RU2017117565A

RU2017117565A - Количественное детектирование вторичных электронов

Info

Publication number: RU2017117565A
Application number: RU2017117565A
Authority: RU
Inventors: АГРАВАЛ Джиоти ДЖИОТИ; НАЯК Субхадарши СУБХАДАРШИ; С Джой Дэвид ДЭВИД
Original assignee: Сайенстуморроу, Ллк
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2018-11-22
Also published as: US9966224B2; US10256071B2; WO2016077047A1; JP2017537426A; KR20170095831A; US20170309445A1; EP3210232A1; RU2017117565A3; CN107112182A; EP3210232A4; US20160148780A1

Claims

1. Устройство количественного детектирования вторичных электронов, содержащее:

схему для агрегирования подсчитанного значения количества вторичных электронов;

схему для хранения подсчитанного значения количества вторичных электронов;

схему, содержащую преобразователь «время - цифровой код»;

электрическое устройство или магнитное устройство, выполненное с возможностью притягивания вторичных электронов в дисперсной картине посредством матрицы твердотельных детекторов;

при этом матрица твердотельных детекторов содержит:

сетку, состоящую из: по меньшей мере 4 столбцов твердотельных детекторов; по меньшей мере 4 рядов твердотельных детекторов и ячеек твердотельных детекторов,

причем твердотельные детекторы выполнены с возможностью детектирования и подсчета количества вторичных электронов за время выдержки.

2. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что электрическое устройство или магнитное устройство содержит клетку Фарадея или магнитную линзу.

3. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что матрица твердотельных детекторов дополнительно выполнена с возможностью детектирования и подсчета количества вторичных электронов, причем электронный пучок содержит: нормальный излучатель, маломощный излучатель, подходящий для неустойчивых образцов, и излучатель высокой мощности.

4. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что твердотельные детекторы представляют собой детекторы одиночных электронов, содержащие:

соединение с внутренней схемой счетчика;

p-n-переход.

5. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что сетка твердотельных детекторов представляет собой сетку, состоящую по меньшей мере из 1000 столбцов твердотельных детекторов и по меньшей мере из 1000 рядов твердотельных детекторов.

6. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 4, отличающееся тем, что p-n-переход имеет время отклика 2 микросекунды или менее;

причем матрица состоит из 81 ряда твердотельных детекторов и 81 столбца твердотельных детекторов;

и при этом матрица сконфигурирована для электронного пучка, излучающего приблизительно 10 миллионов электронов в секунду.

7. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что твердотельные детекторы одиночных электронов состоят из:

детектора на кремниевых диодах, детектора на комплементарных структурах металл-оксид-полупроводник (КМОП) или детектора на устройствах с зарядовой связью (УЗС).

8. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что твердотельный детектор работает с положительным потенциалом в режиме обратного смещения.

9. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что сетка представляет собой форму, выбранную из группы, включающей квадрат, прямоугольник, ромб, круг и овал.

10. Устройство количественного детектирования вторичных электронов по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит комплект для замены существующего вторичного детектора электронов, причем комплект содержит программное обеспечение, выполненное с возможностью обработки данных, выводимых из матрицы твердотельных детекторов.

11. Способ количественного детектирования вторичных электронов посредством матрицы твердотельных детекторов, включающий этапы:

сканирования пучка заряженных частиц над мишенью;

притягивания ряда вторичных электронов посредством клетки Фарадея;

распределения ряда вторичных электронов по матрице твердотельных детекторов;

детектирования количества вторичных электронов посредством матрицы твердотельных детекторов с получением изменения тока и изменения напряжения;

агрегирования данных, содержащих либо изменение тока или изменение напряжения, либо как изменение тока, так и изменение напряжения, по матрице твердотельных детекторов;

подсчета количества вторичных электронов посредством схемы преобразователя «время - цифровой код» в режиме счетчика;

назначения подсчитанного значения пикселю; и

приведения в исходное состояние матрицы твердотельных детекторов.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что этап детектирования количества вторичных электронов посредством матрицы твердотельных детекторов выполняют перед этапом подсчета количества вторичных электронов посредством схемы преобразователя «время - цифровой код».

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы, на которых матрицу твердотельных детекторов приводят в исходное состояние, и при этом способ повторяют, и к данным применяют статистику Пуассона.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что твердотельный детектор из ряда твердотельных детекторов выбирают из группы: детектора на фотодиодах, детектора на комплементарных структурах металл-оксид-полупроводник (КМОП) и детектора на устройствах с зарядовой связью (УЗС).

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно включает работу твердотельного детектора с положительным потенциалом в режиме обратного смещения.

16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что детектор интегрирован с линзой, комплектом линз или клеткой Фарадея.

17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает установку времени выдержки твердотельного детектора, и при этом регулирование количества твердотельных детекторов устанавливают на вероятность менее 10 процентов вероятности для более чем одного из числа вторичных электронов, поступающих на твердотельные детекторы в течение времени выдержки.

18. Способ уменьшения шума, связанного с детектированием заряженных частиц или ионизирующего излучения, посредством матрицы твердотельных детекторов; причем ионизирующее излучение или заряженные частицы распределяют по матрице твердотельных детекторов, включающий этапы:

детектирования ионизирующего излучения или заряженных частиц посредством твердотельных детекторов, причем импульс генерируют и хранят на твердотельных детекторах;

подсчета ионизирующего излучения или заряженных частиц схемой преобразователя «время - цифровой код» в режиме счетчика с формированием потока цифровых данных;

применения пуассоновского процесса к потоку цифровых данных;

агрегирования результатов пуассоновского процесса;

назначения подсчитанного значения пикселю.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что твердотельные детекторы дополнительно представляют собой твердотельные детекторы одиночных электронов или детекторы ионизирующего излучения одиночных фотонов, и при этом схема преобразователя «время - цифровой код» представляет собой матрицу преобразователей «время - цифровой код».

20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что дополнительно включает этап мультиплексирования и демультиплексирования потока цифровых данных.

21. Устройство количественного детектирования для детектирования фотонов и/или частиц, содержащее:

схему для агрегирования подсчитанного значения количества фотонов и/или частиц;

схему для хранения подсчитанного значения количества фотонов и/или частиц;

устройство, выполненное с возможностью рассеивания фотонов и/или частиц из одного участка на объекте по матрице твердотельных детекторов;

сетку, состоящую из: по меньшей мере 4 столбцов твердотельных детекторов и по меньшей мере 4 рядов твердотельных детекторов, кроме того, сетка дополнительно содержит по меньшей мере ряд твердотельных детекторов, и дополнительно количество твердотельных детекторов больше, чем скорость фотонов или частиц, попадающих на матрицу, разделенная на частоту переключения твердотельных детекторов.

22. Устройство количественного детектирования по п. 21, отличающееся тем, что матрица содержит оптимальное количество твердотельных детекторов, причем при конкретной используемой частоте переключения существует по меньшей мере 90% вероятность того, что одиночный фотон или частица будут ударяться о детектор при независимом событии.

23. Устройство количественного детектирования по п. 21, дополнительно содержащее излучатель фотонов или частиц, выполненный с возможностью итерационного освещения образца в сетке, подобно картине, причем матрица используется для детектирования частиц и/или фотонов, испускаемых и/или отражаемых образцом.