[發明專利]檢測樣品表面的裝置和方法

在審

• 申請號: 201380056036.5
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN104903710A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: P·庫魯伊特
• 申請（專利權）人: 代爾夫特理工大學
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203;G01N23/225;H01J37/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧嘉運

1.一種用于探測樣品表面的裝置，其中該裝置包括用于產生初級帶電粒子束的多束帶電粒子發生器，以及具有光軸的帶電粒子光學系統，其包括：

第一透鏡系統，用于將初級帶電粒子束聚焦成中間平面中分離的光斑的第一陣列，以及

第二透鏡系統，用于將初級帶電粒子束從中間平面導向至樣品的表面，并且其包括電磁的或者靜電的物鏡，其至少對于初級帶電粒子束來說是公共的，用于將全部初級帶電粒子束聚焦成樣品表面上單獨的光斑的第二陣列，

其中所述裝置包括位于中間平面上或者其附近的位置敏感背散射帶電粒子探測器，其中所述探測器包括一個或者多個通孔，用于使所述初級帶電粒子束通過，并且其中所述第二透鏡系統布置成將背散射帶電粒子從樣品表面上單獨的光斑的第二陣列投射成所述探測器上的背散射帶電粒子光斑的陣列。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述一個或者多個通孔包括孔的陣列，該孔的陣列中的每個孔設置成使所述初級帶電粒子束的陣列中的一個從其中穿過。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述孔的陣列中的孔的直徑基本上小于所述孔之間的間距。

4.根據權利要求1、2或者3所述的裝置，其中所述第二透鏡系統包括一個或者多個磁透鏡，其布置成在所述初級帶電粒子束的陣列從所述中間平面至樣品移動的途中，圍繞光軸旋轉所述初級帶電粒子束的陣列，從而圍繞光軸，以大于0度并且優選小于180度的一個角度，相對于所述第一陣列定位所述第二陣列。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述一個或者多個磁透鏡布置成圍繞光軸，以大于0度并且優選小于360度的一個角度，相對于所述第一陣列旋轉所述背散射帶電粒子光斑的陣列。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述一個或者多個磁透鏡布置成圍繞光軸，以基本上180度的角度，相對于所述第一陣列旋轉所述背散射帶電粒子光斑的陣列。

7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述探測器包括用于使所述初級帶電粒子束從其中通過的一個通孔。

8.根據上述任一權利要求所述的裝置，其中所述第二透鏡系統布置成將所述背散射帶電粒子從所述樣品表面的單獨的光斑，通過所述背散射帶電粒子的共同的交叉點，投射為所述位置敏感背散射帶電粒子探測器上的基本上單獨的光斑。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中孔布置在包括所述背散射帶電粒子的共同的交叉點的平面內或者其附近。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述孔包括允許特定角度方向的背散射帶電粒子通過，同時阻止其它角度方向的開口區域。

11.根據上述任一權利要求所述的裝置，其中所述位置敏感背散射帶電粒子探測器針對每一個背散射帶電粒子束，包含多于一個的像素。

12.根據上述任一權利要求所述的裝置，其中所述位置敏感背散射帶電粒子探測器是直接從背散射帶電粒子獲得信號的CCD相機、CMOS相機、雪崩光電二極管陣列、光電倍增管或者PN結半導體探測器。

13.根據權利要求1-10中任一權利要求所述的裝置，其中所述位置敏感背散射帶電粒子探測器包括布置為至少基本上位于中間平面或者其附近的熒光屏，以及用于將來自所述熒光屏的光子傳送至CCD相機、CMOS相機、雪崩光電二極管陣列或者光電倍增管的光學布置。

14.如權利要求13所述的裝置，其中所述CCD相機、CMOS相機、雪崩光電二極管陣列或者光電倍增管這樣定位，使得探測器像素的陣列與所述單獨的背散射束的圖像的陣列一致。

15.如上述任一權利要求所述的裝置，其中所述第二透鏡系統布置成將來自所述中間平面的分離的光斑的第一陣列以從0.01至0.2的放大倍率成像在所述樣品的表面。

16.如上述任一權利要求所述的裝置，其中所述樣品表面的分離的光斑的第二陣列中光斑之間的間距為0.3至30微米。

17.如上述任一權利要求所述的裝置，其中所述第二透鏡系統布置成通過公共的交叉點投射所述初級帶電粒子束，并且其中所述裝置包括位置敏感次級電子探測器，其至少基本上定位于包括所述公共交叉點的平面內或者其附近。