CZ307990B6 - Systém pro vytváření a zpracování svazku částic - Google Patents
Systém pro vytváření a zpracování svazku částic Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307990B6 CZ307990B6 CZ2011-412A CZ2011412A CZ307990B6 CZ 307990 B6 CZ307990 B6 CZ 307990B6 CZ 2011412 A CZ2011412 A CZ 2011412A CZ 307990 B6 CZ307990 B6 CZ 307990B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- particle beam
- light
- processing system
- plane
- objective lens
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/145—Combinations of electrostatic and magnetic lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/18—Vacuum control means
- H01J2237/188—Differential pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2443—Scintillation detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24435—Microchannel plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24475—Scattered electron detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2448—Secondary particle detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/2602—Details
- H01J2237/2605—Details operating at elevated pressures, e.g. atmosphere
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Vynález se týká systému pro vytváření a zpracování svazku částic, příkladně elektronového mikroskopu, a zejména scintilačního detektoru BSE, který obsahuje sestavu (21) scintilátoru s povrchem (29), který je vystaven dopadajícím elektronům vyzařovaným ze zkoumaného předmětu (35). Povrch (29) směřuje směrem ke zkoumanému předmětu (35). Sestava (21) scintilátoru obsahuje plochu (55) pro výstup světla vytvořeného elektrony dopadajícími na povrchu (29). Povrch (29) sestavy (21) scintilátoru je umístěn blíže povrchu zkoumanému předmětu (35) než se nachází hlavní rovina (67) čočky objektivu (39). Plocha (55) pro výstup světla se nachází ve větší vzdálenosti od povrchu zkoumanému předmětu (35) než se nachází hlavní rovina (67) čočky objektivu (39), měřeno ve směru s optickou osou (32) systému. Ve výhodném provedení sestava (21) scintilátoru obsahuje světlovodné těleso (23), tvaru komolého kužele, které je opatřené osovým průchozím otvorem (25). Povrch průchozího otvoru (25) je opatřen elektricky vodivou vrstvou. V prostoru mimo magnetickou zaostřovací čočku (41) je umístěn alespoň jeden světlovod (57) a fotocitlivý detektor (59). V dalším provedení světlovodné těleso (23) prstencového tvaru je uspořádáno v prostoru pólů (42a, 43a) magnetické zaostřovací čočky (41a), ve které je uspořádána Cassagrainova zrcadlová soustava. V dalším provedení sestava (21) scintilátoru je opatřena tělesem (87) ze scintilačního materiálu. V dalším provedení sestava (21) scintilátoru je opatřena tělesem (87c) ze scintilačního materiálu a vloženým tělesem (89) z transparentního materiálu, mezi nimiž je zakřivené rozhraní. V dalším provedení sestava (21) scintilátoru je opatřena mikrokanálovou destičkou (95).
Description
Tento vynález se týká systému pro vytváření a zpracování svazku částic a scintilačního detektoru.
Dosavadní stav techniky
Konvenční systémy vytvářející a zpracovávající svazky částic, jako například elektronové mikroskopy, zahrnují čočku, která tvoří objektiv k zaostřování svazku částic na zkoumaný předmět, a detektor určený k detekci elektronů, které jsou ze zkoumaného předmětu vyzařovány. Detektor elektronů může být uspořádán v blízkosti zkoumaného předmětu buď vně sloupu, kterým prochází svazek částic, nebo uvnitř tohoto sloupu. U konvenčních elektronových mikroskopů druhého z uvedených typů pak elektrony, které jsou vyzařovány ze zkoumaného předmětu, jsou nejprve přiváděny do čočky objektivu, poté procházejí elektronovou čočkou a následně dopadají na detektor elektronů. Detektor elektronů přitom může být uspořádán jako scintilační detektor.
V takovém konstrukčním provedení je však detektor elektronů uspořádán v poměrně velké vzdálenosti od zkoumaného předmětu. Následkem toho vzniká problém, který spočívá v tom, že na detektor dopadá pouze poměrně malá část elektronů, které jsou vyzařovány ze zkoumaného předmětu.
K tomu přistupuje skutečnost, že uspořádání scintilačního detektoru konvenčního elektronového mikroskopu blíže zkoumanému předmětu není jednoduchou záležitostí, protože v kratší vzdálenosti od předmětu musí být v tomto případě uspořádána také čočka objektivu. Prostor, který je k dispozici v blízkém okolí zkoumaného předmětu, je proto omezený. S tím pak souvisí skutečnost, že ani uspořádání scintilačního detektoru uvnitř čočky objektivu není snadné. Mimoto se obtížně přenášejí světelné signály, které jsou ve scintilačním detektoru generovány, do prostoru vně čočky objektivu.
Konvenční scintilační detektor je však možno upravit tak, aby vznikl scintilační detektor zahrnující povrch pro snímání elektronů, který je uspořádán poměrně blízko zkoumanému předmětu, a plochou pro výstup světla, která je uspořádána v podstatně větší vzdálenosti od zkoumaného předmětu ve srovnání s povrchem pro snímání elektronů. Při tomto uspořádání je ve větší vzdálenosti od zkoumaného předmětu možno umísťovat rovněž ty součásti systému, které zpracovávají světelné paprsky vytvářené v sestavě scintilátoru. Tyto součásti tudíž nemusí být uspořádány v omezeném prostoru, který je k dispozici v blízkém okolí zkoumaného předmětu.
Pro tento účel může sestava scintilátoru zahrnovat světlovodné těleso, které zajišťuje odvádění světelných paprsků, jež vznikají při scintilačních dějích, ve směru od zkoumaného předmětu. Alternativně může sestava scintilátoru zahrnovat těleso pro vedení elektronů, například destičku opatřenou mikrokanály, které zajišťuje odvádění elektronů ve směru od zkoumaného předmětu a které přitom navíc může také zvyšovat počet elektronů.
- 1 CZ 307990 B6
Podstata vynálezu
Podle přednostních forem provedení vynálezu uvedený systém pro vytváření a zpracování svazku částic zahrnuje zdroj částic pro vytváření svazku částic, čočku objektivu pro zaostřování svazku částic do roviny zkoumaného předmětu a sestavu scintilátoru, která zahrnuje povrch pro snímání elektronů, jehož uspořádání umožňuje dopad elektronů vystupujících z roviny zkoumaného předmětu, a která dále zahrnuje plochu pro výstup světla, přičemž sestava scintilátoru je nakonfigurována tak, že odvádí světelné paprsky, které jsou vytvářeny elektrony dopadajícími na povrch pro snímání elektronů.
Částicemi, které jsou ve formě svazku částic usměrňovány do roviny zkoumaného předmětu, mohou být elektrony nebo ionty, přičemž v případě iontů se může jednat o kladně nabité ionty nebo o záporně nabité ionty. Zdrojem svazku částic tudíž může být zdroj svazku elektronů nebo zdroj svazku iontů.
Povrch pro snímání elektronů je vystaven dopadajícím elektronům, které jsou vyzařovány z roviny zkoumaného předmětu. Jinými slovy to znamená, že část elektronů po vyzáření z roviny zkoumaného předmětu nejprve dopadá na povrch pro snímání elektronů.
Čočka objektivu, která zaostřuje svazek částic do roviny zkoumaného předmětu, může být nakonfigurována tak, aby generovala magnetická pole a/nebo elektrická pole umožňující zaostřování svazku částic. Čočka objektivu tedy může zahrnovat magnetickou čočku objektivu, která generuje zaostřovací magnetické pole. Čočka objektivu může zahrnovat také elektrostatickou zaostřovací čočku, která generuje zaostřovací elektrické pole. Alternativně může čočka objektivu zahrnovat kombinaci magnetické čočky objektivu a elektrostatické zaostřovací čočky, která generuje zaostřovací magnetické pole i zaostřovací elektrostatické pole, přičemž zaostřovací magnetické pole a zaostřovací elektrostatické pole se mohou prostorově překrývat.
Sestava scintilátoru může být nakonfigurována tak, aby převáděla přijímané elektrony a světelné paprsky. Pro tento účel sestava scintilátoru zahrnuje vhodný scintilační materiál. Scintilační materiál může být uspořádán tak, že je ve styku s vrstvou, která tvoří povrch pro snímání elektronů, který je součástí sestavy scintilátoru. Navíc nebo alternativně může být scintilační materiál použit i jako povrch pro snímání elektronů (což znamená, že povrch scintilačního materiálu tvoří povrch pro snímání elektronů). Scintilační materiál může být uspořádán ve formě vrstvy, přičemž povrch této vrstvy slouží jako povrch pro snímání elektronů. Alternativně může být scintilační materiál uspořádán jako objemové těleso, uvnitř kterého se při průniku elektronů vytvářejí světelné paprsky. Elektrony mohou do objemového tělesa tvořeného scintilačním materiálem pronikat po průchodu povrchem pro snímání elektronů. Scintilační materiál přitom může být světelně prostupný alespoň pro ty vlnové délky vytvářených světelných paprsků, které mají zaznamenávány detektorem.
Povrch pro snímání elektronů může být, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, umístěn blíže rovině zkoumaného předmětu než hlavní rovina čočky objektivu. Pojem „vzdálenost měřená ve směru rovnoběžném s optickou osou přitom může znamenat, že vzdálenost mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu jakož i vzdálenost mezi hlavní rovinou čočky objektivu a rovinou zkoumaného předmětu se měří ve směru, který je rovnoběžný s optickou osou systému.
Světlovodné těleso může být ve styku s vrstvou scintilačního materiálu nebo s objemovým tělesem tvořeným scintilačním materiálem. Světlovodné těleso může dále zahrnovat plochu pro výstup světla nebo může být ve styku s vrstvou či tělesem, která resp. které tuto plochu pro výstup světla tvoří.
Podle další formy provedení vynálezu zahrnuje sestava scintilátoru elektricky vodivou vrstvu, která tvoří povrch pro snímání elektronů. Touto elektricky vodivou vrstvou může být kovová
-2CZ 307990 B6 vrstva. Podle další formy provedení vynálezu pak sestava scintilátoru zahrnuje elektricky vodivou vrstvu, která tvoří část povrchu pro snímání elektronů. Sestava scintilátoru může dále zahrnovat alespoň jedno těleso tvořené scintilačním materiálem nebo alespoň jednu vrstvu scintilačního materiálu, který tvoří další část povrchu pro snímání elektronů. Scintilační materiál přitom může být vodivý nebo nevodivý.
Podle dalších forem provedení vynálezu je mezi povrchem pro snímání elektronů, který je součástí sestavy scintilátoru, a scintilačním materiálem uspořádáno těleso pro vedení elektronů, které usměrňuje elektrony, jež dopadají na povrch pro snímání elektronů, ke scintilačnímu materiálu. Podle dalších forem provedení vynálezu může těleso pro vedení elektronů zvyšovat počet elektronů. Podle další formy provedení vynálezu zahrnuje těleso pro vedení elektronů destičku opatřenou soustavou mikrokanálů, kterými procházejí elektrony, které mají být detekovány. Počet elektronů se zvyšuje o elektrony dopadající na vnitřní povrchy kanálů.
Podle jednotlivých forem provedení vynálezu tedy sestava scintilátoru zahrnuje elektricky vodivou vrstvu nebo elektricky vodivý povrch, která resp. který tvoří povrch pro snímání elektronů nebo část povrchu pro snímání elektronů, a elektricky vodivou a světelně prostupnou vrstvu nebo elektricky vodivý a světelně prostupný povrch, která resp. který tvoří plochu pro výstup světla ze sestavy scintilátoru.
Podle jednotlivých forem provedení vynálezu sestava scintilátoru rovněž zahrnuje světlovodné těleso neboli světlo vod, který je uspořádán mezi scintilačním materiálem a plochou pro výstup světla ze sestavy scintilátoru. V těchto formách provedení vynálezu může být scintilační materiál uspořádán blíže rovině zkoumaného předmětu než plocha pro výstup světla ze sestavy scintilátoru. Světlovodné těleso může být provedeno například jako duté světlovodné těleso.
V jednotlivých formách provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic je konfigurace sestavy scintilátoru zvolena tak, že povrch pro snímání elektronů je uspořádán mnohem blíže rovině zkoumaného předmětu než plocha pro výstup světla. Podle dalších forem provedení vynálezu je maximální vzdálenost mezi povrchem pro snímání elektronů a plochou pro výstup světla větší než 5 mm, zejména větší než 10 mm, přednostně pak větší než 15 mm. Maximální vzdálenost přitom může být menší než 25 mm nebo menší než 20 mm.
V dalších formách provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic je první vzdálenost měřená ve směru rovnoběžném s optickou osou mezi povrchem pro snímání elektronů v sestavě scintilátoru a plochou pro výstup světla ze sestavy scintilátoru větší než 0,2násobek, zejména pak větší než 0,4násobek ohniskové vzdálenosti čočky objektivu nebo větší než ohnisková vzdálenost čočky objektivu, přičemž konfigurace čočky objektivuje zvolena tak, aby čočka zaostřovala svazek částic do roviny zkoumaného předmětu.
První vzdálenost může být větší než dvojnásobek ohniskové vzdálenosti nebo větší než čtyřnásobek ohniskové vzdálenosti čočky objektivu. První vzdálenost může být kratší než desetinásobek nebo kratší než pětinásobek ohniskové vzdálenosti čočky objektivu. Tato první vzdálenost se měří ve směru rovnoběžném s optickou osou. Jinými slovy to znamená, že první vzdálenost je minimální výškový rozdíl mezi povrchem pro snímání elektronů a plochou pro výstup světla vztažený k rovině zkoumaného předmětu (tj. rovině kolmé k optické ose).
Podle dalších forem provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic je povrch pro snímání elektronů v sestavě scintilátoru uspořádán, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, blíže rovině zkoumaného předmětu než hlavní rovina čočky objektivu, přičemž konfigurace čočky objektivu je zvolena tak, aby čočka zaostřovala svazek částic do roviny zkoumaného předmětu, a plocha pro výstup světla ze sestavy scintilátoru je, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, umístěna ve větší vzdálenosti od roviny zkoumaného předmětu než hlavní rovina čočky objektivu.
-3 CZ 307990 B6
Vzdálenost povrchu pro snímání elektronů od roviny zkoumaného předmětu se měří ve směru, který je rovnoběžný s optickou osou. Jinými slovy to znamená, že vzdálenost se vypočítává na základě určení délkového vektoru odpovídajícího minimální vzdálenosti mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu (tj. minimálního délkového vektoru). Jelikož se rovinou zkoumaného předmětu rozumí matematická rovina, která není omezena ve svém příčném rozsahu, je minimální délkový vektor, tedy vektor odpovídající minimální vzdálenosti, orientován kolmo k rovině zkoumaného předmětu. Vzdáleností povrchu pro snímání elektronů je tudíž minimální výška tohoto povrchu vztažená k rovině zkoumaného předmětu. Vzdálenost plochy pro výstup světla od roviny zkoumaného předmětu se vypočítává obdobně. Hlavní rovina přitom může být orientována rovnoběžně s rovinou zkoumaného předmětu.
Hlavní rovinou může být jedna z několika hlavních rovin čočky objektivu. Hlavní rovinou tedy může být například ta hlavní rovina ze všech hlavních rovin čočky objektivu, která je umístěna nejblíže rovině zkoumaného předmětu nebo která je umístěna nejdále od zdroje částic.
Podle další formy provedení vynálezu je povrch pro snímání elektronů v sestavě scintilátoru, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, uspořádán blíže rovině zkoumaného předmětu než první hlavní rovina čočky objektivu, která je umístěna nejblíže rovině zkoumaného předmětu, a plocha pro výstup světla ze sestavy scintilátoru je, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, umístěna ve větší vzdálenosti od roviny zkoumaného předmětu než druhá hlavní rovina čočky objektivu, která je umístěna nejdále od roviny zkoumaného předmětu.
Podle dalších forem provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic je maximální průřezová plocha světlovodného tělesa, měřená ve směru kolmém k optické ose čočky objektivu, přičemž konfigurace čočky objektivuje zvolena tak, aby čočka zaostřovala svazek částic, alespoň dvakrát větší než plocha povrchu pro snímání elektronů promítnutá do roviny, která je orientována kolmo k optické ose.
Podle další formy provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle vynálezu, je maximální rozměr průřezu světlovodného tělesa, měřený ve směru kolmém k optické ose čočky objektivu, přičemž konfigurace čočky objektivu je zvolena tak, aby čočka zaostřovala svazek částic, menší než druhá vzdálenost měřená ve směru rovnoběžném s optickou osou mezi povrchem pro snímání elektronů nacházejícím se v poloze, ve které je umístěn nejblíže rovině zkoumaného předmětu, a rovinou, ve které leží uvedený maximální rozměr průřezu. Rovina, ve které leží maximální rozměr průřezu, může být orientována kolmo k optické ose a průřez, který má uvedený maximální příčný rozměr, v ní může být obsažen. Druhou vzdáleností tudíž může být výška povrchu pro snímání elektronů nacházejícího se v poloze, ve které je umístěn nejblíže rovině zkoumaného předmětu, vztažená k rovině, ve které leží uvedený maximální rozměr průřezu.
Maximálním rozměrem průřezu přitom může být maximální příčný rozměr, který se určí mezi všemi průřezy světlovodného tělesa, které jsou kolmé k optické ose. To znamená, že jeden z těchto průřezů má rozměr, který je větší než maximální rozměry všech zbývajících průřezů.
V souladu s tím umožňují výše uvedené formy vynálezu vytváření takových kombinací sestavy scintilátoru s čočkou objektivu systému pro vytváření a zpracování svazku částic, při kterých je povrch pro snímání elektronů v sestavě scintilátoru umístěn v blízkosti roviny zkoumaného předmětu, přičemž plocha pro výstup světla je uspořádána poměrně daleko od roviny zkoumaného předmětu. Součásti, které provádějí následnou transformaci světelných paprsků vyzařovaných z plochy pro výstup světla ze sestavy scintilátoru, proto nemusí být umístěny v blízkosti roviny zkoumaného předmětu a tudíž ani nevyžadují prostor, který je potřebný pro čočku objektivu.
Podle dalších forem provedení vynálezu zahrnuje sestava scintilátoru alespoň jedno těleso ze scintilačního materiálu nebo alespoň jednu vrstvu scintilačního materiálu, které resp. která tvoří
-4CZ 307990 B6 nosný podklad elektricky vodivě vrstvy. Podle další formy provedení vynálezu zahrnuje sestava scintilátoru alespoň jedno těleso ze scintilačního materiálu nebo alespoň jednu vrstvu scintilačního materiálu, které resp. která obsahuje povrch pro snímání elektronů nebo alespoň část povrchu pro snímání elektronů.
Elektricky vodivá vrstva může být nanesena na tělese ze scintilačního materiálu nebo na vrstvě scintilačního materiálu nebo může být uspořádána tak, že je s tímto tělesem či vrstvou ve styku. Těleso ze scintilačního materiálu nebo vrstva scintilačního materiálu přitom mohou být uspořádány ve styku se světlovodným tělesem. Těleso ze scintilačního materiálu nebo vrstva scintilačního materiálu přitom mohou být samy vodivé. V takovém případě může těleso ze scintilačního materiálu nebo vrstva scintilačního materiálu tvořit elektricky vodivou vrstvu nebo alespoň část elektricky vodivé vrstvy. Toho lze dosáhnout například tak, že elektricky vodivá vrstva scintilačního materiálu je nanesena na povrchu světlovodného tělesa. Světlovodné těleso přitom může zahrnovat nebo samo tvořit plochu pro výstup světla.
V dalších formách provedení vynálezu má boční povrch světlovodného tělesa kuželovitý tvar, který se rovnoměrně zužuje ve směru k rovině zkoumaného předmětu. Tímto bočním povrchem může být vnější boční povrch světlovodného tělesa. Světlovodné těleso může dále zahrnovat kanál pro průchod svazku částic.
Podle další formy provedení vynálezu je nejkratší vzdálenost mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu rovna nejkratší vzdálenosti mezi čočkou objektivu a rovinou zkoumaného předmětu nebo větší než tato vzdálenost. Nejkratší vzdáleností mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu může být výška povrchu pro snímání elektronů vztažená k rovině zkoumaného předmětu. Nejkratší vzdálenost mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu je tudíž možno měřit ve směru rovnoběžném s optickou osou systému. Nejkratší vzdálenost mezi čočkou objektivu a rovinou zkoumaného předmětu se vypočítá odpovídajícím způsobem.
V dalších formách provedení je sestava scintilátoru alespoň částečně uspořádána nebo uložena uvnitř čočky objektivu. V dalších formách tohoto uspořádání pak čočka objektivu zahrnuje magnetickou čočku objektivu zahrnující díl tvořící první pól a díl tvořící druhý pól, přičemž tyto póly jsou uspořádány v takové vzájemné vzdálenosti, která vymezuje mezeru, ve které se může vytvářet zaostřovací magnetické pole. V konkrétním provedení mohou mít díly tvořící póly, a zejména jejich vnitřní plochy (tj. plochy, které jsou orientovány ve směru k optické ose čočky objektivu) nebo jejich dolní koncové plochy (tj. plochy, které jsou orientovány ve směru k rovině zkoumaného předmětu), rotačně symetrický tvar. Součásti sestavy scintilátoru pak mohou být uspořádány tak, že se v podélném směru, tedy ve směru optické osy, překrývají s vnitřními nebo dolními koncovými plochami dílu tvořícího první pól a/nebo dílu tvořícího druhý pól. V tomto případě jsou součásti sestavy scintilátoru přednostně vyrobeny z materiálů, které jsou prostupné pro magnetická pole vyřazovaná póly tvořenými díly magnetické čočky.
Jinými slovy to znamená, že průmět vnitřních ploch a/nebo dolních koncových ploch dílu tvořícího první pól a/nebo dílu tvořícího druhý pól do optické osy se může vzájemně překrývat s průmětem součástí sestavy scintilátoru do optické osy.
Podle dalších forem provedení vynálezu zahrnuje čočka objektivu elektrostatickou čočku objektivu, přičemž sestava scintilátoru zahrnuje součásti, které jsou uspořádány mezi elektrodami elektrostatické čočky objektivu. V dalších formách tohoto uspořádání pak součásti sestavy scintilátoru tvoří elektrody čočky objektivu. Elektroda čočky objektivu může být tvořena také povrchem pro snímání elektronů. Navíc nebo alternativně může elektrodu čočky objektivu tvořit také plocha pro výstup světla. Navíc nebo alternativně může elektrodu čočky objektivu tvořit další povrch sestavy scintilátoru, který není shodný s povrchem pro snímání elektronů ani s plochou pro výstup světla.
-5 CZ 307990 B6
V dalších formách provedení je povrch pro snímání elektronů a/nebo plocha pro výstup světla opatřen/a vodivou vrstvou. Toto uspořádání může s výhodou zabraňovat vzniku nežádoucích nábojů na těchto površích během činnosti systému pro vytváření a zpracování svazku částic. Mimoto umožňuje vodivý povlak těchto povrchů jejich využití jako elektrod elektrostatické čočky objektivu. V konkrétní formě provedení zahrnuje vodivý povlak povrchu pro snímání elektronů kovovou povrchovou vrstvu, zejména takovou kovovou povrchovou vrstvu, která nemusí být světelně prostupná pro světelné paprsky, které vznikají scintilací. Elektricky vodivý povlak plochy pro výstup světla ze sestavy scintilátoru je však přednostně světelně prostupný pro alespoň část světelných paprsků vznikajících při procesu scintilace. Ve formě provedení, která je uvedena jako příklad, je elektricky vodivý a světelně prostupný povlak plochy pro výstup světla ze sestavy scintilátoru vytvořen z indium-cínového oxidu (ITO).
V dalších formách provedení je sestava scintilátoru součástí elektrostatické čočky objektivu, přičemž uspořádání povrchu sestavy scintilátoru je zvoleno tak, že tento povrch je elektricky vodivý a jeho elektrický potenciál je určen velikostí napájecího napětí. Elektrický potenciál tohoto elektricky vodivého povrchu může být odlišný od dalšího elektrického potenciálu, který je prostřednictvím velikosti napájecího napětí nastaven pro další elektrodu. Tato další elektroda může být uspořádána v určité vzdálenosti od elektricky vodivého povrchu sestavy scintilátoru.
Podle dalších forem provedení vynálezu je sestava scintilátoru součástí elektrostatické čočky objektivu, přičemž tato sestava scintilátoru zahrnuje dva elektricky vodivé povrchy, které jsou vzájemně dostatečně odděleny, tyto dva elektricky vodivé povrchy mohou mít rozdílné elektrické potenciály určené velikostí napájecího napětí. Tyto formy provedení předpokládají, že uvedené elektricky vodivé povrchy jsou vzájemně dostatečně odděleny tak, aby byla zachována možnost udržování rozdílných elektrických potenciálů obou povrchů nastavených prostřednictvím hodnot přiváděného napájecího napětí. Povrchy, které jsou uspořádány mezi uvedenými dvěma elektricky vodivými povrchy, mohou mít dostatečně vysokou elektrickou vodivost, která zabraňuje vzniku nežádoucích elektrických nábojů na těchto mezilehlých površích během činnosti systému pro vytváření a zpracování svazku částic.
V dalších formách provedení pak systém pro vytváření a zpracování svazku částic zahrnuje světelný detektor, přičemž světlo, které je vyzařováno plochou pro výstup světla ze sestavy scintilátoru je usměrňováno k tomuto světelnému detektoru. Světelný detektor generuje elektrické signály v závislosti na vlastnostech světla, které na tento detektor dopadá. Elektrické signály mohou být analyzovány účelem vytváření elektronově mikroskopického snímku zkoumaného předmětu, který je uspořádán v rovině zkoumaného předmětu. V těchto formách provedení je mezi plochou pro výstup světla ze sestavy scintilátoru a světelným detektorem uspořádán přenosový optický systém, který vede světlo procházející plochou pro výstup světla tak, aby toto bylo usměrňováno k detektoru. Podle konkrétního příkladu jedné z těchto forem provedení vynálezu zahrnuje přenosový optický systém alespoň jedno zrcadlo, například konvexní zrcadlo, konkávní zrcadlo nebo rovinné zrcadlo.
Podle příkladu další z těchto forem provedení vynálezu pak přenosový optický systém zahrnuje světlovod vytvořený například jako světlovod sestávající ze světelně prostupného materiálu, ve kterém se světelné paprsky odrážejí od jeho vnitřního povrchu. Světlovod může zahrnovat světlovodnou tyč nebo jedno či více optických vláken. Navíc nebo alternativně může přenosový optický systém zahrnovat dutý světlovod.
-6CZ 307990 B6
Objasnění výkresů
Výše uvedené jakož i jiné výhodné znaky vynálezu budou zřejmější z následujícího podrobného popisu několika příkladů forem provedení vynálezu, který se odkazuje na připojené výkresy. V této souvislosti je třeba připomenout, že každá jednotlivá výhoda z uvedeného výčtu se nemusí nutně projevovat ve všech realizovatelných formách provedení tohoto vynálezu.
| Obr. 1 | obsahuje schématickou ilustraci prvního příkladu provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic, |
| obr. 2 | obsahuje schématické znázornění části systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle druhého příkladu provedení, |
| obr. 3 | obsahuje schématické znázornění části systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle třetího příkladu provedení, |
| obr. 4 | obsahuje schématické znázornění části systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle čtvrtého příkladu provedení a |
| obr. 5 | obsahuje schématické znázornění části systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle pátého příkladu provedení vynálezu. |
Příklady uskutečnění vynálezu
V níže popsaných příkladech provedení jsou součásti, které mají podobnou funkci a strukturu, označeny co nejpodobnějšími vztažnými čísly. Aby proto bylo možno pochopit vlastnosti jednotlivých součástí konkrétní formy provedení, je třeba vycházet z popisů ostatních forem provedení a z výše uvedeného popisu podstaty vynálezu.
Obr. 1 obsahuje zjednodušené schématické znázornění systému 1 pro vytváření a zpracování svazku částic, který zahrnuje zdroj 3 svazku částic. V příkladu znázorněném na obr. je zdrojem 3 svazku částic zdroj svazku elektronů zahrnující katodu 5, jejíž činnost je řízena řídicí jednotkou 7 prostřednictvím přívodů 6. V tomto příkladu provedení dodává řídicí jednotka 7 prostřednictvím přívodů 6 katodě 5 žhavicí proud a vytváří na katodě 5 požadovaný elektrický potenciál. Extrakční elektroda 9, jejíž potenciál je regulován řídicí jednotkou 7 prostřednictvím přívodu 10, extrahuje z katody 5 svazek 11 částic, kterým je ve znázorněném příkladu svazek elektronů. I když je zdrojem 3 svazku částic ve znázorněném příkladu zdroj svazku elektronů, rozsah tohoto vynálezu tím není omezen. V úvahu připadají také formy provedení, ve kterých je zdrojem svazku částic zdroj svazku iontů, který vytváří svazek iontů zpracovávaný systémem 1_ pro vytváření a zpracování svazku částic.
Svazek 11 částic je mezi extrakční elektrodou 9 a vstupní elektrodou 13 urychlovací trubice 15 předběžně urychlován tak, že do urychlovací trubice 15 je přiváděn s vysokou kinetickou energií. Za tímto účelem je elektrický potenciál urychlovací trubice 15 regulován řídicí jednotkou prostřednictvím přívodu 16. Kinetická energie elektronů tvořících svazek 11 částic se v urychlovací trubici 15 může pohybovat v rozsahu od 8 do 30 keV.
Dolní konec 17 urychlovací trubice 15 je ve styku se sestavou 21 scintilátoru, která zahrnuje světlovodné těleso 23 opatřené průchozím otvorem 25 umožňujícím průchod svazku 11 částic sestavou 21 scintilátoru. Po průchodu sestavou 21 scintilátoru dopadá svazek 11 částic na rovinu 27 zkoumaného předmětu. V rovině zkoumaného předmětu může být uspořádán předmět, který má být zkoumán pomocí systému 1. pro vytváření a zpracování svazku částic.
-7 CZ 307990 B6
Vnitřní povrch průchozího otvoru 25 je opatřen elektricky vodivou vrstvou, jejím prostřednictvím je zajištěno, že vnitřní povrch průchozího otvoru 25 má stejný elektrický potenciál jako urychlovací trubice 15. Této shody potenciálů je přitom dosaženo prostřednictvím vodivého styku mezi vnitřním povrchem průchozího otvoru 25 a urychlovací trubicí 15. Svazek 11 částic tudíž prochází průchozím otvorem 25 sestavy 21 scintilátoru se stejnou kinetickou energií jako vnitřkem urychlovací trubice 15.
Povrch 29 sestavy 21 scintilátoru, který směřuje k rovině 27 zkoumaného předmětu, je opatřen vrstvou scintilačního materiálu. Scintilační materiál tvořící tuto vrstvu může být elektricky vodivý nebo izolační. Má-li však tento scintilační materiál izolační vlastnosti, je opatřen přídavnou elektricky vodivou vrstvou, která směřuje k rovině zkoumaného předmětu. Uvedená vrstva může být vytvořena například ze scintilačního materiálu P47, který není vodivý. Na scintilačním materiálu P47 může být nanesena elektricky vodivá vrstva z oxidu hlinitého, přičemž touto vrstvou oxidu hlinitého pak procházejí dopadající elektrony. Průchod elektronů touto vodivou vrstvou tedy předchází dopadu elektronů na vrstvu vytvořenou ze scintilačního materiálu P47. Vodivá vrstva tvořená oxidem hlinitým kromě toho odráží světlo, které vzniká uvnitř scintilačního materiálu. Scintilační materiál P47 jek dispozici u různých dodavatelů, mezi které patří například společnosti Agar Scientific Ltd., Stansted, Velká Británie, a Energy Beam Sciences, East Granby, Connecticut, USA.
S elektricky vodivou vrstvou na vnitřním povrchu průchozího otvoru 25 je ve styku vrstva 31, následkem čehož má povrch 29 stejný elektrický potenciál jako urychlovací trubice 15. Vrstva 31 je tudíž koncovou elektrodou urychlovací trubice, která prochází sestavou 21 scintilátoru ve směru k rovině 27 zkoumaného předmětu.
V průmětu podél hlavní osy, neboli optické osy 32 systému 1 pro vytváření a zpracování svazku částic má koncová elektroda tvořená vrstvou 31 prstencový průřez. Další elektroda 33, a to prstencová elektroda, je uspořádána mezi povrchem 29 sestavy 21 scintilátoru, který směřuje k rovině 27 zkoumaného předmětu, a rovinou 27 zkoumaného předmětu. Elektrický potenciál elektrody 33 je regulován řídicí jednotkou 7 prostřednictvím přívodu 34. Řídicí jednotka 7 reguluje elektrický potenciál elektrody 33 tak, aby tento byl shodný s elektrickým potenciálem zkoumaného předmětu 35, který je uspořádán v rovině 27 zkoumaného předmětu 35. Alternativně může řídicí jednotka nastavovat takový elektrický potenciál elektrody 33, jehož hodnota se nachází mezi nastavenou hodnotou elektrického potenciálu zkoumaného předmětu 35 a hodnotou elektrického potenciálu urychlovací trubice 15. V oblasti mezi koncovou elektrodou, která je tvořena vrstvou 31 urychlovací trubice 15, a elektrodou 33, jsou částice, které tvoří svazek částic a které opouštějí sestavu 21 scintilátoru, zpomalovány a zaostřovány elektrostatickým polem působícím mezi elektrodou 33 a vrstvou 31. Tím se svazek 11 částic zaostřuje do roviny 27 zkoumaného předmětu 35. Energie, se kterou částice svazku 11 dopadají na zkoumaný předmět 35, se určuje podle rozdílu mezi elektrickými potenciály katody 5 a zkoumaného předmětu 35.
Vrstva 31, která plní funkci koncové elektrody, a prstencová elektroda 33 společně působí jako elektrostatická zaostřovací čočka a tvoří součást čočky 39 objektivu systému pro vytváření a zpracování svazku částic. Čočka 39 objektivu dále zahrnuje magnetickou čočku 41, která sestává z prvního pólu 42, jenž je uspořádán v blízkosti roviny 27 zkoumaného předmětu 35, a z druhého pólu 43, jenž je uspořádán ve vetší vzdálenosti od roviny 27 zkoumaného předmětu 35 než první pól 42. Mezi vnitřním dolním koncem prvního pólu 42 a vnitřním dolním koncem druhého pólu 43 je vytvořena mezera, ve které se generuje magnetické pole, které zaostřuje svazek 11 částic. Magnetické pole je generováno vinutími cívky 45, která je uspořádána mezi prvním pólem 42 a druhým pólem 43.
Čočka 39 objektivu, která je součástí systému podle vynálezu, jehož příklad je znázorněn na obr. 1, zahrnuje kromě magnetické zaostřovací čočky také elektrostatickou zaostřovací čočku. Rozsah tohoto vynálezu se však neomezuje pouze na takovou kombinaci magnetické a elektrostatické
-8CZ 307990 B6 zaostřovací čočky, které společně tvoří čočku objektivu. Realizovatelná je rovněž taková forma provedení, ve které je čočkou objektivu ryze magnetická čočka nebo ryze elektrostatická čočka. Magnetická čočka 41, která je součástí čočky 39 objektivu, zaostřuje svazek 11 částic do roviny 27 zkoumaného předmětu 35, což znamená, že průřezová plocha svazku je v této rovině obzvláště malá nebo zde dokonce dosahuje své minimální velikosti.
Podél úseku dráhy svazku 11 částic mezi zdrojem 3 svazku částic a rovinou 27 zkoumaného předmětu 35 je uspořádána vychylovací jednotka 47. Funkce vychylovací jednotky je řízena řídicí jednotkou 7 prostřednictvím přívodů 48. Vychylovací jednotka 47 je nakonfigurována tak, aby vychylováním svazku 11 částic bylo umožněno přemísťování bodu dopadu 49 svazku 11 částic v rovině 27 zkoumaného předmětu 35. V konkrétním provedení je bod, do kterého je svazek částic zaostřován, snímatelný v určité části roviny 27 zkoumaného předmětu 35.
Svazek 11 částic, jehož částice dopadají v bodě dopadu 49, vyvolává vznik dějů, které způsobují vyzařování elektronů ze zkoumaného předmětu 35. V případě, že svazkem 11 Částic, je svazek elektronů, se vystupující elektrony označují buď jako sekundární elektrony nebo jako zpětně rozptylované elektrony.
Příklad trajektorie takového elektronu, který je vyzářen ze zkoumaného předmětu 35, je na obr. 1 označen vztažnou značkou 51. Elektron, který se pohybuje po této trajektorii 51, dopadá na vrstvu 31 scintilačního materiálu, kde způsobuje vygenerování jednoho nebo více světlených paprsků. Jeden z takových světelných paprsků je na obr. 1 znázorněn prostřednictvím trajektorie 53. Tento světelný paprsek se v sestavě 21 scintilátoru několikrát odráží, načež vystupuje ze světlovodného tělesa 23 prostřednictvím plochy 55 pro výstup světla ze sestavy 21 scintilátoru. Poté světelný paprsek vstupuje do světlovodu 57, který zajišťuje přivádění světla do fotocitlivého detektoru 59, jehož funkcí je detekce dopadajícího světla a generování elektrického detekčního signálu, který odpovídá vlastnostem dopadajícího světla. Elektrický detekční signál je prostřednictvím přívodu 60 odesílán do řídicí jednotky 7.
Sestava 21 scintilátoru je tudíž uspořádána tak, že prostřednictvím svého povrchu 29 přijímá elektrony, které jsou vyzařovány z roviny 27 zkoumaného předmětu 35 nebo které jsou vyzařovány přímo ze zkoumaného předmětu 35, který je uspořádán v rovině 27 zkoumaného předmětu 35. Sestava 21 scintilátoru je dále uspořádána tak, že po přijetí elektronů generuje světelné paprsky, které ze sestavy vycházejí prostřednictvím plochy 55 pro výstup světla. Tyto světelné paprsky jsou generovány při vzniku scintilačních dějů, které jsou vyvolávány dopadem elektronů na povrch pro snímání elektronů. Sestava 21 scintilátoru přitom společně s fotocitlivým detektorem 59, který přeměňuje generované světelné paprsky na elektrické signály, tvoří scintilační detektor sloupu systému 1 pro vytváření a zpracování svazku částic.
Světlovodné těleso 23 má rotačně symetrické uspořádání vůči optické ose 32 a je vytvořeno jako celistvý díl vyrobený z jediného kusu materiálu. Realizovatelné je však také takové uspořádání světlovodného tělesa, při kterém je toto vytvořeno z většího počtu dílů, které jsou rozmístěny okolo hlavní, neboli optické osy 32 nebo které jsou rozmístěny jiným vhodným způsobem.
Systém může zahrnovat jeden, dva nebo několik fotocitlivých detektorů 59, které jsou prostřednictvím světlovodů propojeny s plochou 55 pro výstup světla. V přednostním provedení může systém zahrnovat větší počet světlovodů 57 resp. fotocitlivých detektorů 59 pro příjem světla, které vychází z plochy 55 pro výstup světla nebo z dílčích oblastí plochy 55 pro výstup světla. Tento větší počet světlovodů 57 resp. fotocitlivých detektorů 59 přitom může být uspořádán v řadě různých úhlových poloh okolo optické osy 32.
Plocha 55 pro výstup světla nebo dílčích oblasti plochy 55 pro výstup světla mohou být opatřeny elektricky vodivou a světelně prostupnou vrstvou nebo elektricky vodivým a světelně prostupným povlakem. Plocha 55 pro výstup světla tudíž může mít předem stanovený elektrický
-9CZ 307990 B6 potenciál. Elektricky vodivá a světelně prostupná vrstva nebo elektricky vodivý a světelně prostupný povlak mohou být vytvořeny například z indium-cínového oxidu (ITO).
Vzdálenost mezi povrchem 29 pro snímání elektronů a plochou 55 pro výstup světla ze sestavy 21 scintilátoru, která je měřena podél optické osy čočky 39 objektivu, je vetší než ohnisková vzdálenost čočky 39 objektivu. Tato skutečnost je patrná také ze schématického znázornění systému na obr. 1, kde je ohnisková vzdálenost čočky objektivu, která sestává z elektrostatické zaostřovací čočky objektivu a z magnetické zaostřovací čočky objektivu, menší než ohnisková vzdálenost samotné magnetické zaostřovací čočky objektivu. Ohnisková vzdálenost samotné magnetické zaostřovací čočky objektivu je přitom menší než vzdálenost mezi vnitřním dolním koncem druhého pólu 43 a rovinou 27 zkoumaného předmětu 35.
Kromě toho se hlavní rovina čočky 39 objektivu, která je na obr. 1 označena vztažnou značkou 67, nachází ve větší vzdálenosti od roviny 27 zkoumaného předmětu 35 než povrch 29 pro snímání elektronů, kterým prochází světlo a který je součástí sestavy 21 scintilátoru. Plocha 55 pro výstup světla ze sestavy 21 scintilátoru je přitom umístěna ve větší vzdálenosti od roviny 27 zkoumaného předmětu 35 než hlavní rovina 67.
Světlovodné těleso 23, které je znázorněno na obr. 1, má kuželovitý tvar, přičemž průřezová plocha kuželového tvaru, která je kolmá k optické ose 32, se zvětšuje se zvětšující se vzdáleností od roviny 27 zkoumaného předmětu 35. V konkrétním provedení je pak tato průřezová plocha v oblasti plochy 55 pro výstup světla více než dvakrát větší než v oblasti povrchu 29 pro snímání elektronů. Jinými slovy to znamená, že plocha průřezu zahrnující část plochy 55 pro výstup světla je více než dvakrát větší než plocha průřezu zahrnující část povrchu 29 pro snímání elektronů.
Maximální rozměr světlovodného tělesa, který je měřen ve směru kolmém k hlavní ose, neboli optické 32, tj. maximální vnější průměr kuželovitého světlovodného tělesa 23, je v tomto příkladu provedení menší než vzdálenost mezi místem na povrchu 29 pro snímání elektronů, které se nachází nejblíže rovině zkoumaného předmětu 35, a rovinou, ve které se měří uvedený maximální rozměr světlovodného tělesa. V uspořádání znázorněném na obr. 1 je toto patrné ze skutečnosti, že výška světlovodného tělesa 23 je větší než jeho šířka.
Popisovaný systém pro vytváření a zpracování svazku částic zahrnuje sestavu scintilátoru obsahující povrch 29 pro snímání elektronů, který se nachází relativně blízko roviny 27 zkoumaného předmětu 35, jež má definovanou vzdálenost od čočky 39 objektivu. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic dále zahrnuje plochu 55 pro výstup světla, která se nachází dále od roviny 27 zkoumaného předmětu 35 ve srovnání s povrchem 29 pro snímání elektronů. Vzhledem k těmto poměrům je tedy možné, aby sestava scintilátoru byla uspořádána uvnitř čočky 39 objektivu, aniž by zde vyžadovala příliš velký instalační prostor. Sestava scintilátoru dále zajišťuje, že světelné paprsky, které se v ní vytvářejí, jsou přenášeny do následně zařazených komponent systému, mezi které patří například fotocitlivé detektory 59.
V následujících odstavcích jsou popsány další formy provedení systému pro vytváření a zpracování svazku částic podle vynálezu. Komponenty, které svojí skladbou nebo konstrukcí a/nebo svojí funkcí odpovídají komponentám systému pro vytváření a zpracování svazku částic znázorněnému na obr. 1, jsou obecně označeny stejnými vztažnými čísly, které jsou však doplněny rozlišujícími písmeny. Následující popis se navíc odkazuje na odpovídající komponenty systému, které již byly popsány výše.
Obr. 2 znázorňuje systém la pro vytváření a zpracování svazku částic zahrnující sloup 3a představující zdroj svazku částic, který vytváří svazek 11a částic procházející urychlovací trubicí 15a a následně zaostřovaný zaostřovací čočkou 41a objektivu do roviny 27a zkoumaného předmětu 35.
- 10CZ 307990 B6
Za tímto účelem zahrnuje zaostřovací čočka 41a objektivu magnetickou čočku objektivu, která sestává z prvního pólu 42a, jenž je uspořádán v blízkosti roviny 27a zkoumaného předmětu 35, a z druhého pólu 43a, který je uspořádán ve větší vzdálenosti od roviny 27a zkoumaného předmětu 35. Magnetické pole, která zaostřuje svazek 11a elektronů, je vytvářeno cívkou (na obr. 2 není znázorněna) uspořádanou mezi póly 42a a 43a. V otvoru vytvořeném v pólu 43a je uspořádána sestava 21a scintilátoru, která zahrnuje povrch 29a pro snímání elektronů, jenž je umístěn v blízkosti roviny 27 a zkoumaného předmětu 35 a současně jek této rovině přivrácen. Povrch 29a pro snímání elektronů je tvořen vrstvou 31a ze scintilačního materiálu. Elektrony, které jsou vyzařovány z roviny 27a zkoumaného předmětu 35 nebo které jsou vyzařovány přímo ze zkoumaného předmětu 35 uspořádaného v této rovině 27a, mohou dopadat na povrch 29a pro snímání elektronů a vyvolávat tak scintilační děje ve vrstvě 31a. Na obr. 2 jsou znázorněny příklady dvou trajektorií, které přitom vznikají. Tyto trajektorie jsou zde označeny vztažnou značkou 53a. Světlovodným tělesem 23a válcového tvaru, které je součástí sestavy 21a scintilátoru, mohou být prostřednictvím jednoho nebo více odrazů od vnitřního povrchu tohoto tělesa přenášeny světelné paprsky k ploše 55a pro výstup světla ze sestavy 21a scintilátoru. Válcové světlovodné těleso přitom zahrnuje kanál nebo průchozí otvor 25a pro průchod svazku částic. Prostřednictvím tohoto otvoru mohou světelné paprsky vystupovat ze sestavy 21a scintilátoru. Je však rovněž možné, aby světelné paprsky vystupovaly z povrchů světlovodného tělesa 23a, které jsou odlišné od horních ploch 50a pro výstup světla znázorněných na obr. 2. Toto je také případ jednoho ze dvou světelných paprsků 53a znázorněných na obr. 2, jelikož tento světelný paprsek vystupuje z bočního povrchu kanálu neboli průchozího otvoru 25a světlovodného tělesa 23a, jímž prochází svazek 11a částic na své cestě k rovině 27a zkoumaného předmětu 35.
Horní plocha 55a pro výstup světla a povrch kanálu neboli průchozího otvoru 25a, tj. vnitřní povrch tohoto kanálu neboli průchozího otvoru, který rovněž působí jako plocha pro výstup světla ze sestavy 21a scintilátoru, jsou opatřeny světelně prostupným povlakem, například ITO. Tím je zabráněno vzniku nežádoucích elektrických nábojů na těchto površích během činnosti systému la pro vytváření a zpracování svazku částic.
Na rozdíl od systému pro vytváření a zpracování svazku částic, který je popsán s odkazem na obr. 1, však systém la pro vytváření a zpracování svazku částic, který je popsán s odkazem na obr. 2, nezahrnuje světlovody, které bezprostředně následují za plochami pro výstup světla ze sestavy 21a scintilátoru nebo jsou s těmito plochami ve styku a které jsou uzpůsobeny k vedení světla, jež z uvedených ploch pro výstup světla vystupuje, k fotocitlivému detektoru. Soustava zrcadel 71 zahrnuje konvexní zrcadlový povrch 73 opatřený středovým průchozím otvorem 74. Středový průchozí otvor 74 je uzpůsoben tak, aby jím procházel svazek 11a částic. Soustava zrcadel 71 dále zahrnuje konkávní zrcadlový povrch 75, který je také opatřen středovým průchozím otvorem 76 pro průchod svazku 11a částic a pro průchod světelných paprsků, které vystupují z ploch 55a, 25a pro výstup světla. Soustava zrcadel 71 navíc zahrnuje rovinný zrcadlový povrch 77 opatřený průchozím otvorem 78 pro průchod svazku 11a částic. Konvexní zrcadlový povrch 73 a konkávní zrcadlový povrch 75 jsou uspořádány jako nebo v podstatě jako Cassegrainova zrcadlová soustava. Světelné paprsky, které vystupují z ploch 55a, 25a pro výstup světla ze sestavy scintilátoru, tudíž nejdříve dopadají na konvexní zrcadlový povrch 73, od kterého se odrážejí směrem ke konkávnímu zrcadlovému povrchu 75. Od konkávního zrcadlového povrchu se pak světelné paprsky odrážejí směrem k rovinnému zrcadlovému povrchu 77. Od rovinného zrcadlového povrchu 77 se nakonec světelné paprsky odrážejí směrem k fotocitlivému detektoru 59a.
Povrch 29a pro snímání elektronů, který je součástí sestavy 21a scintilátoru, je umístěn podstatně blíže rovině 27a zkoumaného předmětu 35 než plocha 55a pro výstup světla, která je naopak umístěna v poloze, která je od roviny 27 a zkoumaného předmětu 35 nej vzdálenější. V konkrétním provedení, které je obdobou provedení popsaného formou příkladu odkazujícího se na obr. 1, je vzdálenost, která je měřena ve směru optické osy 32a zaostřovací čočky 41a mezi povrchem 29a pro snímání elektronů a plochou 55a pro výstup světla, větší než 0,2násobek nebo
- 11 CZ 307990 B6 větší než 0,4násobek ohniskové vzdálenosti zaostřovací čočky 41a objektivu. Kromě toho je mezi povrchem 29a pro snímání elektronů a plochou 55a pro výstup světla, která je umístěna nejdále od roviny 27a zkoumaného předmětu 35, uspořádána hlavní rovina 67a zaostřovací čočky 41a objektivu. Hlavní rovinou 67a přitom může být ta ze všech hlavních rovin čočky objektivu, která je umístěna nejblíže rovině zkoumaného předmětu 35 nebo nejblíže zdroji svazku částic.
Tato konfigurace sestavy 21a scintilátoru umožňuje uspořádání povrchu pro snímání elektronů, který je součástí sestavy scintilátoru, v blízkosti roviny 27a zkoumaného předmětu 35, aniž by jeho instalace vyžadovala nadměrný prostor uvnitř zaostřovací čočky 41a objektivu, a současně zajišťuje účinný přenos světelných paprsků, které jsou sestavou scintilátoru vytvářeny, do fotocitlivého detektoru 59a.
Obr. 3 znázorňuje část systému lb pro vytváření a zpracování svazku částic v perspektivním pohledu, který je vyobrazen jako částečný řez. Rozbíhavý svazek 1 lb částic, který je vyzařován ze zdroje 3b svazku částic, je zaostřovací čočkou 41b objektivu zaostřován do roviny 27b zkoumaného předmětu 35. Zaostřovací čočka 41b objektivu je vytvořena ze dvou elektrod 81 a 83, které jsou uspořádány rovnoběžně s rovinou 27b zkoumaného předmětu 35 a v určité vzájemné vzdálenosti. Každá z elektrod 81 a 83 zahrnuje kruhový průchozí otvor 82 pro průchod svazku 11b částic. Elektrody 81 a 83 jsou prostřednictvím přívodů 84 a 85 spojeny s řídicí jednotkou 7b. Řídicí jednotka 7b je nakonfigurována tak, že nastavuje rozdílné elektrické potenciály elektrod 81 a 83, následkem čehož se mezi elektrodami 81 a 83 vytváří elektrostatické pole, jehož účinkem dochází k zaostřování svazku 11b částic.
Obě elektrody 81 a 83 zaostřovací čočky 41b objektivu jsou také součástmi sestavy 21b scintilátoru. Elektroda 83 zaostřovací čočky 41b objektivu, která je umístěna blíže rovině 27b zkoumaného předmětu 35, tvoří v sestavě 21b scintilátoru povrch 29b pro snímání elektronů. Elektroda 81 zaostřovací čočky 41b objektivu, která je umístěna dále od roviny 27b zkoumaného předmětu 35, pak tvoří plochu 55b pro výstup světla ze sestavy 21b scintilátoru. Sestava 21b scintilátoru dále zahrnuje těleso 87, které je uspořádáno mezi povrchem 29b pro snímání elektronů a plochou 55b pro výstup světla. Těleso 87 je zhotoveno ze scintilačního materiálu, například z plastu se scintilačními vlastnostmi. Takovým plastem se scintilačními vlastnostmi může být například materiál dodávaný společností Saint-Gobain Crystals sídlící ve městě Hiram, Ohio, USA, která takové scintilátory distribuuje pod značkou BC-400. Těleso 87 je rovněž opatřeno průchozím otvorem 82 pro průchod svazku 11b částic. Tento otvor je souosý s průchozími otvory 82 vytvořenými v elektrodách 81 a 83. Průchozí otvor 82 tělesa 87 vyrobeného ze scintilačního materiálu je na svém vnitřním povrchu opatřen elektricky vodivou odporovou vrstvou. Tato odporová vrstva je uzpůsobena tak, že její elektrický odpor je dostatečně velký k zabránění vzniku zkratu mezi elektrodami 81 a 83. Tím je umožněno, aby řídicí jednotka 7b udržovala potřebný rozdíl mezi elektrickými potenciály elektrod 81 a 83. Odporová vrstva je dále uzpůsobena tak, že její vodivost je dostatečně vysoká k tomu, aby na vnitřním povrchu průchozího otvoru 82 během činnosti systému lb pro vytváření a zpracování svazku částic nedocházelo ke vzniku nežádoucích elektrostatických nábojů.
Příklad trajektorie elektronu, který je vyzařován z roviny 27b zkoumaného předmětu 35, je na obr. 3 označen vztažným číslem 51b. Tento elektron prochází povrchem 29b pro snímání elektronů resp. elektrodou 83 a vniká do tělesa 87 ze scintilačního materiálu. V tělese 87 ze scintilačního materiálu pak pronikající elektron vyvolává vznik většího počtu světelných paprsků, které jsou na obr. 3 označeny vztažným číslem 53b. Tyto světelné paprsky, které jsou znázorněny formou příkladu, jsou vyzařovány z roviny 27b zkoumaného předmětu 35 a procházejí plochou 55b pro výstup světla ze sestavy 21b scintilátoru resp. elektrodou 81 zaostřovací čočky 41b objektivu. Poté mohou být tyto světelné paprsky detekovány fotocitlivým detektorem, který na obr. 3 není znázorněn. Mezi plochou 55b pro výstup světla ze sestavy 21b scintilátoru a fotocitlivým detektorem mohou být uspořádány optické soustavy, jako například světlovody, soustavy zrcadel, soustavy čoček nebo kombinace těchto soustav.
- 12CZ 307990 B6
Elektroda 83 zaostřovací čočky 41b objektivu, která slouží jako povrch 29b pro snímání elektronů, může být vytvořena z kovu, který je nanesen na povrchu tělesa 87 ze scintilačního materiálu.
Elektroda 81 zaostřovací čočky 41b objektivu, která slouží jako plocha 55b pro výstup světla ze sestavy 21b scintilátoru, je zhotovena z elektricky vodivého a světelně prostupného materiálu, například z indium-cínového oxidu.
V případě provedení systému lb pro vytváření a zpracování svazku částic, které je popsáno formou příkladu odkazujícího se na obr. 3 a které je obdobou provedení, která jsou popsána formou příkladů odkazujících se na obr. 1 a 2, je povrch 29b pro snímání elektronů, který je součástí sestavy 21b scintilátoru, uspořádán výrazně blíže rovině 27b zkoumaného předmětu 35 nacházející se v systému lb pro vytváření a zpracování svazku částic než plocha 55b pro výstup světla ze sestavy 21b scintilátoru. V konkrétní formě provedení je hlavní rovina čočky objektivu uspořádána mezi elektrodami 81 a 83 a tudíž také mezi povrchem 29b pro snímání elektronů a plochou 55b pro výstup světla.
Obr. 4 znázorňuje další příklad provedení systému lc pro vytváření a zpracování svazku částic. Systém lc pro vytváření a zpracování svazku částic má obdobné konstrukční uspořádání jako systém pro vytváření a zpracování svazku částic, který je popsán s odkazem na obr. 3. Také v tomto případě je součástí systému lc pro vytváření a zpracování svazku částic elektrostatická čočka 41c, která je tvořena dvěma elektrodami 81c a 83c, které rovněž slouží jako plocha 55c pro výstup světla ze sestavy 21c scintilátoru resp. jako povrch 29c pro snímání elektronů, který je součástí sestavy 21c scintilátoru. Na rozdíl od systému pro vytváření a zpracování svazku částic, který je popsán s odkazem na obr. 3, není v systému pro vytváření a zpracování svazku části, který je znázorněn na obr. 4, prostor mezi elektrodami 81c a 83c zcela vyplněn tělesem 87c zhotoveným ze scintilačního materiálu. Namísto toho zaujímá těleso 87c ze scintilačního materiálu pouze část uvedeného prostoru mezi elektrodami 81c a 83c. Mezi elektrodou 81c a tělesem 87c ze scintilačního materiálu je vloženo těleso 89, které je vytvořeno ze světelně prostupného materiálu a které nemá scintilační vlastnosti. Rozhraní 91 tvořící styčnou plochu mezi tělesem 89 ze světelně prostupného materiálu a tělesem 87c ze scintilačního materiálu je uzpůsobeno tak, že má zakřivený tvar. Jelikož jsou tělesa 87c a 89 zhotovena z materiálů majících rozdílné indexy lomu, jsou světelné paprsky, které jsou vytvářeny scintilací v tělese 87c a které se šíří různými směry, nepatrně kolimovány odrazem v místě rozhraní 91. Následkem toho se světelné paprsky 53c při vyzařování z plochy 55c pro výstup světla méně rozbíhají.
Další forma provedení systému ld pro vytváření a zpracování svazku částic, která je konstrukčně uspořádána obdobně jako příklady provedení popsané s odkazem na obr. 1 až 4, je schématicky znázorněna na obr. 5. Systém ld pro vytváření a zpracování svazku částic zahrnuje sestavu 21d scintilátoru sestávající z povrchu 29d pro snímání elektronů, z plochy 55d pro výstup světla a ze scintilačního materiálu, který je uspořádán mezi tímto povrchem 29d pro snímání elektronů a touto plochou 55d pro výstup světla. Ve znázorněném příkladu provedení je scintilační materiál uspořádán jako tenká vrstva 93, která je nanesena na světlovodném tělese 87d. Na světlovodném tělese 87d je uspořádána také elektroda 81d, která tvoří plochu 55d pro výstup světla. Na rozdíl od výše popsaných příkladů provedení zahrnuje sestava 21d scintilátoru, která je součástí systému ld pro vytváření a zpracování svazku částic, vedení 95 elektronů, které je uspořádáno mezi povrchem 29d pro snímání elektronů a scintilačním materiálem 93. Vedení 95 elektronů je vytvořeno jako deska s mikrokanálky, tedy jako deska, která obsahuje určitý počet trubic neboli kanálků 97. Počet trubic neboli kanálků 97 je přitom poměrně malý. Jeden z těchto kanálků, který je vybrán jako příklad, je na obr. 5 znázorněn v řezu. Elektrony 51d vnikají do trubic neboli kanálků 97 po průchodu povrchem 29d pro snímání elektronů. Povrch pro snímání elektronů může být za tímto účelem opatřen otvory, jejichž prostřednictvím elektrony do trubic neboli kanálků 97 vstupují. Při dopadu elektronů na vnitřní povrch trubic neboli kanálků 97 dochází k multiplikaci těchto elektronů. Za tímto účelem je deska s mikrokanálky opatřena elektrodou 83d umístěnou na straně zahrnující povrch 29d pro snímání elektronů a elektrodou 99 umístěnou na
- 13 CZ 307990 B6 protější straně, což znamená, že tato elektroda se nachází v poloze protilehlé vůči elektrodě 83d. Elektrody 83d a 99 jsou prostřednictvím přívodů 85d a 101 připojeny k řídicí jednotce 7d. Řídicí jednotka 7d je nakonfigurována tak, že nastavuje dostatečně rozdílné elektrické potenciály elektrod 83d a 99, následkem čehož se mezi elektrodami 83d a 99, přičemž vzniklý rozdíl potenciálů umožňuje multiplikaci elektronů, které vstupují do trubic neboli kanálků 97. Elektrony, které vystupují z elektrody 99 vedení 95 elektronů a které jsou v popisovaném příkladu provedení multiplikovány, jsou urychlovány směrem ke scintilačnímu materiálu. Vrstva 93 ze scintilačního materiálu je uzpůsobena jako elektroda, jejíž elektrický potenciál je nastavován řídicí jednotkou 7d prostřednictvím přívodu 103. Elektrony, které opouštějí vedení 95 elektronů, jsou tudíž urychlovány směrem ke scintilačnímu materiálu 93. Ve scintilačním materiálu 93 jsou dopadajícími elektrony vyvolávány scintilační děje. Tyto scintilační děje způsobují vznik světelných paprsků 53d, které jsou vyzařovány z plochy 55d pro výstup světla, jsou zaznamenávány detektorem, který je uspořádán za plochou 55d pro výstup světla (na obr. 5 není znázorněn).
Elektrody 81d, 93, 99 a 83d společně tvoří elektrostatickou čočku 41d objektivu. Za tímto účelem jsou elektrické potenciály, ke kterým jsou připojeny přívody 84d, 103, 101 a 85d, nastaveny řídicí jednotkou 7d tak, aby rozdíl mezi potenciály elektrod 99 a 83d umožňoval nejen multiplikaci elektronů uvnitř vedení 95 elektronů nýbrž také zaostřování svazku lid částic do roviny 27d zkoumaného předmětu 35. Svazek lid částic prochází průchozími otvory 82d vytvořenými ve světlovodném tělese 87d a vedením elektronů neboli deskou 95 s mikrokanálky. Průchozí otvor vytvořený ve světlovodném tělese 87d je souosý s průchozím otvorem vytvořeným v desce 95 s mikrokanálky.
Obdobně, jako je tomu v příkladech provedení popsaných s odkazem na obr. 3 a 4, je i u systému ld pro vytváření a zpracování svazku částic umístěn povrch 29d pro snímání elektronů, který je součástí sestavy 29d scintilátoru, blíže rovině 27d zkoumaného předmětu 35 ve srovnání s hlavní rovinou elektrostatické čočky 41d objektivu. Kromě toho je plocha 55d pro výstup elektronů ze sestavy 29d scintilátoru uspořádána ve větší vzdálenosti od roviny 27d zkoumaného předmětu 35 než hlavní rovina elektrostatické čočky 41d objektivu.
Systémy pro vytváření a zpracování svazku částic, které jsou popsány s odkazem na obr. 1 až 5, mohou být používány k nejrůznějším účelům. Jako příklad takového použití je možno uvést systém pro vytváření a zpracování svazku částic, který je obecně znám jako systém s proměnným tlakem nebo jako rozšířený tlakový systém. Takové systémy pro vytváření a zpracování svazku částic jsou uspořádány způsobem, který umožňuje jejich provoz při úrovni tlaku působícího v komoře se zkoumaným vzorkem nebo v oblasti obklopující zkoumaný vzorek, který je vyšší než 1 Pa, zejména pak při úrovni tlaku, která se pohybuje v rozsahu od 1 Pa do 300 Pa. Systémy tohoto druhu zahrnují clony regulující tlakový rozdíl, které jsou uspořádány uvnitř čoček objektivů a které jsou uzpůsobeny k tomu, aby udržovaly dostatečný podtlak uvnitř sloupu, kterým prochází svazek částic, a zejména v oblasti obklopující zdroj svazku částic. Tím je umožněno, aby úroveň podtlaku na straně clony pro regulaci tlakového rozdílu, která je přivrácena ke zdroji svazku částic, byla podstatně vyšší než na straně clony pro regulaci tlakového rozdílu, která je přivrácena ke zkoumanému předmětu. V takových systémech prochází uvedenými clonami pro regulaci tlakového rozdílu pouze poměrně malá část elektronů, které jsou vyzařovány ze zkoumaného předmětu, což znamená, že pouze tato malá část elektronů je přiváděna k detektoru, jenž je uspořádán za příslušnou clonou pro regulaci tlakového rozdílu. Úroveň signálu detektoru je tudíž poměrně nízká. U takto uspořádaných systémů je proto výhodné, jestliže povrch pro snímání elektronů, který je součástí sestavy scintilátoru, je umístěn blíže zkoumanému předmětu než ta clona pro regulaci tlakového rozdílu, která se nachází nejblíže zkoumanému předmětu ve srovnání se všemi zbývajícími clonami pro regulaci tlakového rozdílu. U takového systému je rovněž výhodné, jestliže sestava scintilátoru tvoří součást clony pro regulaci tlakového rozdílu nebo je dokonce sama touto clonou. V tomto případě může být povrch pro snímání elektronů, který je součástí sestavy scintilátoru, uspořádán jako povrch clony pro regulaci tlakového rozdílu na straně přivrácené ke zkoumanému předmětu. Průměr clony,
- 14CZ 307990 B6 která je vytvořena v povrchu pro snímání elektronů a která je určena k průchodu primárního svazku, může být například menší než 1 mm a přednostně může mít velikost pohybující se v rozsahu od 0,4 mm do 0,7 mm.
I když je předcházející popis vynálezu založen na určitých formách provedení uvedených formou příkladu, je zřejmé, že odborníci působící v oblasti techniky budou schopni navrhnout mnoho alternativ, modifikací a obměn předmětných systémů. Příklady forem provedení vynálezu uvedené v tomto popisu je tudíž třeba považovat za ilustrativní a za nijak neomezující rozsah vynálezu. Je možno realizovat různé obměny, aniž by tím došlo k odchýlení se od podstaty a rozsahu tohoto vynálezu, které jsou definovány v následujících patentových nárocích.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (22)
1. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic, zahrnující:
zdroj (3) částic pro vytváření svazku (11) částic;
čočku (39) objektivu pro zaostřování svazku (11) částic na rovinu (27) zkoumaného předmětu, přičemž čočka (39) objektivu má ohniskovou vzdálenost a optickou osu (32);
w sestavu (21) scintilátoru, která zahrnuje povrch (29) pro snímání elektronů přivrácený k rovině (27) zkoumaného předmětu a která je uspořádaná tak, že je vystavena elektronům, které vystupují z roviny (27) zkoumaného předmětu, přičemž sestava (21) scintilátoru dále zahrnuje plochu (55) pro výstup světla a je uspořádána tak, že světelné paprsky, které jsou vytvářeny elektrony dopadajícími na povrch (29) pro snímání elektronů jsou ze sestavy (21) scintilátoru odváděny prostřednictvím plochy (55) pro výstup světla, vyznačující se tím, že je dodržena alespoň jedna z následujících podmínek:
- první vzdálenost, která je měřena rovnoběžně s optickou osou (32) mezi povrchem (29) pro snímání elektronů a plochou (55) pro výstup světla, je větší než 0,2násobek ohniskové vzdálenosti čočky (39) objektivu;
- povrch (29) pro snímání elektronů je, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, umístěn blíže rovině (27) zkoumaného předmětu než hlavní rovina (67) čočky (39) objektivu a plocha (55) pro výstup světlaje, při měření ve směru rovnoběžném s optickou osou, umístěna ve větší vzdálenosti od roviny (27) zkoumaného předmětu než hlavní rovina (67) čočky (39) objektivu;
- sestava (21) scintilátoru zahrnuje světlovodné těleso (23) mající maximální průřezovou plochu kolmou k optické ose, která je alespoň dvakrát větší než plocha průmětu povrchu (29) pro snímání elektronů do roviny kolmé k optické ose (32); nebo
- maximální rozměr průřezové plochy světlovodného tělesa (23) kolmé k optické ose (32) je menší než druhá vzdálenost, měřená ve směru rovnoběžném s optickou osou (32), mezi místem na povrchu (29) pro snímání elektronů, které je nejblíže rovině (27) zkoumaného předmětu a rovinou, ve které leží maximální rozměr průřezové plochy.
2. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestava (21) scintilátoru zahrnuje elektricky vodivou vrstvu (31), která tvoří povrch (29) pro snímání elektronů.
- 15 CZ 307990 B6
3. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 2, vyznačující se tím, že sestava (21) scintilátoru zahrnuje těleso ze scintilačního materiálu a / nebo vrstvu scintilačního materiálu, přičemž na tělese nebo této vrstvě ze scintilačního materiálu je uspořádaná elektricky vodivá vrstva (31).
4. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje urychlovací trubici (15), která je uspořádaná tak, že svazek (11) částic prochází urychlovací trubicí (15) mezi zdrojem svazku částic a rovinou zkoumaného předmětu, přičemž systém pro vytváření a zpracování svazku částic dále zahrnuje zdroj (7) elektrického napětí, který je uzpůsobený k vytváření prvního elektrického potenciálu v urychlovací trubici (15) a na elektricky vodivé vrstvě, která tvoří povrch pro snímání elektronů, jenž je součástí sestavy scintilátoru, a k vytváření druhého elektrického potenciálu na zkoumaném předmětu, který je uspořádaný v rovině zkoumaného předmětu, přičemž druhý elektrický potenciál je odlišný od prvního elektrického potenciálu.
5. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje první elektrodu (33), jíž prochází svazek (11) částic, kde tato první elektroda (33) je uspořádána blíže rovině (27) zkoumaného předmětu než povrch (29) pro snímání elektronů, který je součástí sestavy (21) scintilátoru, přičemž zdroj (7) elektrického napětí je uzpůsobený k vytváření druhého elektrického potenciálu na první elektrodě (33) nebo k vytváření třetího elektrického potenciálu na první elektrodě (33), přičemž velikost třetího elektrického potenciálu se nachází mezi velikostmi prvního a druhého elektrického potenciálu.
6. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 5, vyznačující se tím, že čočka (39) objektivu zahrnuje magnetickou čočku mající první a druhý pól (42, 43), přičemž dolní konec prvního pólu (42) je umístěn blíže rovině (27) zkoumaného předmětu než dolní konec druhého pólu (43) a první pól tvoří první elektrodu.
7. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že sestava (21) scintilátoru zahrnuje elektricky vodivou a světelně prostupnou vrstvu, která je uspořádaná tak, že tvoří plochu pro výstup světla.
8. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje zdroj (7b) elektrického napětí, který je uzpůsoben k vytváření prvního elektrického potenciálu na elektricky vodivé vrstvě (83) tvořící povrch (29b) pro snímání elektronů, který je součástí sestavy (21b) scintilátoru, a dále k vytváření čtvrtého elektrického potenciálu na elektricky vodivé a světelně prostupné vrstvě (81), která tvoří plochu (55b) pro výstup světla ze sestavy (21b) scintilátoru, přičemž tento čtvrtý elektrický potenciál je odlišný od prvního elektrického potenciálu.
9. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že čočka objektivu zahrnuje elektrostatickou čočku, přičemž tato elektrostatická čočka zahrnuje elektricky vodivou vrstvu (83), která tvoří povrch pro snímání elektronů, jenž je součástí sestavy scintilátoru, a elektricky vodivou a světelně prostupnou vrstvu (81), která tvoří plochu pro výstup světla ze sestavy scintilátoru, přičemž elektricky vodivá vrstva (83) a elektricky vodivá a světelně prostupná vrstva (81) tvoří elektrody elektrostatické čočky.
10. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že sestava (21) scintilátoru zahrnuje těleso a/nebo vrstvu ze scintilačního materiálu, které/á tvoří povrch (29) pro snímání elektronů.
- 16CZ 307990 B6
11. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že sestava (21d) scintilátoru dále zahrnuje desku (95) s mikrokanálky, která je opatřená vstupním povrchem, jenž tvoří povrch (29d) pro snímání elektronů.
12. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 11, vyznačující se tím, že sestava (21 d) scintilátoru zahrnuje scintilační materiál (87d), přičemž tento scintilační materiál (87d) je uspořádaný mezi výstupní plochou desky (95) s mikrokanálky a plochou pro výstup světla ze sestavy (2 ld) scintilátoru.
13. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že boční povrch světlovodného tělesa (23) má kuželový tvar, který se kónicky zužuje ve směru k rovině zkoumaného předmětu.
14. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že nejkratší vzdálenost mezi povrchem pro snímání elektronů a rovinou zkoumaného předmětu je rovna nejkratší vzdálenosti mezi čočkou objektivu a rovinou zkoumaného předmětu nebo je větší než nejkratší vzdálenost mezi čočkou objektivu a rovinou zkoumaného předmětu.
15. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že čočka (39) objektivu zahrnuje magnetickou čočku mající první a druhý pól (42, 43), přičemž dolní konec prvního pólu (42) je umístěný blíže rovině (27) zkoumaného předmětu než dolní konec druhého pólu (43).
16. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje světelný detektor (59) k vytváření elektrických signálů založených na vlastnostech světla, které na tento světelný detektor dopadá; a přenosovou optickou soustavu, která je uspořádána k vedení světla, které je vyzařováno z plochy pro výstup světla ze sestavy scintilátoru, ke světelnému detektoru.
17. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 16, vyznačující se tím, že přenosová optická soustava zahrnuje alespoň jeden světlovod (57).
18. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že přenosová optická soustava zahrnuje alespoň jedno zrcadlo (73, 75) nebo konvexní zrcadlo nebo konkávní zrcadlo nebo kombinaci konvexního a konkávního zrcadla.
19. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že světlovodné těleso zahrnuje alespoň dvě složky (87c, 89), které jsou vyrobeny z materiálů majících rozdílné indexy lomu.
20. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle nároku 19, vyznačující se tím, že rozhraní (91) mezi složkami (87c, 89) je tvořeno stykovou plochou mající zakřivený tvar.
21. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že část povrchu (29) pro snímání elektronů a část čočky (39) jsou umístěny ve společné rovině, která je orientovaná kolmo k optické ose (32).
22. Systém pro vytváření a zpracování svazku částic podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že první vzdálenost, která je měřena rovnoběžně s optickou osou (32) mezi povrchem (29) pro snímání elektronů a plochou (55) pro výstup světla, je větší než větší než
- 17 CZ 307990 B6
0,4násobek ohniskové vzdálenosti čočky (39) objektivu, nejlépe větší než ohnisková vzdálenost čočky objektivu.
4 výkresy
- 18 CZ 307990 B6
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201010026169 DE102010026169B4 (de) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | Partikelstrahlsystem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011412A3 CZ2011412A3 (cs) | 2012-01-18 |
| CZ307990B6 true CZ307990B6 (cs) | 2019-10-09 |
Family
ID=44675784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-412A CZ307990B6 (cs) | 2010-07-06 | 2011-07-07 | Systém pro vytváření a zpracování svazku částic |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8598525B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ307990B6 (cs) |
| DE (1) | DE102010026169B4 (cs) |
| NL (3) | NL2007053C2 (cs) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010026169B4 (de) * | 2010-07-06 | 2014-09-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Partikelstrahlsystem |
| CZ307557B6 (cs) * | 2010-10-07 | 2018-12-05 | Tescan Orsay Holding, A.S. | Scintilační detekční jednotka pro detekci zpětně odražených elektronů pro elektronové nebo iontové mikroskopy |
| EP2518755B1 (en) | 2011-04-26 | 2014-10-15 | FEI Company | In-column detector for particle-optical column |
| EP2573796B1 (en) * | 2011-09-22 | 2014-05-07 | Carl Zeiss Microscopy Limited | Particle beam system having a hollow light guide |
| US9194963B2 (en) * | 2012-03-09 | 2015-11-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Scintillating module, positron emission tomography, ion beam profiler, ion beam filter, and ion beam generating device using scintillating module |
| EP2706554B1 (en) * | 2012-09-10 | 2016-05-25 | Fei Company | Method of using a compound particle-optical lens |
| DE102015202172B4 (de) | 2015-02-06 | 2017-01-19 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem und Verfahren zur teilchenoptischen Untersuchung eines Objekts |
| JP6857511B2 (ja) | 2017-02-23 | 2021-04-14 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
| DE102018202428B3 (de) | 2018-02-16 | 2019-05-09 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenmikroskop |
| DE102018202421B3 (de) | 2018-02-16 | 2019-07-11 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem |
| WO2019166331A2 (en) | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Charged particle beam system and method |
| US10811215B2 (en) | 2018-05-21 | 2020-10-20 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Charged particle beam system |
| DE102018115012A1 (de) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem |
| WO2020059114A1 (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| DE102018007455B4 (de) | 2018-09-21 | 2020-07-09 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zum Detektorabgleich bei der Abbildung von Objekten mittels eines Mehrstrahl-Teilchenmikroskops, System sowie Computerprogrammprodukt |
| DE102018007652B4 (de) | 2018-09-27 | 2021-03-25 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System sowie Verfahren zur Stromregulierung von Einzel-Teilchenstrahlen |
| DE102018124044B3 (de) | 2018-09-28 | 2020-02-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Vielstrahl-Teilchenstrahlmikroskops und Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem |
| DE102018124219A1 (de) | 2018-10-01 | 2020-04-02 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen |
| EP3881347A1 (en) * | 2018-11-16 | 2021-09-22 | ASML Netherlands B.V. | Electromagnetic compound lens and charged particle optical system with such a lens |
| TWI743626B (zh) | 2019-01-24 | 2021-10-21 | 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 | 包含多束粒子顯微鏡的系統、對3d樣本逐層成像之方法及電腦程式產品 |
| CN111477530B (zh) | 2019-01-24 | 2023-05-05 | 卡尔蔡司MultiSEM有限责任公司 | 利用多束粒子显微镜对3d样本成像的方法 |
| DE102019004124B4 (de) | 2019-06-13 | 2024-03-21 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System zur azimutalen Ablenkung von Einzel-Teilchenstrahlen sowie seine Verwendung und Verfahren zur Azimut-Korrektur bei einem Teilchenstrahl-System |
| DE102019005362A1 (de) | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Vielzahl-Teilchenstrahlsystems unter Veränderung der numerischen Apertur, zugehöriges Computerprogrammprodukt und Vielzahl-Teilchenstrahlsystem |
| DE102019008249B3 (de) | 2019-11-27 | 2020-11-19 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System mit einer Multistrahl-Ablenkeinrichtung und einem Strahlfänger, Verfahren zum Betreiben des Teilchenstrahl-Systems und zugehöriges Computerprogrammprodukt |
| DE102021200799B3 (de) | 2021-01-29 | 2022-03-31 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren mit verbesserter Fokuseinstellung unter Berücksichtigung eines Bildebenenkipps in einem Vielzahl-Teilchenstrahlmikroskop |
| DE102021116969B3 (de) | 2021-07-01 | 2022-09-22 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zur bereichsweisen Probeninspektion mittels eines Vielstrahl-Teilchenmikroskopes, Computerprogrammprodukt und Vielstrahl-Teilchenmikroskop zur Halbleiterprobeninspektion |
| DE102023106027A1 (de) * | 2023-03-10 | 2024-09-12 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlmikroskop |
| DE102023106029B4 (de) * | 2023-03-10 | 2025-07-17 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlmikroskop |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4551625A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Spectrometer objective for particle beam measurement technique |
| CZ284288B6 (cs) * | 1997-03-13 | 1998-10-14 | Preciosa, A. S. | Detekční systém rastrovacího elektronového mikroskopu |
| US6545277B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-04-08 | Applied Materials, Inc. | High efficiency, enhanced detecting in-lens light guide scintillator detector for SEM |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1119428B (de) | 1958-08-30 | 1961-12-14 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zur Objektbeobachtung in Geraeten zur Materialbearbeitung mittels Ladungstraegerstrahl |
| GB1128107A (en) * | 1965-06-23 | 1968-09-25 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope |
| JPS5910688Y2 (ja) * | 1977-09-14 | 1984-04-03 | 富士通株式会社 | 電子検出器 |
| DE3500903A1 (de) * | 1985-01-12 | 1986-07-17 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Detektor fuer rueckstreuelektronen |
| JPS6410561A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Akashi Biimu Technol Kk | Electrostatic lens with secondary electron detector function |
| DE3938660A1 (de) * | 1989-11-21 | 1991-05-23 | Integrated Circuit Testing | Korpuskularstrahlgeraet |
| DE4000579A1 (de) | 1990-01-10 | 1991-07-11 | Integrated Circuit Testing | Ionenstrahlgeraet sowie verfahren zur durchfuehrung von potentialmessungen mittels eines ionenstrahles |
| GB2314926B (en) * | 1996-07-01 | 1999-08-25 | K E Developments Ltd | Detector devices |
| JP3719794B2 (ja) * | 1996-11-11 | 2005-11-24 | 株式会社トプコン | 反射電子検出装置及びそれを有する走査型電子顕微鏡装置 |
| DE19845329C2 (de) * | 1998-03-10 | 2001-09-27 | Erik Essers | Rasterelektronenmikroskop |
| JPH11273608A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| WO2002001596A1 (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-03 | Ebara Corporation | Charged particle beam inspection apparatus and method for fabricating device using that inspection apparatus |
| DE10156275B4 (de) * | 2001-11-16 | 2006-08-03 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Detektoranordnung und Detektionsverfahren |
| JP2004259469A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Shimadzu Corp | 走査型電子顕微鏡 |
| EP1668662B1 (en) * | 2003-09-05 | 2012-10-31 | Carl Zeiss SMT GmbH | Particle-optical systems and arrangements and particle-optical components for such systems and arrangements |
| PL207238B1 (pl) * | 2003-10-14 | 2010-11-30 | Politechnika Wroclawska | Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
| JP5222142B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2013-06-26 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 粒子光学部品 |
| US20070090288A1 (en) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Dror Shemesh | Method and system for enhancing resolution of a scanning electron microscope |
| CZ299864B6 (cs) * | 2007-10-04 | 2008-12-17 | Ústav prístrojové techniky AV CR, v.v.i. | Ionizacní detektor environmentálního rastrovacíhoelektronového mikroskopu |
| DE102008004762A1 (de) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Carl Zeiss Smt Ag | Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Messeinrichtung |
| US8164046B2 (en) * | 2009-07-16 | 2012-04-24 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system for illuminating a mask in a microlithographic projection exposure apparatus |
| US8742342B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-06-03 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope |
| US8350213B2 (en) * | 2010-03-02 | 2013-01-08 | Hermes Microvision Inc. | Charged particle beam detection unit with multi type detection subunits |
| DE102010026169B4 (de) * | 2010-07-06 | 2014-09-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Partikelstrahlsystem |
| DE102011006588A1 (de) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Teilchenstrahlgerät mit Detektoranordnung |
| EP2518755B1 (en) * | 2011-04-26 | 2014-10-15 | FEI Company | In-column detector for particle-optical column |
-
2010
- 2010-07-06 DE DE201010026169 patent/DE102010026169B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-07-06 US US13/176,746 patent/US8598525B2/en active Active
- 2011-07-06 NL NL2007053A patent/NL2007053C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-07-07 CZ CZ2011-412A patent/CZ307990B6/cs unknown
-
2014
- 2014-04-04 NL NL2012566A patent/NL2012566C2/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-01-12 NL NL2014113A patent/NL2014113B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4551625A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Spectrometer objective for particle beam measurement technique |
| CZ284288B6 (cs) * | 1997-03-13 | 1998-10-14 | Preciosa, A. S. | Detekční systém rastrovacího elektronového mikroskopu |
| US6545277B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-04-08 | Applied Materials, Inc. | High efficiency, enhanced detecting in-lens light guide scintillator detector for SEM |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011412A3 (cs) | 2012-01-18 |
| DE102010026169A1 (de) | 2012-01-12 |
| NL2012566C2 (en) | 2015-01-29 |
| US20120199740A1 (en) | 2012-08-09 |
| DE102010026169B4 (de) | 2014-09-04 |
| NL2014113A (en) | 2015-02-12 |
| US8598525B2 (en) | 2013-12-03 |
| NL2007053C2 (en) | 2014-04-14 |
| NL2012566A (en) | 2014-04-22 |
| NL2007053A (en) | 2012-01-09 |
| NL2014113B1 (en) | 2016-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ307990B6 (cs) | Systém pro vytváření a zpracování svazku částic | |
| US7425701B2 (en) | Electron-beam device and detector system | |
| EP2518755B1 (en) | In-column detector for particle-optical column | |
| JP6736756B2 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| US8368020B2 (en) | Particle beam system | |
| JP6239322B2 (ja) | 複合粒子光学レンズの使用方法 | |
| JP6286268B2 (ja) | エネルギー選択的検出器系を有する走査型粒子顕微鏡 | |
| CN102637571A (zh) | 用于带电粒子显微术中的检测方法 | |
| CN108352284B (zh) | 宽场大气压扫描电子显微镜 | |
| US7842930B2 (en) | Charged particle detector assembly, charged particle beam apparatus and method for generating an image | |
| JP4749573B2 (ja) | 粒子線装置の検知系およびこの種の検知系を備えた粒子線装置 | |
| CZ308963B6 (cs) | Zdroj částic sloužící ke generování svazku částic a částicově optické zařízení | |
| CN118629846A (zh) | 电子束显微镜 | |
| JP2018137180A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JPWO2018220809A1 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| CN118629848A (zh) | 粒子束显微镜 | |
| CN118629849A (zh) | 粒子束显微镜 |