CN101194337A - 用于二次离子以及直接和间接二次电子的粒子检测器 - Google Patents

用于二次离子以及直接和间接二次电子的粒子检测器 Download PDF

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Abstract

描述了一种多用途高效带电粒子检测器，其通过切换偏置电压测量二次离子、或者来自样品的二次电子(SE)、或者源自背散射电子的二次电子(SE3)。检测器结构的基本版本和两个分解版本使其能够用于下列检测组合：1.主要版本用于一起测量二次离子、或者来自样品的二次电子、或者由于碰撞除样品以外的部分的背散射电子引起的二次电子，或者不测量来自样品的二次电子；2.测量二次离子或者来自样品的二次电子(不测量SE3)；3.测量来自样品的二次电子和/或由碰撞除样品以外的物体的背散射电子导致的二次电子(不测量离子)。

Description

用于二次离子以及直接和间接二次电子的粒子检测器
发明领域
本发明涉及检测由分析或表面修正仪器，诸如扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)、扫描俄歇仪器、电子束写入机器等产生的二次离子或二次电子。在这些仪器中，通过测量扫描粒子束释放或产生的二次或反射粒子，获得了具有图像形式的表面特性。
背景技术
几乎所有的SEM使用ETD(Everhardt Thornley检测器，T.E.Everhardt and R.F.M.Thornley，“Wideband detector for microamperelow-energy electron currents”J.Sci.Instr.37，246-248(1960))测量由于电子束在样品上扫描而产生的二次电子(SE)的电流。使特定的时段中累积的二次电子的数目与该时段中扫描束轰击的位置相关，形成了表面拓扑(topography)和属性的图像，其反映在SE发射的变化中。图1中示出了典型的ETD的略图(现有技术)。+80至+500V电压下的电子收集稀疏(electron collecting sparse)1吸引以通常数个eV极少达到高于25eV的低能量从样品发射的SE。通过稀疏栅格的收集的SE在+数kV至+15kV下进一步加速到涂覆铝的闪烁板2，其对于每个撞击的加速电子产生数百个光子。附连到闪烁板背面的光导(LG)3将数十％的光子引导至光电倍增器(PMT)4。通过适当的设计，ETD的PMT将针对每个加速到闪烁板的电子，利用数个光电子(来自光电阴极)开始信号倍增。收集稀疏栅格及其电压被设计为在撞击一次射束的最小失真下，收集数目尽可能大的SE。该栅格还将一次射束区域从闪烁板高电压产生的电场屏蔽开。
ETD中的收集稀疏栅格在样品处产生了弱的吸引电场。如果在样品区域中不存在其他的吸引电势，并且栅格到样品视线未被物理障碍物遮挡，则其在收集低能量的SE时是非常高效的。其收集效率可以达到数十％至90％。然而，对于背散射电子(BSE)，其被定义为以在50eV和射束能量之间的能量从样品发射的电子，ETD不是非常有效的。大部分BSE是以从射束能量到射束能量的三分之一的能量发射的。因此，ETD收集栅格在吸引这些电子并将其导向闪烁器方面是低效的。因此BSE碰撞真空腔室中的多个部分和物体，并且所产生的三次(tretiery)电子其被表示为SE3。大部分SE3未被ETD收集。
ETD还用于FIB和其他的离子轰击方案，以检测离子轰击引入的SE。在该情况中，作为溅射和其他过程的结果，还存在许多低能量的二次正离子。这些离子的检测给出了关于被撞击表面的额外信息。该正离子可被吸引到ETD，并且通过使收集栅格和闪烁板上的电压反转到负值，将其加速到闪烁器。ETD在该离子模式下使用时的缺点是，由于相对于相同能量的电子，任何闪烁器对撞击离子的发光度响应非常低，且加之以闪烁板的传导铝层中的离子的高的或者完全的能量损失，检测二次离子的效率是非常低的或者是无效的。
一种测量低能量正离子(以0eV至50eV的能量产生)的典型方法是，将其加速到-3kV至-5kV电压下的转换器板以高效地产生SE。对于多种类型的原子离子，对于超过3keV的离子能量，获得每个撞击离子一个或多个SE。从转换板开始，数个eV的离子引入的SE须被加速到电子倍增配置或者相对于转换器板+5kV至+15kV的闪烁层。闪烁层是ETD的闪烁器。因此，在从转换器板到闪烁器或者到电子倍增配置的高效传输时，获得了对低能量二次离子流的响应。典型的离子-电子转换器是多种形式的具有或不具有SE增强材料镀层的金属板，其被安置在通向闪烁器或电子倍增器的离子通路中。
在许多专利申请中公开了可切换的电子和离子检测器的概念，其能够通过调节转换板或网上的偏置电压检测离子或电子，即，IshitaniToru，Hirose Hiroshi，and Onishi Takeshi，“Charged Particle Detector”(日本专利申请No.64338358)、Ishitani Toru，Hirose Hiroshi，和ArimaYoshio，“Converging Ion Beam Device and Charged Particle Detector”(日本专利申请05295229)和R.L.Gerlach，M.W.Utlaut，T.Dingle，and M.Uncovsky，“Particle detector Suitable for Detecting Ions and Electrons”(美国专利申请20040262531)。
在后者的公开中，转换表面具有围绕连接源和闪烁器中心的线的圆筒的形式。因此，在电子检测模式下，电子在其朝向闪烁板的运动中不受阻碍。在离子检测模式中，转换板处于负电势下并且吸引正离子。然而，如美国专利申请20040262531中描述的，来自接近离子入口区域的圆筒部分的大部分SE被朝向样品反向吸引，并且因此离子检测效率降低到约50％。
如J.Krasa，M.Pfeifer，M.P.Stockli，U.Lenhert，以及D.Fry，“Theeffect of the first dynode’s geometry on the detection efficiency of 119EMelectron multiplier used as highly charged ion detector”(Nucl.Instrum.And Meth.B152(1999)397-402)中公开的另一种测量正离子的方法是，使以典型的3keV至5keV将它们撞击到具有类似条带的百叶窗(Venetian Blind)形式的转换器材料上(条带与离子运动成一定角度)以产生SE。可以使用高能离子，或者条带可以处于负电压以加速朝向其的慢离子。SE被从条带吸引到条带后面的电子倍增器。在引用的参考文献5中还示出了，收集来自条带的SE的效率根据离子碰撞条带的位置在70％至5％变化。通常，理想的是，在任何电子或离子束系统中减少检测器的数目。多个检测器增加了系统成本并且占用了真空系统中的空间，而这可以用于样品处理。因此，设若一种能够检测二次电子、背散射电子和二次离子的检测器能够优选地仅借助于自动电压操纵，而非利用机械调节或其他的直接操作员干预，来区分这些粒子，那么它将释放空间并且显著地减少制造成本。
发明内容
考虑到上文，本发明的目的在于，提供一种具有分别对二次电子、低能量正离子和源自背散射电子的三次电子的改善的选择性和检测效率的检测器。该目的是由根据任何独立权利要求的检测器解决的。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种粒子检测器，用于检测二次离子、或者二次电子或三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描离子或电子束，所述粒子检测器包括：
稀疏收集电极；百叶窗形条带，用于将二次离子转换为电子，所述百叶窗形条带包括传导材料并且安置在稀疏收集电极后面；至少一个另外的电极，其与百叶窗形条带相邻，其中所述至少一个另外的电极提高了粒子检测器的检测效率；闪烁盘，用于在高能电子撞击时产生闪烁光子，所述闪烁盘可以分别相对于所述百叶窗形条带和所述至少一个另外的电极偏置；和光导，用于将闪烁光子引导至光电倍增器，其中粒子检测器检测任何类型的进入粒子，并且通过切换电极上的适当的电压排除其他的类型。
根据本发明的第二方面，至少一个另外的电极包括细线电极，其位于百叶窗形条带前面，在百叶窗形条带和所述稀疏电极之间。
所述细线电极优选地包括与百叶窗形条带的前缘平行延伸的线，其中所述线可以具有与百叶窗形条带相同的间距。
可以将相对于百叶窗形条带的负电势施加到细线电极，以便于驱除源自百叶窗形条带的电子。
根据本发明的第三方面，一个另外的电极包括配置在百叶窗形条带后面的提取电极，其中可以将相对于百叶窗形条带的正电势施加到提取电极，以便于提取源自百叶窗形条带的电子。该提取电极优选地包括细的栅格或线。
根据本发明的第四方面，粒子检测器包括细线电极和提取电极两者。
根据本发明的第五方面，粒子检测器具有纵轴，其从稀疏收集电极延伸到闪烁盘，并且闪烁盘在纵轴方向中同百叶窗形条带隔开，该检测器进一步包括配置在所述提取电极后面之间的SE3环形电极组。
因此，本发明进一步提供了一种粒子检测器，用于检测二次离子、或者二次电子或三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描离子或电子束，所述粒子检测器包括：
稀疏收集栅格电极；
百叶窗形条带，其包括位于稀疏收集电极后面的传导材料；
细线电极，其位于百叶窗形条带前面，在百叶窗形条带和所述稀疏电极之间；
提取电极，其配置在百叶窗形条带后面；
SE3环形电极组，其配置在所述提取电极后面；
闪烁盘，用于在高能电子撞击时产生光；和
光导，用于将闪烁光子引导至光电倍增器，其中粒子检测器检测任何类型的进入粒子，并且通过切换电极上的适当的电压排除其他的类型。
稀疏收集电极可以是倾斜的。
百叶窗形条带可以相对于检测器的纵轴倾斜约20到约30度角。
本发明进一步提供了一种粒子检测器，用于检测进入的二次离子、或者源自聚焦扫描离子或电子束的二次电子，所述检测器包括
倾斜的稀疏收集电极；
倾斜的百叶窗形条带，其由对于3至5keV离子具有高二次发射系数的传导材料制成，并且相对于检测器长轴倾斜20至30度角；
细线电极，其位于百叶窗形条带前面；
闪烁盘，其在高能电子撞击时产生光；和
光导，用于将闪烁光子转换至光电倍增器，其中通过切换电极上的电压，所述检测器检测二次电子并排除正离子，或者检测正离子并排除二次电子。
本发明进一步提供了一种粒子检测器，用于检测进入的二次电子或由背散射电子产生的三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描电子束，所述检测器包括：
倾斜的稀疏收集电极；
细的栅格或线提取电极；
闪烁盘，其在高能电子撞击时产生光；
SE3环形电极组，其位于提取电极和闪烁盘之间；
光导，用于将闪烁光子转换至光电倍增器，其中通过切换电极上的电压，检测来自样品的二次电子并且排除背散射电子产生的三次电子，或者通过切换到其他的电压，检测三次电子并且排除二次电子。
附图说明
现通过参考附图中示出的实施例描述本发明，附图示出了：
图1：ETD检测器(现有技术)的示意图。
图2：低能量电子或低能量离子检测器的示意性剖面。
图3：用于诸如SEM的电子束系统的直接SE和SE3检测器的剖面。
图4：EISE3检测器的剖面，该检测器具有电极电压确定的选项，用于测量：二次电子、或者低能量二次离子、或者碰撞测试腔室的不同部分的BSE生成的SE3。
图5：EISE3检测器的等轴测侧视图(isometic side view)。
图6：等轴测视图中EISE3检测器的一半。缺少的部分是所示结构的镜像。
图7：利用在+400V的倾斜收集稀疏栅格、在+400V的百叶窗形条带、和在+10kV的荧光屏的模拟计算结果。轨迹具有多种初始电子能量1)-2eV、2)-5eV、3)-10eV、4)-20eV。底部的图是百叶窗形条带附近的轨迹的放大。
图8：利用在-400V的收集栅格、在-3400V的细线(恰好在百叶窗形条带前面)、在-3000V的百叶窗形条带、和在+7000V的荧光屏，自每幅图的右侧的样品发射的正离子的轨迹。离子的初始能量是：1)-2eV、2)-5eV、3)-10eV。
图9：利用图8中描述的检测器结构的来自百页窗形条带的离子引入的SE的轨迹的模拟结果的放大视图。百页窗形条带处于-3000V，并且细线处于-3400V。该模拟结果假设在整个条带上产生离子引入的SE。在两个子图中，从条带的底部部分发射一次SE，并且在下面的子图中，从条带的顶部部分发射。所有的离子引入的SE朝向闪烁器移动。
图10：用于测量SE3和排除SE的检测器的检测方案。示出了收集的通过BSE而在腔室的不同部分中产生的SE3的轨迹，并且在右侧驱除来自的样品的电子。倾斜的收集栅格处于-400V，提取栅格处于+2.7kV，环形SE3栅格处于+400V，并且闪烁器处于+10kV。
图11：用于测量SE和排除SE3的检测器的检测方案。示出了来自样品的和被排斥的SE3的轨迹，该SE3是通过BSE在腔室的多种部分中产生的。倾斜的收集栅格处于+400V，提取栅格处于+2.7kV，环形SE3栅格处于-400V，并且闪烁器处于+10kV。
具体实施方式
首先描述本发明的两个分解的形式，随后将其组合为EISE3检测器的基本形式。
1.第一种形式是图2中示出的配置，其可以通过切换电极上的电压测量离子或SE。该结构具有倾斜的收集稀疏栅格图5。对于离子收集，收集稀疏栅格被设定在低的负电压(-80至-500V)，在处于正电压的闪烁器8前面细线电极6与百页窗形条带组7处于-3kV至-4kV的电压。来自百页窗形条带的SE被加速到相对于百页窗形条带具有+8kV至+12kV电压的闪烁器。在收集稀疏栅格的方向中接近并且平行于百页窗形条带，并且处于相对于百页窗形条带负数百伏特的电压，细线电极6将可能已朝向收集栅格移动的SE推向闪烁器。这样，获得了检测所有的被转换电子的高效率(＞90％)。仅通过同时将收集栅格、细线电极和百页窗形条带上的电压切换到+100至+500V，可以将该相同的结构转换为电子检测器。在来自样品的正离子或者来自样品的SE源自小于1×1mm的非常小的区域的情况中，如FIB和SEM中的情况，设计百页窗形条带相对于样品的角度和电压，使得在电子检测模式下，它们对于源自样品的电子朝向闪烁器加速的SE几乎是透明的。图7中示出了来自样品的SE的模拟计算结果。选择数个初始能量和初始方向，以表示SE发射的整个频谱。碰撞百页窗形条带的数个电子产生了额外的SE，其也被加速到闪烁器。图8中示出了正离子轨迹的模拟结果。在该图中，相对于百页窗形条带处于-400V的细线驱除了不然可能已朝向更负性的收集栅格移动的任何电子。在图9中示出的来自条带的离子引入的SE的模拟结果中，所有的SE被导向闪烁器。相对于引用的参考文献4的主要的新颖性在于，相对于检测器轴倾斜20-30度的收集栅格、百页窗形条带前面的细线电极和百页窗形条带的倾斜角度的组合，这实现了离子或电子的高效率(＞85％)的检测。
2.图3中示出了检测器的第二个版本。其是SE和/或SE3检测器。不存在用于离子-电子转换的百页窗形条带及其相关联的细线电极。切换收集和SE3栅格上的电压允许测量一种类型并且排除其他类型。在该配置中，闪烁器16被安置在后面大约2至8cm的距离处。具有2至4kV电压的提取栅格12，其处于第一版本中的闪烁器所处的位置，吸引自样品发生且由稀疏栅格11收集的SE并且使其向闪烁器方向加速。环形的圆筒状的稀疏栅格14环绕通向闪烁器的路径。该稀疏环形栅格上的低的正电压(+100V至+500V)吸引来自真空腔室壁的大的区域以及该腔室中的其他表面的SE3，而该栅格上的负电势排除这些SE3。在SE3栅格的末端，存在圆锥形的圆筒状电极15，其具有与SE3栅格相同的电压。其确定电场的形状，以确保所有收集的SE3或SE将碰撞闪烁器16。图10和图11中示出了来自样品的SE和来自腔室的其他部分的SE3的轨迹的模拟结果。其示出了，所有SE到达闪烁器，而SE3被排斥，或者通过切换电压，所有SE3到达闪烁器，而SE被排斥。根据该实施例的一个方面，利用切换栅格电压高效率地测量来自样品的SE并且排除SE3，或者测量SE3并且排除所有的直接SE，由此允许在不使用专用的BSE检测器的情况下生成BSE图像。该版本的检测器适用于任何聚焦扫描电子束(e-beam)设备，诸如SEM。
3.EISE3检测器是分解的版本1和版本2的组合。图4中示出了其示意性剖面。其包括：收集稀疏栅格17；细线电极18；百页窗形条带19，其相对检测器轴成20至30度角以允许SE模式下的自由电子通过；提取栅格20，用于将SE吸引向闪烁器；圆筒状环形SE3收集-驱除栅格22，其具有终端环形电极23，在其末端具有倾斜的或圆锥形的内表面；闪烁板24，其位于引导向商用光电倍增器(未示出)的光导25上。在图5和6的两个等轴测视图中示出了EISE3的配置和结构。在下表中总结了图4至6的对应的参考数字：
特征 图3 图3 图3
稀疏栅格 17  26 31
细线电极 18  未示出 32
百叶窗 19  27 33
提取栅格20 20  28 34
接地体 21  未示出 39
SE3收集/驱除环 22  29 35
终端环形电极 23  30 36
闪烁器 24  未示出 37
光导 25  未示出 38
根据EISE3检测器的一个方面，一个单独的结构可以根据下表，仅通过切换栅格、电极和百页窗形条带上的电压，测量正离子、或者来自样品的SE、或者SE3：
表1：用于选定的测量的EISE3电极上的典型电压(V)
检测 收集稀疏栅格-相对于地 细线-相对于条带 百叶窗形条带-相对于地 提取栅格-相对于地 SE3栅格-相对于地 闪烁器-相对于地
SE +100  至+500 0 +100  至+500 +2000  至+4000 -50至-400 +8000  至+12000
离子 --100  至-500 -200  至-600 -     -3000至-4000 +2000  至+4000 --50至-400 +8000  至+12000
SE3 --100  至-500 0 -100  至-500 +2000  至+4000 +100  至+500 +8000  至+12000

Claims (19)

1.一种粒子检测器，用于检测二次离子、或者二次电子或三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描离子和/或电子束，所述粒子检测器包括：
稀疏收集电极；
百叶窗形条带，用于将二次离子转换为电子，所述百叶窗形条带包括传导材料并且安置在稀疏收集电极后面；
至少一个另外的电极，其与百叶窗形条带相邻，其中所述至少一个另外的电极提高了粒子检测器的检测效率；
闪烁盘，用于在高能电子撞击时产生闪烁光子，所述闪烁盘可分别相对于所述百叶窗形条带和所述至少一个另外的电极偏置；和
光导，用于将闪烁光子引导至光电倍增器，其中
通过切换电极上的适当的电压，所述粒子检测器检测任何类型的进入的粒子，并且排除其他的类型。
2.如权利要求1所述的粒子检测器，其中至少一个另外的电极包括细线电极，其位于百叶窗形条带前面，在百叶窗形条带和所述稀疏电极之间。
3.如权利要求2所述的粒子检测器，其中所述细线电极包括与百叶窗形条带的前缘平行延伸的线。
4.如权利要求3所述的粒子检测器，其中所述线具有与百叶窗形条带相同的间距。
5.如权利要求4所述的粒子检测器，其中可以将相对于百叶窗形条带的负电势施加到细线电极，以便于驱除源自百叶窗形条带的电子。
6.如权利要求1所述的粒子检测器，其中至少一个另外的电极包括配置在百叶窗形条带后面的提取电极，其中可将相对于百叶窗形条带的正电势施加到提取电极，以便于提取源自百叶窗形条带的电子。
7.如权利要求6所述的粒子检测器，其中提取电极包括细的栅格或线。
8.如权利要求1所述的粒子检测器，其中粒子检测器包括根据权利要求2至5中的任一权利要求所述的细线电极和权利要求6或7的提取电极。
9.根据任一前述权利要求所述的粒子检测器，其中所述检测器具有从稀疏收集电极延伸到闪烁盘的纵轴，并且闪烁盘在纵轴方向中与百叶窗形条带隔开，所述检测器进一步包括配置在所述提取电极后面之间的SE3环形电极组。
10.一种粒子检测器，用于检测二次离子、或者二次电子或三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描离子和/或电子束，所述粒子检测器包括：
稀疏收集电极；
百叶窗形条带，其包括位于稀疏收集电极后面的传导材料；
细线电极，其位于百叶窗形条带前面，在百叶窗形条带和所述稀疏电极之间；
提取电极，其配置在百叶窗形条带后面；
SE3环形电极组，其配置在所述提取电极后面；
闪烁盘，用于在高能电子撞击时产生光；和
光导，用于将闪烁光子引导至光电倍增器，其中
通过切换电极上的适当的电压，所述粒子检测器测量任何类型的进入的粒子，并且排除其他的类型。
11.如权利要求10所述的粒子检测器，其中粒子检测器对进入的二次离子、或者二次电子或三次电子(SE3)，分别具有超过80％，优选地超过85％的检测效率。
12.如权利要求10所述的粒子检测器，其中稀疏收集电极是倾斜的。
13.如权利要求10所述的粒子检测器，其中百叶窗形条带相对于检测器的纵轴倾斜约20到约30度角。
14.如权利要求13所述的粒子检测器，其中百叶窗形条带的传导材料对具有约3至5keV动能的离子具有的高的二次发射系数。
15.如权利要求10所述的粒子检测器，其中提取电极包括细的栅格或线。
16.一种粒子检测器，用于检测进入的二次离子、或者源自聚焦扫描离子或电子束的二次电子，所述检测器包括
倾斜的稀疏收集电极；
倾斜的百叶窗形条带，其由对3至5keV离子具有高的二次发射系数的传导材料制成，并且相对于检测器长轴倾斜20至30度角；
细线电极，其位于百叶窗形条带前面；
闪烁盘，其在高能电子撞击时产生光；和
光导，用于将闪烁光子转换至光电倍增器，其中
通过切换电极上的电压，所述检测器检测二次电子并排除正离子，或者检测正离子并排除二次电子。
17.一种粒子检测器，用于检测进入的二次电子或由背散射电子产生的三次电子(SE3)，其均源自聚焦扫描离子或电子束，所述检测器包括：
倾斜的稀疏收集电极；
细的栅格或线提取电极；
闪烁盘，其在高能电子撞击时产生光；
SE3环形电极组，其位于提取电极和闪烁盘之间；
光导，用于将闪烁光子转换至光电倍增器，其中
通过切换电极上的电压，检测来自样品的二次电子并且排除由背散射电子产生的三次电子，或者通过切换到其他的电压，检测三次电子并且排除二次电子。
18.如任一前述权利要求所述的检测器，其中在切换到二次电子检测模式时，检测器能够加速并以5keV至15keV的能量将来自样品的所有二次电子的超过85％传送到闪烁盘，并且驱除离子和三次电子。
19.如权利要求1至17中的任一权利要求所述的检测器，其中在切换到离子收集模式时，检测器能够检测来自样品的所有低能量正离子的超过85％。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107342205A (zh) * 2016-05-03 2017-11-10 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种带电粒子探测装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006120005A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 El-Mul Technologies Ltd. Particle detector for secondary ions and direct and or indirect secondary electrons
EP2006881A3 (en) 2007-06-18 2010-01-06 FEI Company In-chamber electron detector
US7847268B2 (en) * 2008-05-30 2010-12-07 El-Mul Technologies, Ltd. Three modes particle detector
US20090309021A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 El-Mul Technologies Ltd. Ion detection method and apparatus with scanning electron beam
US8222600B2 (en) * 2009-05-24 2012-07-17 El-Mul Technologies Ltd. Charged particle detection system and method
JP5292348B2 (ja) * 2010-03-26 2013-09-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 複合荷電粒子線装置
JP5818542B2 (ja) * 2010-07-29 2015-11-18 浜松ホトニクス株式会社 イオン検出装置
KR101975520B1 (ko) * 2012-05-08 2019-08-28 한국전자통신연구원 고에너지 입자 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법
US9190241B2 (en) * 2013-03-25 2015-11-17 Hermes-Microvision, Inc. Charged particle beam apparatus
US9673019B2 (en) 2014-09-22 2017-06-06 El-Mul Technologies Ltd. Electron detection system
US10236156B2 (en) 2015-03-25 2019-03-19 Hermes Microvision Inc. Apparatus of plural charged-particle beams
DE102015210893B4 (de) * 2015-06-15 2019-05-09 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Analyseeinrichtung zur Analyse der Energie geladener Teilchen und Teilchenstrahlgerät mit einer Analyseeinrichtung
EP3139399B1 (en) 2015-09-03 2019-05-29 El-Mul Technologies Ltd Electron detector assembly
RU176088U1 (ru) * 2017-06-19 2017-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" Детектор электронов
US11493383B2 (en) 2019-02-17 2022-11-08 .El-Mul Technologies Ltd Magnetic photomultiplier tube system
US10811221B1 (en) * 2019-03-29 2020-10-20 Fei Company Secondary electron detection efficiency
US11587776B1 (en) 2019-05-30 2023-02-21 El-Mul Technologies Ltd Ion detection systems
CN110174428B (zh) * 2019-06-21 2020-04-07 中国科学院地质与地球物理研究所 岩样成像方法、装置以及系统
CN111307850B (zh) * 2019-12-27 2023-04-07 西安空间无线电技术研究所 一种介质二次电子发射产额的测量方法
JP2022112137A (ja) * 2021-01-21 2022-08-02 株式会社日立ハイテク 荷電粒子ビーム装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3415990A (en) * 1966-03-21 1968-12-10 Itt Invisible light sensor tube and faceplate material
US4143291A (en) * 1976-04-22 1979-03-06 S.R.C. Laboratories, Inc. Dynode for a photomultiplier tube
US4680468A (en) * 1985-08-05 1987-07-14 Canadian Patents And Development Limited-Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee Particle detector
JPS6240147A (ja) * 1985-08-14 1987-02-21 Shimadzu Corp イオン検出装置
US4825118A (en) * 1985-09-06 1989-04-25 Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha Electron multiplier device
JPH0627853B2 (ja) * 1986-02-28 1994-04-13 株式会社島津製作所 イオン検出器
JPS6371680A (ja) * 1986-09-16 1988-04-01 Hitachi Ltd イオン検出器
JPH076609Y2 (ja) * 1987-01-06 1995-02-15 セイコー電子工業株式会社 集束イオンビーム加工装置
US4831267A (en) * 1987-02-16 1989-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Detector for charged particles
JPH01189846A (ja) * 1988-01-26 1989-07-31 Hamamatsu Photonics Kk ２次電子増倍装置
JP2925020B2 (ja) * 1989-11-10 1999-07-26 浜松ホトニクス株式会社 光電子増倍管
US5656807A (en) * 1995-09-22 1997-08-12 Packard; Lyle E. 360 degrees surround photon detector/electron multiplier with cylindrical photocathode defining an internal detection chamber
US5990483A (en) * 1997-10-06 1999-11-23 El-Mul Technologies Ltd. Particle detection and particle detector devices
JP3329725B2 (ja) * 1998-03-18 2002-09-30 富士写真フイルム株式会社 液体噴射装置
IL124333A0 (en) * 1998-05-05 1998-12-06 El Mul Technologies Ltd Charges particle detector
EP1063677B1 (en) * 1999-06-23 2005-03-16 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Charged particle beam device
CN1244133C (zh) * 2000-05-25 2006-03-01 瓦里安半导体设备联合公司 粒子检测的方法和装置
US6803583B2 (en) * 2001-03-21 2004-10-12 M.E. Taylor Engineering Inc. Scintillator for electron microscope and method of making
GB2381373B (en) * 2001-05-29 2005-03-23 Thermo Masslab Ltd Time of flight mass spectrometer and multiple detector therefor
US6750455B2 (en) * 2001-07-02 2004-06-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for multiple charged particle beams
US7009187B2 (en) * 2002-08-08 2006-03-07 Fei Company Particle detector suitable for detecting ions and electrons
US20060231769A1 (en) * 2005-03-23 2006-10-19 Richard Stresau Particle detection by electron multiplication
WO2006120005A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 El-Mul Technologies Ltd. Particle detector for secondary ions and direct and or indirect secondary electrons

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107342205A (zh) * 2016-05-03 2017-11-10 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种带电粒子探测装置
CN107342205B (zh) * 2016-05-03 2019-07-23 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种带电粒子探测装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006120005A1 (en) 2006-11-16
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