用于带电粒子束系统的同轴检测器的制造方法

用于带电粒子束系统的同轴检测器的制造方法
【专利摘要】一种用于带电粒子束系统的分割栅极多通道次级粒子检测器包括第一栅极段和第二栅极段，每个栅极段具有独立的、产生电场的偏置电压，以便将从靶上发射出来的同轴次级粒子引导向这些栅极之一。可以改变或反转这些栅极的偏置电压，以便每个栅极可以用于检测次级粒子，并且该多通道粒子检测器作为整体可以延长其使用寿命。
【专利说明】用于带电粒子束系统的同轴检测器
发明【技术领域】
[1000]本发明总体上涉及带电粒子系统，并且具体地涉及提高同轴(on-axis)次级粒子的检测效率。
发明背景
[1001]在带电粒子束系统中，聚焦柱通常用于使带电粒子束聚焦到将要使用该束被成像或被加工的靶的表面上。例如，带电粒子束系统可以是一个电子显微镜或者是一个聚焦离子束系统。为了使用扫描离子显微术或扫描电子显微术形成该靶的影像，一般以光栅模式跨越该靶表面使该束偏转。由于该带电粒子束对该靶的冲击，次级粒子被发射出来并且可以被收集以形成成像信号。初级带电粒子束即冲击该靶的束可以是电子束或者是聚焦离子束。
[1002]电子束通常将刺激靶发射次级电子。聚焦离子束将刺激靶发射次级电子和次级离子两者，大部分带正电。次级粒子由或者次级电子、次级离子或者次级电子和次级离子的组合组成。由检测器(如微通道板(“MCP”)(有时也称为“多通道板”)、闪烁体光电倍增器(也称为Everhardt-Thornley或“ET”检测器)、或半导体检测器)检测次级粒子。
[1003]MCP检测器具有大量被来自该靶的次级电子冲击的小通道。每个通道独立于其他通道运行，通过级联每个通道内的次级粒子的倍增的过程来放大入射的次级粒子。然后将此放大后的电流收集在一个或多个位于该MCP的远侧(即接收输入信号电流侧的对侧)上的阳极上。为了避免“离子反馈”，即该MCP中的气体分子被返回冲击该靶的电子离子化，经常使用一种二级结构，其中，该第一级中的通道具有一个不同于该第二级中的通道的角度，由此消除了正离子从出口回到该MCP的入口的“视线”行进(所谓的“V形臂章”配置)。
[1004]在闪烁体光电倍增检测器中，次级电子冲击发出光子的闪烁体。然后光电倍增器管将这些光子转换回电子，然后这些电子在级联过程中被放大。在固态集电极中，通过在半导体中产生多个电子空穴对来放大每个次级电子。
[1005]这些检测器可以具有一种与该带电粒子束的光轴和中心的孔同心的环形形状来传递该粒子束。可替代地，该检测器可以是“离轴的”。电子检测器的特征在于收集效率，即从该靶发射出去的由该检测器收集的那一部分次级粒子。
[1006]图1示意性示出了现有技术带电粒子束柱100的一部分。带电粒子柱100包括使带电粒子束106聚焦到靶108的表面上的透镜104。由于带电粒子束106对靶108的冲击，次级粒子116从靶108上发射出来。对于带电粒子束106为电子束的情况，这些次级粒子将为次级电子。对于带电粒子束106为聚焦离子束(FIB)的情况，次级电子和次级离子(大部分带正电)两者都可以从靶108上发射出来。通常，这些次级粒子发射的角强度(在正常入射初级带电粒子束106的情况下)倾向于遵循朗伯(Lambert)或余弦分布。粒子的角分布集中在一个垂直于靶108的表面的轴的周围。
[1007]微通道板检测器120通常包括两块环形板122a和122b，并且这两块板的内部通道124沿相反方向倾斜。一些检测器可以包括一块单板，而其他检测器可以包括三块或更多块板。位于板122a和靶108之间的栅极126保持在恒定正电压下以吸引来自该靶的电子并且防止正次级离子进入并破坏板122a和122b。收集阳极130位于板122b后面以收集放大后的电子信号。
[1008]在一个被称为“电路修改(circuit edit)”的应用中，带电粒子系统允许产品设计师重新选路集成电路的导电通路并在几小时内而不是在生成新的掩膜和加工新的晶片所要求的几周或几个月内测试该修改后的电路。更少、更短的修改和测试周期允许制造商将新工艺提升至更快、可盈利的、高额产额和最先销售高价新产品。
[1009]为了产生新的连接组件的导体，电路修改会涉及使用该聚焦离子束铣削一个孔以切断埋设导线或使导电材料沉积。电路修改经常需要生产高深宽比的孔，即比深度比宽度更大的孔。当对孔进行铣削以连接两个电路层或切断埋设导线时，操作员必须确定停止铣削的准确时间以避免铣削透所希望的层。确定何时停止(被称为“端点”)常常依赖于使用次级粒子来观察铣削加工。因为从该孔逃逸的少数次级粒子不冲击该检测器，所以难于形成高深宽比孔的底部的影像，因此使得难于确定何时达到所希望的孔深。
发明概述
[1010]本发明的目标是提高同轴次级粒子检测器的收集效率。
[1011]提供了改变次级粒子的轨迹的电场或磁场，以便这些次级粒子冲击该检测器而不穿过该同轴检测器中的环形孔，由此提高检测效率。在一些实施例中，该场还可以在该检测器的一部分上更加均匀地散布这些次级粒子以降低该轴附近的检测器上的粒子的浓度，由此延长该检测器的使用寿命。在一些实施例中，可能变更或反转该电场或磁场以通过致使这些次级粒子冲击到该检测器的不同区域上来延长该检测器的使用寿命。
[1012]为了可以更好地理解以下本发明的详细说明，上文已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点。下文将说明本发明的附加特征和优点。本领域的普通技术人员应认识到所披露的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实施本发明的相同目的其他结构的基础。本领域的普通技术人员还应意识到此类等效构造不脱离权利要求书中所要求保护的本发明的精神和范围。
附图简要说明
[1013]为了更加彻底地理解本发明和本发明的优点，现在结合附图参考以下说明，其中:
[1014]图1示意性示出了使用MCP次级电子检测器的现有技术带电粒子束系统；
[1015]图2为从现有技术MCP环形检测器的侧视图观看的电子轨迹的模拟，展示了由于大量上升通过该MCP中的同轴孔的粒子造成的收集效率的巨大损失；
[1016]图3为从相同现有技术MCP环形检测器的仰视图观看的电子冲击的模拟；
[1017]图4为根据图2和图3中的现有技术MCP检测器从0°到90°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表；
[1018]图5为根据图2和图3中的现有技术MCP检测器从0°到30°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表；
[1019]图6示意性示出了使用分割栅极MCP检测器的带电粒子束系统的发明；
[1020]图7示意性示出了用于微通道板检测器的分割栅极；
[1021]图8为从图6和图7中所示的分割栅极MCP检测器栅极的仰视图观看的电子冲击的模拟；[1022]图9为从图6和图7中所示的分割栅极MCP检测器栅极的侧视图观看的电子轨迹的模拟；
[1023]图10为根据图6和图7中的分割栅极MCP检测器从0°到90°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额的图表；
[1024]图11为根据图6和图7中的分割栅极MCP检测器从0°到30°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额的图表；
[1025]图12示意性示出了用于由两个相似形状的矩形栅极组成的MCP检测器的分割栅极；
[1026]图13示意性示出了用于由三个栅极组成的MCP检测器的分割栅极。
优选实施方案的详细描述
[1027]本发明实施例包括一种改变来自靶的带电次级粒子的轨迹的系统，使得这些次级粒子冲击检测器而不进入同轴检测器的中心孔。在一个实施例中，分段栅极位于该靶和该检测器之间。该栅极的段之间的电势差产生一个电场，该电场具有垂直于带电粒子束聚焦柱的光轴的一个组件。该电场将这些粒子轨迹移离该检测器中的孔，使得这些次级粒子不进入该检测器的同轴孔并且不躲避检测。在其他实施例中，磁场可以用于使这些次级粒子偏离该检测器中的孔。例如，该检测器可以是MCP检测器、半导体检测器、或闪烁体光电倍增器。该检测器具有检测次级离子和次级电子的能力。
[1028]这些次级粒子的角发射分布遵循余弦分布，其中从该靶向上发射出最大数量的次级粒子。通过使这些次级带电粒子偏离该中心孔，显著提高了这些次级粒子的收集效率。因为在大角度下从该孔的底部发射出来的粒子与该孔的壁碰撞并且不到达该检测器，所以来自高深宽比孔的次级粒子的发射常常更加集中在该初级束轴周围。相对少量粒子离开该高深宽比(HAR)孔；并且那些确实离开该孔的粒子穿过该检测器中的同轴孔，这使得使高深宽比孔的底部难于成像。在低初级束电流下该问题加重，这进一步减少了次级粒子发射。使这些粒子偏离该检测器中的孔允许整体收集效率优化到几乎100%。特别是在子pA束电流下，这允许极大地改善端点检测。
[1029]在一些实施例中，该栅极的每段具有独立的电压供应，使得可以独立设置和改变这些段上的电压。虽然在一些实施例中该栅极被分段，但该检测器本身不需要被分段，即该检测器可以例如是不区分粒子冲击该环上的哪个地方的一个单环。在其他实施例中，该检测器本身可以被分段并且这些段可以被电性地偏置成提供一个使这些次级粒子偏转的场。
[1030]在一些实施例中，带电粒子束系统包括:包含带电粒子源的真空室、用于使带电粒子束聚焦的聚焦柱、用于保持该带电粒子束可以被施加在其上的靶的靶台、同轴检测器、和致使次级粒子冲击该检测器而不通过该检测器的中心孔逃逸的场源。该带电粒子束系统将初级带电粒子束引导向发射次级带电粒子的靶真空室内的靶表面。
[1031]本发明的实施例通过将检测到的粒子更均匀地散布在该检测器的一部分上可以延长该检测器的使用寿命。为了利用该检测器的未使用的一半，可以颠倒栅极偏置的极性。这允许使可以使用的该检测器的表面积加倍。
[1032]图1展示了现有技术检测器的一个问题。从在电路修改中使用的高深宽比孔114上生成的这些次级粒子116通常被笔直向上引导。许多这些次级粒子116的一般路径将通过该同轴孔113朝该原始带电粒子柱102射出，由此错过该环形MCP检测器120。[1033]当生成更少的次级粒子时，在低束电流下加重了收集效率低的问题。对于分割栅极MCP检测器的使用，其他应用也是理想的，如掩膜修复系统，掩膜修复系统使用MCP检测器并且在非常低的束电流下运行。由于束电流低，这些次级粒子的收集效率的提高有助于该膜修复系统的整体性能。
[1034]图2为从现有技术MCP环形检测器的侧视图观看的电子轨迹的模拟。栅极126在该环形环各处具有一致的150V的电压偏置。从该靶106上发射出来的大多数次级粒子116通过该同轴孔113而同轴向上引导。这些次级粒子116本质上丢失了并且无法被检测到。
[1035]图3为从相同的现有技术MCP环形检测器的仰视图观看的电子冲击的模拟。该环形MCP检测器栅极126通常包含圆周均匀的电压偏置，通常约为150V，该电压不改变这些次级粒子116轨迹的径向对称性。如该图所示，电子剂量502的浓度围绕着该MCP检测器的同轴孔113。并且如可以看到的，大量次级粒子118上升通过该同轴孔113。本质上，没有轨迹落在该MCP检测器的外缘503处。
[1036]图4为根据图2和图3中的现有技术MCP检测器从0°到90°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表。从0°到90°的所有次级电子发射角的总收集效率为44%。通过以下方式计算该总收集效率:将该次级电子收集效率乘以在从IeV到20eV每个能量处的次级电子产额并且然后将这些乘积累加形成第一总和，将从IeV到20eV每个能量处的次级电子产额累加形成第二总和，然后该第一总和除以该第二总和。
[1037]图5为根据图2和图3中的现有技术MCP检测器从0°到30°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表。从0°到30°的所有次级电子发射角的总收集效率仅为3.6 %。这与高深宽比孔的底部的非常差的成像相对应，其中仅小角次级电子发射从该孔逃逸，如在电路修改中发现的那些。
[1038]图6示意性示出了使用包括入口栅极330a和330b、多通道板122a和122b和收集板350的分割栅极MCP检测器320的带电粒子束柱300的发明。该分割栅极MCP检测器320包含栅极330a和栅极330b，其中，带电粒子束302通过同轴孔313被发送到位于靶308内的高深宽比孔314中的靶306上。电场303由栅极330a和330b的不同电压偏置产生。该电场303使从该高深宽比孔314发射出来的次级粒子316偏转，这允许这些次级粒子击中该板122a而不沿轨迹通过该同轴孔313返回。由于这些次级粒子316没有丢失，所以板122a上的次级粒子316的检测允许更高的检测效率。相对未偏转的该带电粒子束302向下传到靶306上的原因是该束302的能量通常为数千eV，而这些次级电子316的能量小于50eV。当该检测器用于收集次级电子时，栅极330a上的典型排斥电压可以在从-500V到OV的范围变动，最优为-75V ;当该检测器用于收集次级电子时，栅极330b上的典型吸引电压可以在从OV到+500V的范围变动，并且最优约为+150V。当该检测器用于收集次级离子时，栅极330a和330b上的排斥电压将通常更高以容纳更高的带电粒子。栅极330a上的电压可以具有从_2，000V到OV的范围并且栅极330b上的电压可以具有从OV到+2，000V的范围。多通道板122a的入口上的偏置电压可以在从+80V到+400V的范围变动，并且最优约为+200V。多通道122b的出口上的电压可以在从+1，500V到+2，500V的范围变动，并且最优约为+2，000V。收集板350上的电压可以在从+1，550V到+2，550V的范围变动，并且最优约为+2，IOOV。[1039]由于该电场303，该带电粒子束302的路径在靶308的表面处通常稍微改变仅几十微米。在本发明的另一个实施例中，偏转补偿器371被结合以重新引导该带电粒子束302的路径。该偏转补偿器371用于通过该水平电场303将该带电粒子束302的偏转变为反向。该偏转补偿器371可以由能够反偏转(counter-deflecting)该路径的静电偏转器或磁体组成。
[1040]图7示出了根据本发明的一个或多个实施例的分割检测器栅极330a和330b。该栅极330a和栅极330b的面用于产生电场303并且使这些次级电子316偏向栅极330b。可以向栅极330a和330b施加在负500V和正500V之间的独立电压偏置。该电场303用来使所有次级粒子转向该MCP检测器的半身，或者在本实施例中，转向这两个栅极之一。
[1041]栅极330a和330b的电压偏置是独立并且多变的，以便该电场303强大到足够改变这些次级电子316的路径轨迹。可以用各种方式实现该电压差。相对于该靶，一个栅极可以具有在正IV到500V的范围内的正电压，而另一个栅极具有负IV到负500V的范围内的负电压。只要这些电压差强大到足够产生将改变这些次级电子的路径轨迹的电场303，每个栅的两个电压偏置可以为或者正的或者负的。在另一个实施例中，栅极330a和330b可以由具有将不同电压偏置保持在该栅极的不同区域中的能力的一个栅极组成。在另一个实施例中，一个或多个栅极电压可以大体上在OV(其中，该靶偏置电压也为0V)。只具有一个带有正或负偏置电压的应用还可以产生将允许这些次级粒子316转向的电场。还应指出的是，这些次级粒子的转向还可以被引导向一个除这些分割栅极之一以外的不同的位置。该偏转场的源不必是施加到该检测器的组件上的电势；可以使用使这些次级粒子偏离孔313的磁场或电场的任何源。
[1042]在本发明的另一个实施例中，可以反转栅极330a和330b上的电压偏置，使得可以反转电场303的方向。通过反转该电场303的方向，本来在检测器320的一侧上正常被检测的次级粒子316现在可以在检测器320的另一侧上被引导和检测。单独栅极的使用允许使该检测器的使用面积加倍的能力，这使得能够整体延长该检测器的使用寿命。
[1043]图8为从图6和图7中所示的分割栅极MCP检测器栅极的仰视图观看的电子轨迹的模拟。由于由分割栅极330a和330b之间的电压偏置差产生的电场，几乎所有这些次级粒子轨迹落在右边的栅极330b后面的MCP的半身上。因为这些次级电子轨迹朝一个方向转向，该检测器的单个半身可以用于检测，将第二栅极330a后面的该检测器部分留下不用于检测。通过对比，现有技术单个栅极MCP检测器的次级电子轨迹以环形浓度落在该中心孔附近而本实施例的次级粒子落在能够延长MCP检测器使用寿命的宽得多的半径范围上。
[1044]图9示出了图8中的电子轨迹的模拟，但是从图6和图7中所示的分割栅检测器的侧视图观看的。和现有技术中所述的环形检测器120不同，几乎没有任何次级粒子(如果还有的话)上升通过该同轴孔313。在使该半个栅极330b在正150V的电压偏置下并且该第二栅极330a的电压偏置在负75V情况下进行该模拟。在此模拟中，该水平电场强大到足够向右改变这些低能次级粒子的轨迹。
[1045]图10为根据图6和图7中的分割栅极MCP检测器从0°到90°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表。从0°到90°的所有次级电子发射角的总收集效率为97.8%，这是按以上图4中所述计算。
[1046]图11为根据图6和图7中的分割栅极MCP检测器从0°到30°发射角处的次级电子初始能量标绘的次级电子收集效率和次级电子产额两者的图表。从0°到30°的所有次级电子发射角的总收集效率为100%。这与如进行电路修改时发现的那些高深宽比孔的底部的最可能的成像相对应。
[1047]图12示出了分割栅极系统800的另一个实施例，其中，这些分割栅极由矩形形状组成。在本示例中，该第一矩形栅极801本质上和该第二矩形栅极802尺寸和形状一样。栅极801和802两者都具有拥有各种电压偏置设置的能力，这些电压偏置设置允许该分割配置产生有必要将这些次级粒子的轨迹改变至一侧的电场。其他非圆形形状和尺寸是可能的并且是当前想到的。通过改变该栅极801和802的电压偏置，还可以改变这些栅极的极性，使得可以将次级粒子引导向相对的栅极。这允许可逆地使用栅极801和802两者，这本质上使该检测器的使用寿命加倍。
[1048]图13示出了由三个栅极901、902和903组成的分割栅极检测器栅极系统900的示意图。它们都可以是尺寸相等的部分，每个部分圆周地对向120°。这些栅极大小不必相等。它们都可以具有不同的角形状，如110° UlO0和140°圆周角形状，并且优选地，总计大体上等于360°。还可以具有3个以上栅极。带有N个栅极的其他配置也是可能的，其中N为4、5、6等。每个栅极部分901、902和903具有保持如以上所讨论的独立并且不同偏置电压的电势，这允许产生不同的电磁场。产生不同的电场可以改变次级粒子的路径，这允许使用者能力的变化以使这些次级粒子转向并且允许不同的收集效率。
[1049]根据本发明的一些实施例，带电粒子束系统包括形成带电粒子束的带电粒子源；用于使该带电粒子束聚焦到靶上的聚焦柱；包含用于保持该靶的靶台的真空室；具有用于使该初级束通过的同轴孔和检测部分的同轴次级粒子检测器；和位于该靶台和该粒子检测器之间的场源，该场源提供一个使次级粒子偏离该次级粒子检测器中的同轴孔并到达该检测部分上的场。
[1050]在一些实施例中，该场源包括用于被保持在第一偏置电压下的第一栅极段和用于被保持在第二偏置电压下的第二栅极段，该第一栅极段和该第二栅极段之间的电压差在该靶台上方产生电场。
[1051]在一些实施例中，该第一栅极段和该第二栅极段是分开的。在一些实施例中，该第一栅极段具有正偏置电压并且该第二栅极段具有大体上为零的偏置电压。在一些实施例中，该第一栅极段具有在负500V和OV之间的偏压并且该第二栅极段具有在OV和正500V之间的偏压。
[1052]在一些实施例中，该次级粒子检测器包括离子到电子检测器。在一些实施例中，该第一栅极段和该第二栅极段的偏置电压是可逆的。在一些实施例中，该第一栅极段和该第二栅极段的偏置电压在负500V到正500V的范围内是可以独立变化的。在一些实施例中，该第一栅极段和该第二栅极段为半圆形或矩形。在一些实施例中，该场源包括一个磁体。
[1053]在一些实施例中，该场源包括用于被保持在第三偏置电压下的第三栅极段，其中，该第一栅极段、该第二栅极段和该第三栅极段之间的电压差在该靶台的上方产生电场。在一些实施例中，该第一栅极段、该第二栅极段和该第三栅极段为120°圆周状形状。在一些实施例中，该带电粒子束系统进一步包括反偏转系统，其中，任何由该场引起的偏转被反偏转。
[1054]根据本发明的一些实施例，一种用于检测次级粒子的方法包括:将初级带电粒子束引导向靶真空室内的靶表面；将次级粒子检测器配置成在该初级带电粒子束冲击时收集从该靶表面上发射的次级带电粒子，其中，该检测器位于该靶上方，并且其中，该检测器被配置成带有中心孔以允许该初级束通过；将多个栅极定位在该靶和该次级粒子检测器之间；向该多个栅极的每个栅极施加偏置电压以在该靶真空室内的靶上方产生电场以将这些次级粒子引导向该多个栅极中的一个或多个栅极；以及检测已经通过该多个栅极中的一个或多个栅极的次级粒子。
[1055]在一些实施例中，将初级带电粒子束引导向该靶真空室中的靶表面包括引导离子束或电子束。在一些实施例中，被该次级粒子检测器收集的次级粒子为次级电子。在一些实施例中，当该真空室中没有电场时，这些次级粒子包括没有被该次级粒子检测器检测到的同轴电子。
[1056]在一些实施例中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压在负500V和正500V之间以便改变该真空室中的电场。在一些实施例中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压可以被改变以将这些次级粒子引导向该多个栅极中的任何一个或多个栅极。在一些实施例中，该真空室中产生的电场使该初级带电粒子束偏转并且有反偏转机构以补偿该初级带电粒子束的偏转。
[1057]在一些实施例中，这些被该次级粒子检测器收集的次级粒子为次级离子。在一些实施例中，当该真空室中没有电场时，这些次级粒子包括没有被该次级粒子检测器检测到的同轴离子。在一些实施例中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压在负2，000V和正2，000V之间以便改变该真空室中的电场。
[1058]尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应理解到在不脱离所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下可以对这些实施例做各种变化、替换和改动。设想了其他使用检测器用非常低的束电流运行的系统，如掩膜修复系统。用于这些栅极的电压源可以来自单个电源并且使用分压器、用于每个栅极的单独电源、或分压器和电源的某种组合。上述偏置电压通常为直流偏置电压。虽然这些示例提供了改变这些次级粒子的轨迹的电场，但可以使用磁场，尽管必须考虑该磁场对该初级束的影响。而且，本发明的范围并非旨在局限于在本说明书中所述的工艺、机器、制造物、物质的组合物、手段、方法以及步骤的具体实施例。如本领域的普通技术人员将从本发明的披露中轻易认识到的，可以根据本发明利用现有的或往后要开发的、大体上执行相同功能或大体上实现和此处所述的对应实施例相同结果的工艺、机器、制造物、物质的组合物、手段、方法以及步骤。相应地，所附权利要求书是旨在于将此类工艺、机器、制造物、物质的组合物、手段、方法或步骤包括在它们的范围内。
[1059]我们的权利要求如下。
【权利要求】
1.一种带电粒子束系统，包括: 形成带电粒子束的带电粒子源； 用于使该带电粒子束聚焦到靶上的聚焦柱； 真空室，该真空室包含用于保持该靶的靶台； 同轴次级粒子检测器，该检测器具有用于使该初级束通过的同轴孔和检测部分；以及 位于该靶台和该粒子检测器之间的场源，该场源提供使次级粒子偏转离开该次级粒子检测器内的同轴孔并偏转到该检测部分上的场。
2.如权利要求1所述的带电粒子束系统，其中，该场源包括: 用于被保持在第一偏置电压下的第一栅极段，以及 用于被保持在第二偏置电压下的第二栅极段，该第一栅极段和该第二栅极段之间的电压差在该靶台上方产生电场。
3.如权利要求2所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段和该第二栅极段是分开的。
4.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段具有正偏置电压并且该第二栅极段具有大体上为零的偏置电压。
5.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段具有在负500V和OV之间的偏压并且该第二栅极段具有在OV和正500V之间的偏压。
6.如权利要求1至3中任一项所述的带电粒子束系统，其中，该次级粒子检测器包括离子到电子转换器。
7.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段和该第二栅极段的偏置电压是可逆的。
8.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段的偏置电压和该第二栅极段的偏置电压能够在负500V到正500V的范围内独立变化。
9.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段和该第二栅极段为半圆形或矩形。
10.如权利要求1至3中任一项所述的带电粒子束系统，其中，该场源包括磁体。
11.如权利要求2或权利要求3所述的带电粒子束系统，其中，该场源包括用于被保持在第三偏置电压下的第三栅极段，其中，该第一栅极段、该第二栅极段和该第三栅极段之间的电压差在该靶台的上方产生电场。
12.如权利要求11所述的带电粒子束系统，其中，该第一栅极段、该第二栅极段和该第三栅极段为120°圆周状形状。
13.如权利要求1至3中任一项所述的带电粒子束系统，进一步包括反偏转系统，其中，任何由该场引起的偏转被反偏转。
14.一种 用于检测次级粒子的方法，包括: 将初级带电粒子束引导向靶真空室内的靶表面； 将次级粒子检测器配置成在该初级带电粒子束冲击时收集从该靶表面发射的次级带电粒子，其中，该检测器位于该靶上方，并且其中，该检测器被配置成带有中心孔以允许该初级束通过； 将多个栅极定位在该靶和该次级粒子检测器之间；向该多个栅极中的每个栅极施加偏置电压以在该靶真空室内的靶上方产生电场以将这些次级粒子引导向该多个栅极中的一个或多个栅极；以及 检测已经通过该多个栅极中的一个或多个栅极的次级粒子。
15.如权利要求14所述的方法，其中，将初级带电粒子束引导向靶真空室中的靶表面包括引导尚子束或电子束。
16.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，被该次级粒子检测器收集的次级粒子为次级电子。
17.如权利要求16所述的方法，其中，当该真空室中没有电场时，这些次级粒子包括没有被该次级粒子检测器检测到的同轴电子。
18.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压在负500V和正500V之间以便改变该真空室中的电场。
19.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压能够被改变以将这些次级粒子引导向该多个栅极中的任何一个或多个栅极。
20.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，该真空室内产生的电场使该初级带电粒子束偏转，并且存在反偏转机构以补偿该初级带电粒子束的偏转。
21.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中，被该次级粒子检测器收集的次级粒子为次级离子。
22.如权利要求21所述的方法，其中，当该真空室中没有电场时，这些次级粒子包括没有被该次级粒子检测器检测到的同轴离子。
23.如权利要求14或`权利要求15所述的方法，其中，该多个栅极中的每个栅极的偏置电压在负2，000V和正2，000V之间以便改变该真空室中的电场。
【文档编号】H01J37/244GK103531426SQ201310268310
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】A.格劳佩拉, N.W.帕克, M.W.乌特劳特 申请人:Fei 公司