可被加速至该闪烁体，

其中，该闪烁体被配置为由于所述带电粒子与该闪烁体的相互作用而发射光，并且

其中，该光检测器被配置用于检测该闪烁体发射的光、并输出与所检测到的光相对应的检测信号；以及

控制器，该控制器控制该电势源并且被配置为基于该检测信号来改变电势，使得该闪烁体在其饱和之外操作并且使得该光检测器在其饱和之外操作。

在一实施方式中，该光检测器被配置用于将所检测到的光的信号以一定增益放大、并将放大后的信号作为该检测信号输出，该增益可调节至最大增益；其中，基于该检测信号来调节电势，使得即使该光检测器被调节到其最大增益，该光检测器也将在其饱和之外操作。

在一实施方式中，该控制器被配置用于增大该电势并且减小该光检测器的增益，以增大该检测信号的信噪比。

在一实施方式中，如果该检测信号大于第一极限值，尤其是如果该检测信号大于该第一极限值的时间长于预定义的第一极限持续时间，则降低该电势；和/或，如果该检测信号小于第二极限值，尤其是如果该检测信号小于该第二极限值的时间长于预定义的第二极限持续时间，则增大该电势。