CN101929965B - 带电粒子检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
带电粒子检测装置，其包括多个独立光导模块组装在一起形成的、具有让入射带电粒子束通过的中央孔洞的透镜内在轴区块环绕检测装置。此组件在正对试片的一面涂布或结合闪烁材料，以作为带电粒子检测表面。每一光导模块与光电倍增管耦合，以让传递自每一个光导模块的光信号得以分别被放大和处理。带电粒子检测装置由整块状光导材料制成，从其一面挖出圆锥形止于相对面，圆锥的末端开口让入射带电粒子束通过，而相对面涂布或结合闪烁材料，以作为带电粒子检测面。光导块的外部加工成四个独立的光信号输出通道，每一个输出通道与光电倍增管耦合，以让各个通道的输出信号得以分别被放大和处理。
Description
本申请案在此参考美国专利申请号11/668846以及12/371182的所公开内容。
技术领域
本发明涉及一种检测装置(detection devices)及检测方法，特别是涉及一种带电粒子检测装置(charged particles detection devices)及检测方法。
背景技术
带电粒子检测装置对于带电粒子(离子及电子束)仪器，例如扫描式电子显微镜，是不可欠缺的一部分。在扫描式电子显微镜中(scanningelectron microscope，S.E.M)，电子束由电子源射出并在试片表面聚焦成微探针，并通过偏折单元进行逐行扫描(in a raster fashion)，而在试片表面释放的信号电子，包括二次电子(secondary electrons)以及背向散射电子(back scattered electrons)，由带电粒子检测装置所收集，而其信号强度将转换成对应位于试片表面电子探针位置的灰阶影像像素。电子探针的扫描将形成灰阶对应，以产生试片表面的影像。由于信号电子以二次电子为主，因此入射电子束的能量小于3keV，或更低的低电压扫描式电子显微镜被认为在评估试片表面图貌(topographic)上特别有效。二次电子源于浅层的试片表面，其产出率和轨迹受到表面图貌的影响，因此带有表面图貌的信息。
一般最常用在扫描式电子显微镜中的检测装置为组合式闪烁光电倍增管(scintillator-photomultiplier tube)(例如Everhart-Thornley检测装置)，半导体式(semiconductor type)以及微通道板式(microchannel platetype，MCP)。由于闪烁光电倍增管(scintillator-photomultiplier tube)检测装置具有高增益和低噪声的特点，因此经常被使用在低电流电子束的高分辨率扫描式电子显微镜中。而且，闪烁光电倍增管检测装置通常包括前面涂布光-闪光产生物质(light-generating scintillator)的光导棒(light guide rod)并与光电倍增管结合成单位部件。一般的配置是将一个或多个上述单位部件置于最终聚焦物镜(final focusing objective lens)的下环绕于入射电子束的冲击点的周边，通过前方覆盖带有正偏压的栅极吸引由试片射出的二次电子，如此形成侧向检测方式。图1是传统扫描式电子显微镜的基本结构的示意图。侧向检测装置108置入到物镜103与试片104之间。近来，对于高分辨率的低电压扫描式电子显微镜的需求增加了，广泛地使用浸润型物镜扫描式电子显微镜(S.E.M.with an immersion type of objective lens)的原因是它具有较小的电子光学像差，并且能够提供较细微的电子探针。在浸润型物镜扫描式电子显微镜中，试片将浸润于物镜的强大聚焦磁场之中，此外，静电引力场(electrostatic extraction field)通常也会迭加其上。虽然磁场的主要功能是聚焦入射电子束，但也会局限二次电子的轨迹而使其接近于中央光轴，并将那些由静电场从试片104拉出的电子，送入物镜103的中央孔洞。在此情况下，侧向检测装置108将接收不到任何二次电子，而必须使用透镜内检测装置(in-lens detectors)。侧向检测装置的优点是能够检测样品的三维图貌信息，而透镜内检测装置的优点在于高检测效率。而为了检测更多样品图貌的信息，本发明提出了一种透镜内多通道检测系统，在此系统中多接收通道将环绕对称分布于入射电子束周围，形成在轴检测系统(on-axis detection system)。
多通道检测系统能在不倾斜试片的情况下强化试片表面图貌的特征。在此检测系统中的检测装置被分隔为两等份或四等份，而每部分输出的信号均对应分别处理和显示。此概念常被应用在离透镜检测系统(off-lens detection system)上。如图1所示，分块的透镜前罗宾森检测装置(Robinson detector)120，置于物镜103的底面并面向试片104，以接收主要是背向散射电子的信号。检测装置120的每一区块均具有独立接收通道，以生成影像。来自检测装置120各通道的信号将进行包括加乘或减除的处理，以提供试片104的包括图貌和材料信息等大量的信息。
相对于离轴检测装置，在轴透镜内检测装置(on-axis in-lensdetector)有利于系统的分辨率。离轴透镜内检测装置需要维恩滤波器(Wien filter电磁场偏向器)，使二次电子弯离轴线并引导至检测装置。将二次电子弯离轴线会引发入射电子束的二级像差，并且降低系统的分辨率。
环状并且对称的多接收通道的安排可描述样品表面的三维图貌影像。如图2所示，受到来自物镜203的磁场聚焦的影响，二次电子205B自表面形貌208的侧表面204L射出，通过光轴后撞击到检测装置的半部206B，而另一道二次电子205A自侧表面204R射出，通过光轴后撞击到检测装置的另外半部206A。当分从两半产生的两信号相加处理时，如同在无区块的检测装置一样时，表面形貌208的两边缘在图像中均表现为亮点(如线型图2A所示)，虽有较多的二次电子205A或205B沿侧墙区域射出，但仍难以分辨表面形貌208为凸部或凹部。然而，若是来自各半的信号分别显示时，由阴影的效果(shadow effect)，将导致表面形貌208有一边较亮而另一边较暗，如线型图2B所示为来自检测装置半部206A的信号，而线型图2C所示为来自检测装置另一半部206B的信号。三维效果于是生成，并使表面形貌208为一凸部。对如图1所示的包夹于入射电子束两侧的双通道检测装置109来说，阴影的效果只能形成一个方向的明暗对比像，不能从双通道检测装置109得到形成代表样品表面特征意义的三维立体影像。
一种从未曾被制造或报导过的检测装置可克服这个问题，其配置组态是使用透镜内在轴环绕对称分布(annular in-lens on-axissymmetrically distributed)的多接收通道检测系统，例如透镜内在轴多区块接收通道的闪烁光电倍增管式、半导体式或微米板式(micro-platetype)等检测装置。
目前不论在轴的单检测装置或围绕中央光轴配置的多重检测装置，常与反射板107相连动，反射板107在遭受来自试片的二次电子与背向散射电子撞击时，也会产生自体的二次电子并被检测装置收集。这些结构配置如图1所示，通过以离轴方式配置的多重透镜内检测装置106A与106B与反射板107配合，两片式检测装置109包夹光轴两侧，单一闪烁光电倍增管检测装置置于光轴上。对多重检测装置的配置来说这样的组态比较复杂，并且由于每一检测装置间的空间间隔的关系，信号收集效率也仅仅是一般而已；对单一在轴检测装置而言，由于光导管非旋转对称的本质，很难收集到均一的信号。
因此，带电粒子检测装置有创新设计的需要，以使得高效率节省空间的区块式多接收通道透镜内在轴环绕检测的组态或其等效装置能够配合闪烁光电倍增管、半导体或微米板等形式的检测装置实现。
发明内容
本发明旨在提供一种透镜内在轴环绕对称分布的多接收通道检测系统的设计。此检测装置可为闪烁光电倍增管，半导体式或微米板式，包括一个或多个成旋转对称组态配置的光导模块，来表示使用区块在轴检测器的透镜内在轴环绕对称分布的多接收通道检测系统。
在根据本发明的带电粒子检测装置的示范实施例中，四个光导模块以旋转对称的配置形成单一组件，在中央光轴处形成方形开口，以让入射的带电粒子束通过。此组件面对试片的平面涂布或耦合闪烁材料(Scintillator material)。除与光电倍增管模块的耦合面没有涂铝外，每一光导模块都涂布铝，以便于内部光反射和隔离邻近两光导模块的光线，使得从每一个棱镜收得的信号得以被单独传递、放大及处理。
另一根据本发明的带电粒子检测装置的实施例为被加工的单一光导材料。从一侧开始加工出圆锥形状，而圆锥的尖端止于另一侧，锥尖有一开口以便入射带电粒子束通过。锥尖所在的一面涂布或与闪烁材料耦合。光导块的外部区域被加工出四个光导通道，并与光电倍增管模块耦合。除了入光及出光面外，所有的光导部份均涂布铝，以便于内部光反射。
因此，本发明提供了一种检测二次电子、背向散射电子或离子的带电粒子检测装置。在此带电粒子检测装置中，带电粒子检测组件包括多个检测区块，每一个检测区块都耦合前置放大器，以放大检测区块的输出信号。此外，每一个检测区块含有具有带电粒子接收处与检测信号产生处的带电粒子检测模块，当带电粒子接收处被带电粒子束轰击时，此检测信号产生处将会产生输出信号；
并且所述多个带电粒子检测模块耦合成一环绕对称配置，在中央对称轴上有一开口，每一个所述带电粒子检测模块的检测面，共面排列对准形成一带电粒子接收平面，且每一个所述带电粒子检测模块中与所述带电粒子接收平面相对的一表面为单一斜率或不同斜率的斜面或曲面，其中中央对称轴为入射光轴。
本发明还提供一种带电粒子的检测方法，包括：
提供一入射电子束；
聚集所述入射电子束；
利用一探针成形物镜聚焦所述聚集电子束成为一电子束探针；
提供一偏折电子束单元；
提供一试片；
所述偏折电子束单元致使所述形成的电子束探针以逐行扫描方式扫描所述试片的表面；
提供一带电粒子检测装置，其中所述带电粒子检测装置包括一带电粒子检测组件，所述带电粒子检测组件包括多个检测区块，每一个所述检测区块与一前置放大器耦合，以放大所述检测区块的输出信号，其中，每一个所述检测区块包括一带电粒子检测模块，其具有相互耦合的一带电粒子接收处以及一检测信号产生处，在所述带电粒子接收处被一带电粒子束轰击时，所述检测信号产生处产生所述输出信号，其中所述多个带电粒子检测模块耦合成一环绕光轴对称配置，在中央对称轴上有一开口，并且每一个所述带电粒子检测模块共面排列对准形成一等效平面，且每一个所述带电粒子检测模块中与所述等效平面相对的一表面为单一斜率或不同斜率的斜面或曲面，所述等效平面为所述带电粒子检测装置的一带电粒子接收平面；以及
所述带电粒子检测装置致使在带电粒子接收处接收被所述电子束探针轰击试片所释放的表面电子。
本发明的一个或多个实施例的细节陈述于下述讨论与附图，本发明的其它特征、目的、技术内可各实施例配合权利要求而得知。
附图说明
图1为扫描式电子显微镜的电子检测系统的现有技术结构示意图。
图2为磁场浸润型物镜和在轴检测装置的现有扫描式电子显微镜结构示意图，并图标说明区块式透镜内在轴环绕检测装置用来提高表面图貌特征的效益。
图3A至3J为本发明实施例的检测装置组件的示意图。
图4A至4J为根据本发明实施例的检测装置组件的示意图。
图5A至5H为根据本发明实施例的检测装置组件的示意图。
图6为根据本发明实施例的检测装置组件的示意图。
图7为根据本发明安装闪烁型检测装置组件于扫描式电子显微镜中，作为区块式透镜内在轴环绕检测装置的结构示意图。
图8为根据本发明安装微/多接收通道板或半导体式检测装置组件在扫描式电子显微镜中，作为区块式透镜内在轴环绕对称分布的多接收通道检测系统的结构示意图。
图9为显示六接收通道系统。区块式透镜内在轴环绕检测系统可以有两个或多个接收通道。
图10为半导体式的结构式意图。
图11为微/多通道板式检测装置的结构示意图。
具体实施方式
在此阐明检测装置以及更为具体的带电粒子检测装置。所述的实施例仅为说明本发明的技术思想和特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以此限定本发明，即凡是根据本发明所公开的精神所作的等效变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求中。
根据本发明第一个实施例的带电粒子检测组件将参考图3A至图3J做详细阐述。图3A图至图3C分别为光导检测组件300的斜俯视图、斜仰视图以及俯视图。如图3A及3D所示，四个单独的三角形棱镜301以偏心组态配置形成在中央有方形开口303的光导组件300，如图3C所示。在组合之前，三角形棱镜301的一侧304涂布闪烁材料(例如磷光材料P47)以形成检测表面。接着，除了一侧304之外所有三角形棱镜301的侧边均涂布铝或其它反射性材料，以利于内部反射以及隔离相邻模块间的光线。接着将四个棱镜301配置成使得四边304共平面而形成平坦的检测面305，如图3B所示。此共面305即为检测组件的信号接收处，涂布闪烁材料的区域即为检测组件的信号产生处。如图3C所示，棱镜301相对于中央开口303作少许的侧边偏移。从顶部观察，光导组件300为90度旋转对称，但对于中央开口303的中央轴并非镜像对称。这样的简单的组态可以利用市面上可取得的棱镜不需任何修改即可建构。例如，一般的直角棱镜就可以用。当安装到带电粒子仪器中时，开口303将对准仪器的中央光轴，以让入射带电粒子束通过。在本发明的实施例中，棱镜301的侧面304与侧面306之间的夹角θ可介于0至90度之间，如图3D所示。这里要注意的是实施例以三角形棱镜301作为光导之用，但并非限定使用三角形棱镜作为光导。在考虑光收集效率时，不同形状及曲线的侧面306均可被应用。例如，侧面306可被分为数个不同斜率的平面区段。图3E为实施例的斜俯视图，其显示具有两不同斜率的平面分段307及308的光导组件。此侧面306可为下列的曲线形状，例如圆形、抛物线形、球面或其它曲面或平面。图3G为实施例的斜俯视图，侧面306为圆形曲面。(其侧视图如图3H所示)。如图3I所示，光导区段(棱镜301)的侧面302耦合至光电倍增管模块309，以让经光导管传来的区段光信号可个别进行转换、放大及处理，此光电倍增管即为信号的预放大模块。采用此具有4个相同且独立的区块的在轴环绕检测装置组态是容易了解的，因为在此实施例中，光电倍增管模块309与光导区块的一面直接接触，可使整体结构及光强度的损失降至最小。然而，在本发明包含的范围内，光电倍增管309与光导管区块的侧面302之间，也能以一段实心或中空的光导延伸管或是光纤光导管截面来结合。图3J所示的实施例，其中相邻的面310与斜面311形成棱镜光导区块。此外，除与附加模块连接的面312外，光导区块的所有侧面都将涂布铝或其它反射性材料以利内部光反射。
根据本发明另一实施例的带电粒子检测装置，将参照图4A至4J做详细描述。图4A至4C分别为三角形棱镜光导区块401的斜视、俯视、侧视图。在侧面403与侧面404交接处存在有两个对称的45度倒角面402，此两个倒角面在前方平面405处形成90度角β。面404预先涂布闪烁材料(例如磷光剂闪烁材料P47)以形成检测面。接着，除了面406以外，光导区块401的所有侧面都会涂布铝或其它反射性材料，以便于内部光反射及隔离邻近模块间的光线。多个光导区块401利用倒角面402结合在一起成为单一检测装置光导组件400，其斜俯视图、斜仰视图及俯视图分别如图4D至4F所示。这些区块的面404共平面对齐，以形成平坦的检测面407，此共面407即为检测组件的信号接收处，涂布闪烁材料的区域即为检测组件的信号产生处。如图4E所示。各区块的前方平面405形成方形中心孔洞408，如俯视图4F所示。从整个组件上方观看，此组件不仅呈90度旋转对称，同时也镜像对称于通过开口408的中心的两正交轴410、411。此组态描述了完全对称的信号收集。当安装于带电粒子仪器时，开口408将会对准仪器的中央光轴，以便入射带电粒子束通过。根据本发明，任一光导区块的侧面403与面404之间的夹角α可为0至90度，如图4C所示。每个光导区块的面406均与光电倍增管模块420耦合，让来自各个光导区块的光信号得以分别进行转换，放大及处理，此光电倍增管即为信号的预放大模块，如图4G所示。因为各侧面在相邻的棱镜光导区块401组装在一起之前，便已涂布光反射材料，因此光线在个别区块中传递时将不会跨越至其它区块。如此四个相同且独立的检测区块组态构成具在轴环绕检测装置。在此实施例中，直光导区段409的功用在于缩小体积和减少光强度的损失。然而，配合实际需求，不同的长度、形状的实心或中空光导管或光纤光导都可结合在光电倍增管420之前。以上述的实施例的情况，运用三角形棱镜的前斜面制作棱镜光导区块401仅为实施例之一，并不限定于此。考虑光的收集效率，面403可为不同的形状和曲线。例如可为包括多个不同斜率的直面组成的区段或为下列的曲线组合，例如圆形、抛物线形、球面或任何曲面或表面。图4J为其中的一个实施例，此实施例的光导区块401的面403为圆形曲面，其斜视图如图4H所示，侧视图如4I所示。
根据以上所公开的内容，四个独立的光导区块可组装在一起以构成在轴区块环绕的组态。该组态使信号分跨两正交的轴对称(影像的X轴与Y轴)。然而，为了简化工艺，也可使用单一块材料制作近似于此在轴区块环绕的组态的光导组件。根据本发明实施例的此类型的带电粒子检测装置将参考图5A至5H做详细说明。如图5A所示，先备置矩形块状光导材料501，并再制作中央孔洞503于光导材料501的中央。如图5B所示，从中央孔洞503的一边到相对另一边挖出锥状外型502。将矩形块上不必要的部分材料去除，以形成四个分别具有面505的延伸光导路径，如图5D所示。图5C至5E分别为最后成形的光导模块500的俯视图、斜俯视图及斜仰视图。包括中央孔洞503的底面504涂布闪烁材料作为带电粒子的检测表面，底面504即为检测组件的信号接收处，涂布闪烁材料的区域即为检测组件的信号产生处。除了面505外的其余侧面都涂布铝或其它反射性材料，以便于内部光反射。当安装至带电粒子仪器中时，中央孔洞503使得对准仪器的中央光轴让入射带电粒子束通过。每一个侧面505均分别结合一个光电倍增管模块507，让自对应的面505输出的光信号得以分别被转换、放大及处理，此光电倍增管即为信号的预放大模块，如图5F所示。由于本实施例只包含单一材料，光线可能由检测表面504往任一侧面505输出。然而，通过选择合适的光反射面506的形状，能使每一侧面505输出的光线大多数来自侧面505正前方的检测象限。根据本发明，此反射面506可为不同曲面。例如此反射面可由多个不同斜率的直线区段组成，或有弧线的外观，例如圆形，抛物线型或其它形状。图5G为实施例，图5H为反射面506为圆形曲线时的剖面示意图。此外。虽然本发明的实施例采用四个分别的光导输出路径，但在某些应用情况下，在轴区块环绕组态不适用四个输出路径时，光导的输出路径数可以为四个以外。
上述所有实施例的光导区块底部均涂布闪烁材料来作带电粒子检测面，以达到最佳光转换效率。然而，有些闪烁材料很难直接涂布在光导材料表面上，而只能在像是单晶的预涂布材料上实现。因此，替代的方法为，使用单独一块的闪烁材料(例如正铝酸钇(YAP)或钇铝柘榴石(YAG)材料的单芯片，或涂布成一块(例如，涂布磷闪烁材料的玻璃或石英片)，接着再利用环氧树脂固定或是机械工具将其附着于光导组件的底部。在此实施例中，光导区块底面与闪烁材料接合的部分将不会涂布铝或其它光反射材料，以利于光线传递。图6为此实施例的示意图，如前所描述的闪烁圆盘600与棱镜光导组件400(如图4E所示)形成的光导检测组件为例。与共面407连接的闪烁圆盘600可为一片闪烁材料单晶或是在面601涂布闪烁材料的光导管，共面407即为检测组件的信号接收处，闪烁圆盘600即为检测组件的信号产生处。当安装至带电粒子仪器中时，闪烁圆盘600的中央开口602需对准组件400的中央开口408，以利于入射的带电粒子束通过。
上述根据本发明所公开的带电粒子检测装置的实施例结合为带电粒子束仪器的结构，如图7所示。根据本发明，图标的扫描式电子显微镜700包括电子源701、聚集透镜702、磁场物镜705、偏折单元706、试片707与在轴区块环绕检测装置703，此检测装置703的中央孔洞704与扫描式电子显微镜700的光轴711对准。在此实施例中，此检测装置仅以如图4G的检测装置作为说明，并且为清楚说明，仅示出两个检测象限，如图式中的703A及703B。其它实施例均比照此方式描述。入射电子束710从电子源射出，穿过检测装置703的中央孔洞704，撞击试片表面并产生二次电子和背向散射电子。两个二次电子的轨迹如图式中的709A与709B所示。该两道二次电子从表面形貌708的两侧向不同方向射出，709A向左边而709B向右边，在二次电子抵达检测装置上的相对象限前，受到浸润磁场与减速电场的结合作用，电子被拉引进磁场物镜705的中洞，并在中央光轴711处交错，使发自709A的电子抵达至703B，而发自709B的电子抵达至703A。独立输出自检测装置上的相对象限收集的信号，通过相对象限的边缘阴影效应呈现表面形貌708的影像。图7中扫描式电子显微镜的具体图标决不表示本发明在SEM的应用上限定于上述组态。本发明的实施例可以利用相似的方式应用于各种不同组态的带电粒子仪器上。
图8为本发明的实施例：透镜内在轴检测系统的结构示意图。图示的扫描式电子显微镜800包括电子发射源801，以产生入射电子束811；聚集透镜模块802，以聚集入射电子束811；偏折电子束模块(未图标)，以让电子束探针扫描试片817的表面以及带电粒子检测装置808。此图示的带电粒子检测装置808进一步图示于图9。如图8与图9所示，例示的带电粒子检测装置808，包括中央孔洞904，其对准扫描式电子显微镜800的光轴(可视为811)。图示的带电粒子检测装置808用来接收自试片817被电子束轰击后所释放的电子。为了让入射电子束811通过，将中央孔洞904配置为与扫描式电子显微镜800的中央光轴811对准。
如图9所示，此带电粒子检测装置808包括带电粒子检测组件，该组件包括多个检测区段903A。每一个检测区段903A与独立前置放大器901耦合，独立前置放大器901用来放大来自所对应的检测区段903A的输出信号。图10为检测模块900根据本发明的方式所实施的半导体式检测装置的剖面结构示意图。如图所示，此半导体式检测装置包括第一导电层911，P型半导体层912，本质半导体层913，N型半导体层914以及第二导电层915。在实施例中，第一导电层911由铝所构成。此p型半导体层912为p型重掺杂硅层。本质半导体层913由硅所构成。n型半导体层914为n型轻掺杂硅层。第二导电层915由金所构成。因此，此半导体结构可作为具有p-i-n接面的半导体二极管检测装置。第一导电层911与第二导电层915则是作为电极。在此实施例，第一导电层911与外部导电组件916耦合，以输出检测信号。第二导电层915接地。电子束入射至第一导电层911。此半导体式检测模块900的运作原理是，当具有能量的电子撞击半导体时，将倾向以产生电子电洞对的方式消耗其能量。而电子电洞对的产生数量将视初始电子能量而定，因此能量较高的电子将倾向产生较多的检测信号。电洞将倾向迁移至检测模块900的电极，而电子将迁移至另一电极，如此便形成电流，其电流大小将视电通量与电子能量而定。
图11为根据本发明实施例以多通道板式检测装置实施的检测模块900的剖面结构示意图。如图所示，图示的多通道板式检测装置包括平板921，其包含大量从一端延伸至另一段的管子922。此平板有”电子进入”的面9211与″电子输出”的面9212。此外，平板的每一面均有电极分别与多通道板式检测装置的输入端和多通道板式检测装置的输出端耦合，其中”电子进入”面9211的电极接地或带有些微负电位，而”电子输出”面9212则基本上为正电位。在管子922内涂布一些具有高二次电子产出率的材料，像是那些被具有能量的粒子轰击时会释放二次电子的材料。在实务操作上，来自扫描式电子显微镜试片的二次/背向散射电子撞击管子922的内部(或是前侧电极，那也会产生二次电子)，会从涂布材料释出多重电子。这些产生的电子会因两侧电极的电位差而沿着管子922内部加速，在某处会因撞击管璧而产生更多电子，如此不断重复此过程。此雪崩现象使每一个初始的信号电子产生出可量测的电流，其可视为信号。因此，如此的多通道板式检测装置适合用于本发明的检测装置。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想和特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明，即凡是根据本发明所公开的精神所作的等效变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求中。
Claims (7)
1.一种带电粒子检测装置，用来检测二次电子、背向散射电子或离子，所述带电粒子检测装置包括：
一带电粒子检测组件：包括多个检测区块，每一个所述检测区块与一前置放大器耦合，以放大所述检测区块的输出信号，
其中，每一所述检测区块包括一带电粒子检测模块，其具有相互结合的一带电粒子接收处以及一检测信号产生处，在所述带电粒子接收处被带电粒子束轰击时，所述检测信号产生处产生所述输出信号，并且所述多个带电粒子检测模块耦合成一环绕对称配置，在中央对称轴上有一开口，每一个所述带电粒子检测模块的检测面，共面排列对准形成一带电粒子接收平面，且每一个所述带电粒子检测模块中与所述带电粒子接收平面相对的一表面为单一斜率或不同斜率的斜面或曲面，其中中央对称轴为入射光轴。
2.如权利要求1所述的带电粒子检测装置，带电粒子检测组件由单一光导材料加工出检测区块的多个检测面及光导通道而制成。
3.如权利要求1所述的带电粒子检测装置，其中带电粒子检测组件的带电粒子接收处以及检测信号产生处结合为下列之一：
半导体式带电粒子检测装置；
多通道板式检测装置。
4.一种带电粒子的检测方法，包括：
提供一入射电子束；
聚集所述入射电子束；
利用一探针成形物镜聚焦所述聚集电子束成为一电子束探针；
提供一偏折电子束单元；
提供一试片；
所述偏折电子束单元致使所述形成的电子束探针以逐行扫描方式扫描所述试片的表面；
提供一带电粒子检测装置，其中所述带电粒子检测装置包括一带电粒子检测组件，所述带电粒子检测组件包括多个检测区块，每一个所述检测区块与一前置放大器耦合，以放大所述检测区块的输出信号，其中，每一个所述检测区块包括一带电粒子检测模块，其具有相互耦合的一带电粒子接收处以及一检测信号产生处，在所述带电粒子接收处被一带电粒子束轰击时，所述检测信号产生处产生所述输出信号，其中所述多个带电粒子检测模块耦合成一环绕光轴对称配置，在中央对称轴上有一开口，并且每一个所述带电粒子检测模块共面排列对准形成一等效平面，且每一个所述带电粒子检测模块中与所述等效平面相对的一表面为单一斜率或不同斜率的斜面或曲面，所述等效平面为所述带电粒子检测装置的一带电粒子接收平面；以及
所述带电粒子检测装置致使在带电粒子接收处接收被所述电子束探针轰击试片所释放的表面电子。
5.如权利要求4所述的带电粒子的检测方法，其中所述带电粒子检测装置置于所述探针成形物镜模块中。
6.如权利要求4所述的带电粒子的检测方法，其中所述带电粒子检测装置的带电粒子检测组件由单一光导材料，加工出检测区块的多个检测面及光导通道而制成。
7.如权利要求4所述的带电粒子的检测方法，其中在所述带电粒子检测装置的带电粒子检测组件内的带电粒子接收处和检测信号产生处结合为下列之一：
半导体式带电粒子检测装置；
多通道板式检测装置。
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