JP2016534536A - 非侵襲的荷電粒子ビームモニタ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年9月17日に出願された、Tomas Plettner及びJohn Gerlingに対する所有者共通の同時係属米国仮特許出願第61/878,609号、名称「ELECTRO−OPTIC ELECTRON BEAM MONITOR」の非仮特許出願であり、その優先権の利益を主張し、その全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
連続波(CW)プローブビームを使用する走査型電子顕微鏡(または同様のツール)用の電気光学(EO)検出器は、基本的に、EO効果を使用して単一の電子を検出しようとするものである。例えば、1keVのナノアンペア電子ビーム内の電子は、約3mm離間している。検出器が、荷電粒子ビームの方向に約1mmの長さを有するEO材料を含む場合、所与の時間において約1個のみの電子が検出器を通過している。
Claims (21)
- a)荷電粒子ビームの設計軌道に近接して設置された1つ以上の電気光学(EO)材料の組と、
b)電磁放射線のビームを受容するように、かつ、前記荷電粒子の電磁場の電気光学効果に起因する、前記ビームからの前記荷電粒子の通過により生じる前記1つ以上のEO材料の屈折率の変化を探査するように構成される、1つ以上の光プローブの組と、
c)前記1つ以上の光プローブに結合された1つ以上の光子検出器の組であって、前記組における各光子検出器は、前記1つ以上のEO材料の前記組の対応するEO材料の屈折率の前記変化に対応する光子信号を生成するように構成される、1つ以上の光子検出器の組と
を備えるシステム。 - 1つ以上の光子検出器の前記組は、1つ以上の光プローブの前記組の特定の光プローブのダークポートに結合された光子検出器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組の前記光プローブは、第1の偏光の電磁放射線の前記ビームからの放射線を、1つ以上の電気光学(EO)材料の前記組の特定のEO材料内に方向付けるように構成され、前記特定の光プローブは、前記特定のEO材料内を移動した電磁放射線の前記ビームの少なくとも一部を受容するように、かつ、前記第1の偏光に対し垂直である第2の偏光の放射線を、1つ以上の光子検出器の前記組の特定の光子検出器に方向付けるように構成される、偏光ビームスプリッタを含む、請求項2に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組は、電磁放射線の前記ビームの少なくとも一部を、1つ以上のEO材料の前記組の特定のEO材料内の導波路構造に結合するように構成され、前記導波路構造は、電磁放射線の前記ビームの前記一部を、前記導波路構造に近い前記荷電粒子ビームの設計軌道の一部の方向に対し実質的に平行な方向に方向付けるように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記導波路構造は、前記導波路構造における電磁放射線の前記一部の群速度が、荷電粒子の速度の調節の範囲内まで、前記荷電粒子ビーム内の前記荷電粒子の前記速度にほぼ等しくなるように構成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記荷電粒子ビームと標的との間の相互作用により生成された二次粒子の検出に応答して、二次信号を生成するように構成される、二次粒子検出器をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記光子検出器及び前記二次粒子検出器に結合された信号プロセッサをさらに備え、前記信号プロセッサは、光子検出器の前記組における光子検出器からの前記光子信号を使用して、ノイズキャンセレーションを前記二次信号に適用し、それにより処理信号を生成するように構成される、請求項6に記載のシステム。
- 前記処理信号は、前記光子信号に対する前記二次信号の比に対応する、請求項7に記載のシステム。
- 前記光子検出器からの信号は、前記荷電粒子ビームの特性を制御するために使用されるサーボ入力を提供する、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組は、前記荷電粒子ビームの位置を測定するビーム位置モニタを実装するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組は、ビームプロファイルモニタを実装するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組は、エネルギー分光器を実装するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の光プローブの前記組は、複数機能ビームモニタを実装するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数機能モニタは、ビーム電流モニタリング、ビーム位置モニタリング、ビームエネルギー分光、またはビームプロファイルモニタリングの2つ以上の機能を実装する、請求項13に記載のシステム。
- 前記荷電粒子ビームを生成するように構成される荷電粒子ビーム鏡筒をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記荷電粒子ビームは、電子ビームである、請求項15に記載のシステム。
- 前記荷電粒子ビーム鏡筒は、走査型電子顕微鏡の一部である、請求項16に記載のシステム。
- 前記光子検出器からの信号は、前記荷電粒子ビームの特性を制御するために使用される前記荷電粒子ビーム鏡筒に結合されたコントローラに、サーボ入力を提供する、請求項15に記載のシステム。
- a)非相対論的荷電粒子ビームの設計軌道に近接して設置された1つ以上の電磁航跡場検出器の組であって、前記荷電粒子ビームに干渉することなく前記荷電粒子ビームの通過に応答して1つ以上の光信号を生成するように構成される、1つ以上の電磁航跡場検出器の組と、
c)前記1つ以上の光信号を受容するように、かつ1つ以上の対応する出力を生成するように構成される、1つ以上の光子検出器の組とを備えるシステム。 - 1つ以上の電磁航跡場検出器の前記組は、ビーム電流モニタリング、ビーム位置モニタリング、ビームエネルギー分光、またはビームプロファイルモニタリングの2つ以上の機能を実装する、複数機能ビームモニタを実装するように構成される、請求項19に記載のシステム。
- 1つ以上の電磁航跡場検出器の前記組は、電気光学効果、画像電荷生成、アンジュレータによる放射、チェレンコフ効果、遷移放射線の生成、スミス−パーセル効果による放射線の生成、またはコンプトン散乱の1つ以上に基づく検出器を含む、請求項19に記載のシステム。
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