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TWI827582B - 用於光電陰極照明檢測之系統及方法 - Google Patents

用於光電陰極照明檢測之系統及方法 Download PDF

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TWI827582B
TWI827582B TW108105995A TW108105995A TWI827582B TW I827582 B TWI827582 B TW I827582B TW 108105995 A TW108105995 A TW 108105995A TW 108105995 A TW108105995 A TW 108105995A TW I827582 B TWI827582 B TW I827582B
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法蘭斯 Ａ 希爾
盧狄 Ｆ 賈西亞
麥克 羅密洛
西法姆 馬克思
蓋瑞 Ｖ 洛佩茲
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美商克萊譚克公司
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Abstract

本發明揭示一種高亮度電子束源。該電子束源可包含經組態以產生寬頻照明之一寬頻照明源。一可調諧光譜濾波器可經組態以對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之經濾波照明。該電子束源可進一步包含經組態以回應於該經濾波照明發射一或多個電子束之一光電陰極，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整。

Description

用於光電陰極照明檢測之系統及方法
本發明大體上係關於光電陰極檢測系統，且更特定言之係關於用於光電陰極檢測系統之可調諧寬頻照明源。
電子束源通常提供比用於成像及檢測系統之光學照明源更高之解析度。然而，掃描電子束檢測系統之資料擷取率可取決於電子束源亮度。此外，當前電子束檢測系統可受極低處理能力限制。例如，當前電子束檢測系統可耗費一個多月來完全檢測一遮罩，且耗費更長時間來完全檢測一300 mm晶圓。
為改良處理能力，已在晶圓及倍縮光罩檢測應用中所使用之多電子束檢測系統中利用光電陰極。然而，歸因於光電陰極發展主要由合適雷射源之可用性驅動之事實，光電陰極在檢測系統中之實用性受到限制。用於光電陰極檢測系統中之材料先前係基於其等與可藉由當前可用雷射源產生之波長之相容性來選擇。因此，已基於其等與可用雷射源之相容性而非其等檢測效能能力來選擇光電陰極材料。目前，很少有能夠以較短波長提供照明之雷射源。此外，可用且能夠用於光電陰極檢測系統中之該等光源遭受有限功率、可擴展性及穩定性之影響。
因此，期望提供一種解決上文所識別之先前方法之缺點之一或多者之系統及方法。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之高亮度電子束源。在一項實施例中，該高亮度電子束源包含經組態以產生寬頻照明之一寬頻照明源。在另一實施例中，該高亮度電子束源包含經組態以對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之經濾波照明之一可調諧光譜濾波器。在另一實施例中，該高亮度電子束源包含經組態以回應於該經濾波照明而發射一或多個電子束之一光電陰極，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之檢測系統。在一項實施例中，該檢測系統包含一高亮度電子束源。在另一實施例中，該高亮度電子束源可包含：一寬頻照明源，其經組態以產生寬頻照明；一可調諧光譜濾波器，其經組態以對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之一經濾波照明；及一光電陰極，其經組態以回應於該經濾波照明而發射一或多個電子束。在另一實施例中，來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整。在另一實施例中，該檢測系統包含經組態以將該一或多個電子束自該高亮度電子束源引導至一樣本之一或多個電子聚焦元件。在另一實施例中，該檢測系統包含用以偵測自該樣本回應於該一或多個電子束而產生之輻射之一或多個偵測器。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之用於產生高亮度電子束之方法。在一項實施例中，該方法包含使用一寬頻照明源產生寬頻照明。在另一實施例中，該方法包含使用一可調諧光譜濾波器對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之一經濾波照明。在另一實施例中，該方法包含使用一光電陰極回應於該經濾波照明發射一或多個電子束，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整。
應理解，前文一般描述及下文詳細描述兩者僅為例示性及說明性且並不一定限制如所主張之本發明。併入說明書且構成說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且連同一般描述一起用於說明本發明之原理。
相關申請案之交叉參考 本申請案根據35 U.S.C. § 119(e)規定主張以Gildardo R. Delgado、Katerina Ioakeimidi、Francid A. Hill、Rudy Garcia、Mike Romero、Zefram D. Marks及Gary V. Lopez為發明者，於2018年3月20日申請之標題為ADVANTAGES OF BROADBAND AND TUNABLE LIGHT SOURCES FOR PHOTOCATHODE ILLUMINATION IN INSPECTION APPLICATIONS之美國臨時申請案第62/645,415號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明已參考某些實施例及其等之特定特徵而具體展示及描述。本文中所闡述之實施例應被視為闡釋性而非限制性。一般技術者應易於明白，可在不背離本發明之精神及範疇之情況下作出形式及細節方面之各種改變及修改。
如本文中先前所提及，光電陰極已用於多電子束檢測系統中以改良晶圓及倍縮光罩檢測應用中之處理能力。達成低發射率、高亮度光電陰極之關鍵參數之兩者係雷射激發之波長及光束輪廓。然而，歸因於光電陰極發展主要由合適雷射源之可用性驅動之事實，光電陰極在檢測系統中之實用性受到限制。用於光電陰極檢測系統中之材料先前係基於可藉由當前可用雷射源產生之波長來選擇。因此，光電陰極材料已基於其等與可用雷射源之相容性而非其等檢測效能能力來選擇。
例如，在自旋極化負電子親和力(NEA)光電陰極(諸如包括銫化GaAs之光電陰極)之情況中，激發波長不僅可判定光電陰極之量子效率，而且可判定自旋極化效率。在此情況中，激發能量必須處於或恰好高於材料帶隙以便最大化光電陰極之量子效率及自旋極化效率。在此實例中，具有大約800 nm之小調諧性之鈦藍寶石雷射可提供具有正確激發波長及激發能量之照明。
雖然鈦藍寶石雷射可適於與銫化GaAs陰極一起使用，如上文實例中所描述，但此可不適用於廣泛多種光電陰極材料。目前，很少有能夠以較短波長提供照明之光源。因而，歸因於缺乏適當光電陰極照明源，具有較寬帶隙及較高價帶自旋分裂能量之材料可能無法用於光電陰極檢測系統中。
本文中預期能夠經調諧及/或提供較短波長照明之光電陰極照明源可容許由廣泛多種材料製成之光電陰極。此外，由不同材料建構光電陰極之能力可改良光電陰極檢測系統及光電陰極自身兩者之效能及操作使用年限(lifetime)。
在此方面，本發明之實施例係關於一種包含一光電陰極及一寬頻照明源之高亮度電子束源。本發明之額外實施例係關於使用一可調諧光譜濾波器以自寬頻照明產生一經濾波激發光譜。本發明之額外實施例係關於使用一可調諧光譜濾波器以對提供至一光電陰極之一激發光譜進行濾波以便提供該光電陰極之一量子效率與自該光電陰極發射之電子束之一能量擴展之間的一選定平衡。本發明之進一步實施例係關於一種使用一寬頻照明源及一光電陰極產生高亮度電子束之方法。
本文中預期本發明之寬頻照明源可用於改良及最佳化所有光電發射機制(包含但不限於，直接帶隙、負電子親和力、金屬功函數、透過缺陷狀態啟動之光電發射及類似者)中之光電陰極效能。
如本文中先前所提及，許多光電陰極材料展現高效率及穩定性，且因此在檢測應用中係非常理想的。然而，許多此等光電陰極材料具有需要市售雷射難以達成之高激發能量之大帶隙。在此方面，本發明之實施例係關於使用可用於提供可藉由廣泛多種光電陰極材料(包含具有大帶隙之該等材料)使用之一激發光譜之寬頻照明源。因此，本文中預期使用寬頻照明源可最佳化光電陰極發射能量、電子良率及光電陰極亮度。
現將詳細參考附圖中繪示之所揭示標的。
大體上參考圖1至圖7，展示及描述根據本發明之一或多項實施例之利用一寬頻照明源及一光電陰極進行檢測之一系統及方法。
出於本發明之目的，光電陰極可描述為在各種模式中操作，包含一光電模式、一光電發射模式、一多波長操作模式及一額外操作模式。將依序描述此等模式之各者。
圖1繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一光電陰極之一光電模式之一能階圖100。特定言之，圖100繪示一光電材料內之電子之一位能曲線102，其中能量(E)係相對於X軸上距一核心之中心之徑向距離(X)而在Y軸上量測。
按照定義，當一材料(例如，半導體材料、金屬材料、絕緣體材料)內部之光生電子經激發高於該材料之功函數且直接發射至真空時，發生光電效應，如圖1中所展示。一材料之功函數可描述為將一電子自一固體材料移除至緊鄰該固體表面之外部之一真空中之一點所需之最小能量。在其施加至光電陰極時，光(例如，照明)可經引導至光電陰極材料內之電子且藉由光電陰極材料內之電子吸收。來自照射光之能量可藉此自照射光轉移至電子，從而激發電子高於材料之功函數且引起電子自材料射出並發射至一真空狀態。
如應用於圖1，一電子101可藉由具有大於光電陰極材料之功函數之一激發能量之光(例如，照明)撞擊。該光之激發能量可自光轉移至電子101，藉此激發來自材料之傳導帶之電子高於材料之功函數，從而引起電子101發射至一真空狀態。
可最佳化一光電陰極使得其以功函數或接近功函數操作，使得以最小能量發射電子。在此方面，當一光電陰極曝露至具有處於或接近功函數之激發能量之照明時，可將該光電陰極視為最佳化。
本文中應注意，諸如鹼金屬鹵化物(例如，CsBr、CsI、Cs2 Te及類似者)之材料可在一光電模式中操作，如圖1中所展示。本文中應進一步注意，鹼金屬鹵化物可展現廣泛範圍之光譜敏感性，以及在真空紫外線(VUV)波長至深紫外線(DUV)波長下之高量子效率。例如，鹼金屬鹵化物可在曝露至200 nm照明時展現高達若干百分比之量子效率，且在曝露至大約150 nm之照明時展現高達約40%量子效率。歸因於其等在VUV波長及DUV波長之情況下之高量子效率，鹼金屬鹵化物在利用寬頻照明之光電陰極檢測系統中可尤其相容。
雖然高量子效率位準可為期望的，但本文中應進一步注意，用遠高於光電材料之帶隙之照明操作一光電陰極可導致高位準之電子能量擴展。一材料之帶隙可定義為將一電子自一材料之價帶移除至該材料之一傳導帶所需之能量(例如，該價帶與該傳導帶之間的能量差)。在此方面，本文中預期寬頻照明可經濾波及調諧以便藉由平衡一光電陰極之量子效率與藉由該光電陰極發射之電子之能量擴展而最佳化光電陰極效能。
圖2展示根據本發明之一或多項實施例繪示不同材料之光電陰極之光譜回應之一圖表200。特定言之，圖表200繪示光電陰極對紫外線(UV)、可見光及紅外線(IR)波長範圍中之激發波長之回應。本文中應注意，寬頻照明可經濾波以包含激發波長(在圖表200之X軸上繪示)以便達成所要電子束參數。
圖3繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一光電陰極之一光電發射模式之一能階圖300。特定言之，圖300繪示一光電材料內之電子301之一位能曲線302，其中能量(E)係相對於X軸上之距一核心之中心之徑向距離(X)而在Y軸上量測。
相較於先前定義為高於一材料之功函數之操作之光電模式，光電發射模式可定義為低於該材料之功函數之操作。在一光電發射模式中，將一光電陰極曝露至具有低於功函數之一激發能量之光(例如，照明)。因而，自照射光吸收之能量不足以激發材料之電子至使得該等電子直接發射至一真空狀態之一程度。實情係，在一光電發射模式中，電子可穿隧通過一能量障壁使得電子穿隧至一真空狀態中。在一光電發射模式中，電子可穿隧以根據肖特基(Schottky)模型操作，藉此最小化電子能量擴展。
本文中應注意，使用一寬頻照明源以及一光電陰極可容許對寬頻照明進行濾波及調諧以便指示該光電陰極可在什麼模式中操作。例如，將寬頻照明濾波至較長波長(例如，較低能量波長)可引起一光電陰極在一光電發射模式中操作。相反地，將寬頻照明濾波至較短波長(例如，較高能量波長)可引起一光電陰極在一光電模式中操作。
圖4繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一CsBr光電陰極之一多波長模式之一能階圖400。
本文中應注意，一些光電陰極材料可必須在一多波長模式中操作以便適用於一檢測系統內。在一多波長模式中，使用具有一第一波長(或一第一窄波長帶)之光以將一光電陰極材料中之電子激發至一經激發、中間電子帶(例如，諧振電子帶)或能量陷阱。隨後，使用具有一第二波長(或一第二窄波長帶)之光以將電子自該中間諧振電子帶或能量陷阱激發至其中可發射電子之真空狀態。在此方面，一多波長模式利用一步進式機制以達成來自一光電陰極之電子束發射。
例如，圖4中之圖400繪示一CsBr光電陰極之一多波長模式。在一多波長模式中，用展現約4.6 eV與約7.2 eV之間的一能階之光泵激CsBr光電陰極可引起CsBr光電陰極內之電子自價帶激發至一或多個帶內能量狀態(例如，諧振電子帶)。例如，用具有4.6 eV至7.2 eV之間的能量之一第一波長之光泵激CsBr光電陰極可將電子自CsBr光電陰極之價帶激發至具有大於價帶之約4.7 eV之一能階之一帶內能量狀態。繼續相同實例，用展現大於2.4 eV之能量之光泵激CsBr光電陰極可將一或多個帶內能量狀態中之電子激發至其中可發射電子之真空狀態。例如，用具有約2.6 eV之能量之一第二波長之光泵激CsBr光電陰極可將電子自帶內能量狀態激發至其中可發射電子之真空狀態。
在一項實施例中，本發明之寬頻照明源可經濾波及調諧以用經設計以最佳化一多波長操作模式之波長泵激光電陰極。例如，參考圖4，來自一寬頻照明源之寬頻照明可經濾波使得用展現約4.7 eV之一第一能階之光及展現約2.6 eV之一第二能階之光泵激CsBr光電陰極。本文中應注意，調諧寬頻照明以便用各種波長或波長帶泵激光電陰極之能力提供增加之靈活性，且容許本發明之系統及方法更高效及更有效地最佳化用各種材料產生之光電陰極。
另一替代操作模式可應用於用半導體及/或工程材料產生之光電陰極。在此替代操作模式中，可用照明泵激一光電陰極以便將電子自光電陰極材料之價帶激發至一或多個中間電子帶(例如，諧振電子帶)或能量陷阱。隨後，可施加一電場或電流至光電陰極以便使電子自中間陷阱狀態穿隧至真空位準。本文中應注意，替代操作模式可需要一非常特定波長及/或一非常窄波長帶以便最佳化光電陰極之操作。本文中應進一步注意，就替代操作模式使用一步進式技術以便使用一光電陰極材料產生一或多個電子束來說，替代操作模式可類似於多波長模式。
圖5A繪示根據本發明之一或多項實施例之一高亮度電子束源500。高亮度電子束源500 (在下文為「電子束源500」)可包含(但不限於)一寬頻照明源502、一或多個光學元件504及一光電陰極506。
在一項實施例中，寬頻照明源502經組態以產生寬頻照明503。自寬頻照明源502產生之寬頻照明503可包含(但不限於)：真空紫外線(VUV)照明、紫外線(UV)照明、可見光照明、近紅外線(NIR)照明及紅外線(IR)照明。寬頻照明源502可包含經組態以產生寬頻照明之任何寬頻照明源，包含(但不限於)：雷射產生之電漿源、雷射維持電漿(LSP)源、超連續雷射、白光雷射、光纖雷射、可調諧光學參數源(例如，光學參數振盪器、光學參數放大器及類似者)及類似者。此外，寬頻照明源502可包含一連續波(CW)照明源或一脈衝照明源。
例如，圖5A中所繪示之電子束源500包含包括一雷射維持電漿(LSP)源之一寬頻照明源502。在此方面，寬頻照明源502可包含(但不限於)：一泵浦源508、一反射器元件510、經組態以含有一電漿514之一電漿燈512及一冷光鏡516。
在一項實施例中，泵浦源508經組態以產生泵浦照明501且將該泵浦照明引導至電漿燈512。泵浦源508可包含此項技術中已知之經組態以泵激電漿之任何照明源，包含(但不限於)一或多個連續波(CW)雷射、一或多個脈衝雷射、一或多個光纖雷射及類似者。
在另一實施例中，泵浦照明501經引導至電漿燈512內所含有之一氣體體積以便在該氣體體積內產生一電漿514。電漿燈512可包含此項技術中已知之用於產生一電漿514之任何電漿燈。類似地，電漿燈512內所含有之該氣體體積可包含此項技術中已知之用於產生及維持一電漿之任何氣體或氣體混合物，包含(但不限於)氙(Xe)、氬(Ar)及類似者。
在另一實施例中，電漿燈512內所產生及維持之電漿514可產生寬頻照明503。自寬頻照明源502產生之寬頻照明503可包含(但不限於)：真空紫外線(VUV)照明、紫外線(UV)照明、可見光照明、近紅外線(NIR)照明及紅外線(IR)照明。在另一實施例中，藉由電漿514產生之寬頻照明503可藉由一反射器元件510引導至一冷光鏡516。反射器元件510可包含此項技術中已知之任何反射器元件。例如，如圖5A中所展示，反射器元件510可包含一橢圓反射器元件510。在另一實施例中，一冷光鏡516可經組態以將寬頻照明503自反射器元件510引導至一或多個光學元件504。冷光鏡516可包含此項技術中已知之任何光學元件，包含(但不限於)一光束分離器、一取樣器、一濾波器及類似者。
在一項實施例中，一或多個光學元件504經組態以接收寬頻照明503且將具有一激發光譜之經濾波照明505引導至光電陰極506。一或多個光學元件504可包含此項技術中已知之任何光學元件。例如，一或多個光學元件可包含一或多個光譜濾波器。藉由另一實例，一或多個光學元件504可包含一或多個可調諧光譜濾波器。進一步藉由實例，一或多個光學元件504可包含一或多個鏡、一或多個透鏡、一或多個稜鏡、一或多個彩色濾波器、一或多個光束分離器、一或多個帶通濾波器、一或多個單色儀及類似者。
本文中預期一或多個光學元件504可包含經組態以接收寬頻照明503且產生具有一激發光譜之經濾波照明505之一或多個光譜濾波器。然而，除非本文中另有提及，否則術語「經濾波照明505」不應被視為限制本發明。在此方面，一或多個光學元件504可包含一或多個鏡及/或透鏡使得「經濾波照明505」包括未經濾波之寬頻照明503。
在另一實施例中，一或多個光學元件504經組態以對寬頻照明503進行濾波(例如，調諧)以便產生具有特定特性及/或一特定激發光譜之經濾波照明505。在此方面，本文中預期一或多個光學元件504可改變及/或修改寬頻照明503之一或多個特性以便最佳化光電陰極506之操作。例如，一或多個光學元件504可包含經組態以對寬頻照明503進行濾波以產生具有一特定激發光譜(其經組態以最佳化光電陰極506之操作)之經濾波照明505之一或多個可調諧光譜濾波器。經濾波照明505之激發光譜可經組態以達成光電陰極506之特定操作模式。例如，一或多個光學元件504可經組態以產生具有經組態以引起光電陰極506在一光電模式中操作之一激發光譜之經濾波照明505。藉由另一實例，一或多個光學元件504可經組態以產生具有經組態以引起光電陰極506在一光電發射模式中操作之一激發光譜之經濾波照明505。藉由另一實例，一或多個光學元件504可經組態以產生具有經組態以引起光電陰極506在一多波長模式或一替代操作模式中操作之一激發光譜之經濾波照明505。
如本文中先前所提及，提供至一光電陰極506之激發光譜可判定光電陰極506之量子效率及自光電陰極506發射之一或多個電子束507之能量擴展兩者。因此，在另一實施例中，一或多個光學元件504可經組態以產生具有經組態以提供光電陰極506之量子效率與自光電陰極506發射之一或多個電子束507之一能量擴展之間的一選定平衡之一特定激發光譜之經濾波照明505。量子效率與能量擴展之間的選定平衡可基於任何數目個因數，包含(但不限於)所要量子效率位準、最小量子效率位準、所要能量擴展、最大能量擴展位準、量子效率與能量擴展之所要比率及類似者。
本文中應注意，提供針對一特定光電陰極506材料定製之經濾波照明505之能力可增加光電陰極506之效率。此外，針對特定光電陰極506材料定製之經濾波照明505可增加藉由光電陰極506產生之一或多個電子束507之亮度。本文中應進一步注意，經定製之經濾波照明505可提供許多額外益處，包含(但不限於)增加多功能性、改良光電陰極506效能、增加光電陰極506使用年限、增加電子束507穩定性及減少電子束507雜訊。特定言之，本文中應注意，使用一寬頻照明源502 (例如，可調諧寬頻照明503)可改良所產生之電子束507之穩定性使之優於可藉由先前方法中所使用之雷射提供之穩定性。此改良之穩定性導致較高電子束507效能及改良之檢測系統效能及處理能力。
此外，本文中應注意，使用寬頻照明源502 (例如，可調諧寬頻照明503)可導致光電陰極506上之最小功率及熱耗散。此外，本文中預期使用寬頻照明源502可在多電子束檢測系統中提供大功率可擴展性(此在先前基於雷射之方法中係不可行的)。最後，本文中預期使用本發明之寬頻照明源502可容許更廣範圍之光電陰極506材料在商業上可行，因為用於泵激光電陰極之經濾波照明505可針對光電陰極506材料參數定製。
在另一實施例中，一或多個光學元件504經組態以將經濾波照明505引導至光電陰極506。在另一實施例中，光電陰極506經組態以接收經濾波照明505且回應於經濾波照明505產生一或多個電子束507。一或多個電子束507可包含一單個電子束507、複數個電子束507及類似者。在此方面，本文中預期電子束源500可實施於一單電子束檢測系統、一多電子束檢測系統及/或一多柱電子束檢測系統中。在另一實施例中，一或多個電子束507可包含連續電子束507或脈衝電子束507。例如，當泵浦源508包含一脈衝泵浦源508時，一或多個電子束507可包含一或多個脈衝電子束507。藉由另一實例，當泵浦源508包含一連續波(CW)泵浦源508時，一或多個電子束507可包含一或多個連續電子束507。
可用此項技術中已知之用於產生一或多個電子束507之任何材料產生光電陰極506，該等材料包含(但不限於)：一或多個鹼金屬鹵化物(例如，CsBr、CsI、Cs2 Te及類似者)、GaN、GaAs、CsTe、CsK碲化物、銫銻化物(例如，Cs3 Sb)及類似者。此外，光電陰極506可包含此項技術中已知之任何光電發射組態。例如，光電陰極506可包含一平面光電陰極。藉由另一實例，光電陰極506可包含具有週期性圖案化結構之一平面光電陰極。藉由另一實例，光電陰極可包含一單個發射結構(例如，單個發射尖端)。替代性地，光電陰極506可包含一發射結構陣列(例如，一發射尖端陣列)。
本文中應注意，一光電陰極506之特性及性質可在光電陰極506之整個操作使用年限期間改變。在此方面，本文中預期可調整電子束源500之一或多個特性(例如，泵浦源508之特性、一或多個光學元件504之特性及類似者)以便最佳化在光電陰極506之整個使用年限期間光電陰極506之效能。
圖5B繪示根據本發明之一或多項實施例之一高亮度電子束源500。高亮度電子束源500 (在下文為「電子束源500」)可包含(但不限於)一寬頻照明源502、一或多個光學元件504及一光電陰極506。本文中應注意，除非本文中另有提及，否則與圖5A中所描繪之電子束源500相關聯之任何描述可被視為適用於圖5B中所描繪之電子束源500。相反地，除非本文中另有提及，否則與圖5B中所描繪之電子束源500相關聯之任何描述可被視為適用於圖5A中所描繪之電子束源500。
在一項實施例中，寬頻照明源502經組態以產生寬頻照明503。在另一實施例中，一或多個光學元件504可包含一聚光透鏡518、一單色儀520、一光纖耦合透鏡522、光纖光學器件(例如，一光纖524)、一準直器526及一物鏡528 (例如，聚焦透鏡)。在此方面，一或多個光學元件504可包含此項技術中已知之經組態以修改寬頻照明503之一或多個特性且將寬頻照明503引導至光電陰極506之任何光學元件。因此，一或多個光學元件504可包含如圖5B中所描繪之較少、額外及/或替代光學元件。
在一項實施例中，聚光透鏡518經組態以自寬頻照明源502接收寬頻照明503且將寬頻照明503引導至單色儀520。在另一實施例中，單色儀520經組態以對寬頻照明503進行濾波及/或調諧以產生具有一激發光譜之經濾波照明505。如本文中先前所提及，單色儀520可經組態以產生具有一特定激發光譜之經濾波照明505以便最佳化光電陰極506之效能。在此方面，單色儀520可經組態以產生具有針對光電陰極506之材料定製之一特定激發光譜之經濾波照明505。例如，單色儀520可經組態以產生具有經組態以提供光電陰極506之量子效率與自光電陰極506發射之一或多個電子束507之一能量擴展之間的一選定平衡之一特定激發光譜之經濾波照明505。
在另一實施例中，單色儀520經組態以將經濾波照明505引導至一光纖耦合透鏡522。光纖耦合透鏡522可經組態以將經濾波照明505耦合及引導至一光纖524。類似地，光纖524可經組態以將經濾波照明505引導至光電陰極506。在一項實施例中，一準直器526經組態以自光纖524接收經濾波照明505且將經濾波照明505引導至光電陰極506。在另一實施例中，準直器526經組態以塑形經濾波照明505之光束輪廓。如圖5A及圖5B中可見，本文中預期本發明之電子束源500可包含各種操作模式，包含經由自由空間及光纖光學器件之光學傳輸。
在另一實施例中，一物鏡528經組態以自光纖524及/或準直器526接收經濾波照明505且將經濾波照明505引導至一真空室530內所含有之光電陰極506。在一項實施例中，真空室530包含一入射窗532及一出射窗534。在另一實施例中，真空室530經組態以含有一孔徑538及安置於一光電陰極載物台536上之光電陰極506。
在一項實施例中，物鏡528經組態以將經濾波照明505引導至真空室530之入射窗532。入射窗532可包含經組態以使經濾波照明505通過至真空室530中之任何光學元件，包含(但不限於)一或多個埠、一或多個窗、一或多個透鏡及類似者。在另一實施例中，經濾波照明505可經引導穿過入射窗532而至安置於光電陰極載物台536上之光電陰極506。在另一實施例中，光電陰極載物台536可經組態以促進光電陰極506之移動。在此方面，光電陰極載物台536可包含經組態以使光電陰極506沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)平移之一可致動載物台。藉由另一實例，光電陰極載物台536可包含(但不限於)適於使光電陰極506沿著一旋轉方向選擇性地旋轉之一或多個旋轉載物台。藉由另一實例，光電陰極載物台536可包含(但不限於)適於使光電陰極506沿著一線性方向選擇性地平移及/或使光電陰極506沿著一旋轉方向選擇性地旋轉之一旋轉載物台及一平移載物台。
在另一實施例中，光電陰極506可經組態以回應於經濾波照明505發射一或多個電子束507。一或多個電子束507可包含一單個電子束507、複數個電子束507及類似者。在此方面，本文中預期電子束源500可實施於一單電子束檢測系統、一多電子束檢測系統及/或一多柱電子束檢測系統中。
在另一實施例中，一或多個電子束507經引導至一孔徑538。孔徑538可經組態以改變一或多個電子束507之一或多個特性。例如，孔徑538可經組態以修改一或多個電子束507之形狀。在另一實施例中，一或多個電子束507係經由出射窗534引導離開真空室530。出射窗534可包含經組態以使一或多個電子束507通過至真空室530中之任何光學元件，包含(但不限於)一或多個埠、一或多個電子光學窗、一或多個電子光學透鏡及類似者。
圖6繪示根據本發明之一或多項實施例之利用一高亮度電子束源500之一光學特性化系統600。光學特性化系統600可包含此項技術中已知之任何特性化系統，包含(但不限於)一檢測系統、一檢視系統、一基於影像之度量系統及類似者。在此方面，系統600可經組態以對一樣本602執行檢測、檢視或基於影像之度量。
光學特性化系統600可包含(但不限於)電子束源500、一或多個光學元件606、安置於一樣本載物台604上之一樣本602、一或多個光學元件608、一偵測器總成610及包含一或多個處理器616及一記憶體618之一控制器614。
在一項實施例中，系統600之電子束源500經組態以將一或多個電子束507引導至樣本602。電子束源500可形成一電子光學柱。在另一實施例中，電子束源500包含經組態以將一或多個電子束507聚焦及/或引導至樣本602之表面之一或多個額外及/或替代電子光學元件606。在另一實施例中，系統600包含經組態以收集回應於一或多個電子束507自樣本602之表面發出之二次電子607之一或多個電子光學元件608。本文中應注意，一或多個電子光學元件606及一或多個電子光學元件608可包含經組態以引導、聚焦及/或收集電子之任何電子光學元件，包含(但不限於)一或多個偏轉器、一或多個電子光學透鏡、一或多個聚光透鏡(例如，磁性聚光透鏡)、一或多個物鏡(例如，磁性物鏡)及類似者。
樣本602可包含此項技術中已知之任何樣本，包含(但不限於)一晶圓、一倍縮光罩、一光罩及類似者。在一項實施例中，樣本602經安置於一載物台總成604上以促進樣本602之移動。在另一實施例中，載物台總成604係一可致動載物台。例如，載物台總成604可包含(但不限於)適於使樣本602沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)選擇性地平移之一或多個平移載物台。藉由另一實例，載物台總成604可包含(但不限於)適於使樣本602沿著一旋轉方向選擇性地旋轉之一或多個旋轉載物台。藉由另一實例，載物台總成604可包含(但不限於)適於使樣本602沿著一線性方向選擇性地平移及/或使樣本602沿著一旋轉方向選擇性地旋轉之一旋轉載物台及一平移載物台。本文中應注意，系統600可在此項技術中已知之任何掃描模式中操作。
應注意，電子束源500及/或系統600之電子光學總成並不限於圖6中所描繪之電子光學元件，其等僅出於闡釋性目的提供。應進一步注意，系統600可包含將一或多個電子束507引導/聚焦至樣本602上且據此回應而將經發出之二次電子607收集且成像至偵測器總成610上所需之任何數目及類型之電子光學元件。
例如，系統600可包含一或多個電子束掃描元件(未展示)。例如，該一或多個電子束掃描元件可包含(但不限於)適於控制一或多個電子束507相對於樣本602之表面之一位置之一或多個電磁掃描線圈或靜電偏轉器。此外，一或多個掃描元件可用於跨樣本602以一選定圖案掃描一或多個電子束507。
在另一實施例中，二次電子607經引導至一偵測器總成610之一或多個感測器612。系統600之偵測器總成610可包含此項技術中已知之適於偵測來自樣本602之表面之多個二次電子607之任何偵測器總成。在一項實施例中，偵測器總成610包含一電子偵測器陣列。在此方面，偵測器總成610可包含一電子偵測部分陣列。此外，偵測器總成610之偵測器陣列之各電子偵測部分可經定位以便自樣本602偵測與入射之一或多個電子束507之一者相關聯之一電子信號。在此方面，偵測器總成610之各通道可對應於一或多個電子束507之一電子束507。偵測器總成610可包含此項技術中已知之任何類型之電子偵測器。例如，偵測器總成610可包含一微通道板(MCP)、一PIN或p-n接面偵測器陣列(諸如但不限於，二極體陣列或突崩光電二極體(APD))。藉由另一實例，偵測器總成610可包含一高速閃爍器/PMT偵測器。
雖然圖6將系統600繪示為包含僅包括一個二次電子偵測器總成之一偵測器總成610，但此不應被視為限制本發明。在此方面，應注意，偵測器總成610可包含(但不限於)二次電子偵測器、反向散射電子偵測器及/或初級電子偵測器(例如，一柱內電子偵測器)。在另一實施例中，系統100可包含複數個偵測器總成610。例如，系統600可包含二次電子偵測器總成610、一反向散射電子偵測器總成610及一柱內電子偵測器總成614。
在另一實施例中，偵測器總成610通信地耦合至包含一或多個處理器616及記憶體618之一控制器614。例如，一或多個處理器616可通信地耦合至記憶體618，其中一或多個處理器616經組態以執行儲存於記憶體618上之一組程式指令。在一項實施例中，一或多個處理器616經組態以分析偵測器總成610之輸出。在一項實施例中，該組程式指令集經組態以引起一或多個處理器616分析樣本602之一或多個特性。在另一實施例中，該組程式指令經組態以引起一或多個處理器616修改系統600之一或多個特性以便維持樣本602及/或感測器612上之聚焦。例如，一或多個處理器616可經組態以調整電子束源500或一或多個光學元件606之一或多個特性以便將來自電子束源500之一或多個電子束507聚焦至樣本602之表面上。藉由另一實例，一或多個處理器616可經組態以調整一或多個光學元件608以便收集來自樣本602之表面之照明且將該經收集照明聚焦於感測器612上。藉由另一實例，一或多個處理器616可經組態以調整施加至電子束源500之一或多個靜電偏轉器之一或多個聚焦電壓以便獨立地調整一或多個電子束507之位置或對準。
本文中應注意，系統600之一或多個組件可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至系統600之各種其他組件。例如，一或多個處理器616可經由一有線(例如，銅線、光纖光纜及類似者)或無線連接(例如，RF耦合、IR耦合、資料網路通信(例如，WiFi、WiMax、藍芽及類似者))彼此通信地耦合及與其他組件通信地耦合。藉由另一實例，一或多個處理器可通信地耦合至電子束源500之一或多個組件，包含(但不限於)泵浦源508、一或多個光學元件504 (例如，可調諧光譜濾波器、單色儀520、光電陰極載物台536及類似者)及類似者。
在一項實施例中，一或多個處理器616可包含此項技術中已知之任一或多個處理元件。在此意義上，一或多個處理器616可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，如貫穿本發明所描述，一或多個處理器616可由一桌上型電腦、大型電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行經組態以操作系統600之一程式之其他電腦系統(例如，網路化電腦)組成。應進一步認知，貫穿本發明所描述之步驟可藉由一單個電腦系統或替代性地多個電腦系統執行。此外，應認知，貫穿本發明所描述之步驟可在一或多個處理器616之任一或多者上執行。一般而言，術語「處理器」可經廣泛定義以涵蓋具有一或多個處理元件之任何裝置，該一或多個處理元件執行來自記憶體618之程式指令。此外，系統600之不同子系統(例如，電子束源500、偵測器總成610、控制器614及類似者)可包含適於執行貫穿本發明所描述之步驟之至少一部分之處理器或邏輯元件。因此，以上描述不應解釋為限制本發明而僅解釋為一圖解。
記憶體618可包含此項技術中已知之適於儲存可藉由相關聯之一或多個處理器616執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體618可包含一非暫時性記憶體媒體。例如，記憶體媒體618可包含(但不限於)一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(RAM)、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態硬碟機及類似者。應進一步注意，記憶體618可與一或多個處理器616一起容置於一共同控制器外殼中。在一替代實施例中，記憶體618可相對於處理器616、控制器614及類似者之實體位置而遠端定位。在另一實施例中，記憶體618維持用於引起一或多個處理器616執行貫穿本發明所描述之各種步驟之程式指令。
圖7繪示根據本發明之一或多項實施例之用於產生高亮度電子束之一方法之一流程圖。本文中應注意，方法700之步驟可全部或部分藉由電子束源500及/或系統600實施。然而應進一步認知，方法700並不限於電子束源500及/或系統600，因為額外或替代系統級實施例可執行方法700之全部或部分步驟。
在步驟702中，使用一寬頻照明源產生寬頻照明。例如，一寬頻照明源502可經組態以產生寬頻照明503，如圖5A至圖5B中所展示。自寬頻照明源502產生之寬頻照明503可包含(但不限於)真空紫外線(VUV)照明、紫外線(UV)照明、可見光照明、近紅外線(NIR)照明及紅外線(IR)照明。寬頻照明源502可包含經組態以產生寬頻照明之任何寬頻照明源，包含(但不限於)雷射產生之電漿源、雷射維持電漿(LSP)源、超連續雷射、白光雷射、光纖雷射、可調諧光學參數源(例如，光學參數振盪器、光學參數放大器及類似者)及類似者。此外，寬頻照明源502可包含一連續波(CW)照明源或一脈衝照明源。
在步驟704中，使用一可調諧光譜濾波器對寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之一經濾波照明。例如，一或多個光學元件504可經組態以對寬頻照明503進行濾波(例如，調諧)以便產生具有特定特性及/或一特定激發光譜之經濾波照明505。例如，一或多個光學元件504可包含一或多個可調諧光譜濾波器，其等經組態以對寬頻照明503進行濾波以產生一特定激發光譜(其經組態以最佳化光電陰極506之操作)之光電陰極泵浦照明505。
光電陰極泵浦照明505之激發光譜可經組態以達成光電陰極506之特定操作模式。例如，一或多個光學元件504可經組態以產生經組態以引起光電陰極506在一光電模式中操作之一激發光譜(例如，經濾波照明505之激發光譜)。藉由另一實例，一或多個光學元件504可經組態以產生經組態以引起光電陰極506在一光電發射模式中操作之一激發光譜。藉由另一實例，一或多個光學元件504可經組態以產生經組態以引起光電陰極506在一多波長模式或一替代操作模式中操作之一激發光譜。
在步驟706中，藉由光電陰極回應於經濾波照明發射一或多個電子束。可用此項技術中已知之用於產生一或多個電子束507之任何材料產生光電陰極506，該等材料包含(但不限於)：一或多個鹼金屬鹵化物(例如，CsBr、CsI、Cs2 Te及類似者)、GaN、GaAs、CsTe、CsK碲化物、銫銻化物(例如，Cs3 Sb)及類似者。此外，光電陰極506可包含此項技術中已知之任何光電發射組態。例如，光電陰極506可包含一平面光電陰極。藉由另一實例，光電陰極506可包含具有週期性圖案化結構之一平面光電陰極。藉由另一實例，光電陰極可包含一單個發射結構(例如，單個發射尖端)。替代性地，光電陰極506可包含一發射結構陣列(例如，一發射尖端陣列)。
一或多個電子束507可包含一單個電子束507、複數個電子束507及類似者。在此方面，本文中預期電子束源500可實施於一單電子束檢測系統、一多電子束檢測系統及一多柱電子束檢測系統中。在另一實施例中，一或多個電子束507可包含連續電子束507或脈衝電子束507。例如，當泵浦源508包含一脈衝泵浦源時，一或多個電子束507可包含一或多個脈衝電子束507。藉由另一實例，當泵浦源508包含一連續波(CW)泵浦源時，一或多個電子束507可包含一或多個連續電子束507。
本文中應注意，所揭示系統之一或多個組件可依此項技術中已知之任何方式通信地耦合至系統之各種其他組件。例如，[系統之元件]可經由一有線(例如，銅線、光纖光纜及類似者)或無線連接(例如，RF耦合、IR耦合、資料網路通信(例如，WiFi、WiMax、藍芽及類似者))彼此通信地耦合及與其他組件通信地耦合。
熟習此項技術者將認知，為概念上清楚起見，本文中所描述之組件(例如，操作)、裝置、物件及隨附其等之論述係用作實例且預期各種組態修改。因此，如本文中所使用，所闡述之特定範例及隨附論述旨在表示其等之更一般類別。一般而言，使用任何特定範例旨在表示其類別，且不包含特定組件(例如，操作)、裝置及物件不應視為限制性。
熟習此項技術者將瞭解，存在可實現本文中所描述之程序及/或系統及/或其他技術之各種載體(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳工具將隨著其中部署該等程序及/或系統及/或其他技術之背景內容而改變。例如，若一實施者判定速度及準確性係最重要的，則該實施者可選擇一主要硬體及/或韌體載體；替代性地，若靈活性係最重要的，則實施者可選擇一主要軟體實施方案；或又再次替代性地，實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某一組合。因此，存在可實現本文中所描述之程序及/或裝置及/或其他技術之若干可能載體，該等載體之任一者本質上並不優於另一者，因為待利用之任何載體係取決於其中將部署該載體之背景內容及實施者之特定考量因素(例如，速度、靈活性或可預測性)之一選擇，該等背景內容及考量因素之任一者可能改變。
呈現先前描述以使一般技術者能夠製造並使用本發明，如在一特定應用及其要求之背景內容中提供般。如本文中所使用，方向性術語(諸如「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上」、「向上」、「下」、「下面」及「向下」)旨在出於描述目的提供相對位置，且並不意欲指定一絕對參考系。熟習此項技術者將易於明白對所描述實施例之各種修改，且本文中所定義之一般原理可應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於所展示及描述之特定實施例，而應符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵一致之最廣泛範疇。
關於本文中所使用之實質上任何複數及/或單數術語，熟習此項技術者可根據背景內容及/或應用來將複數轉化成單數及/或將單數轉化成複數。為清楚起見，本文中未明確闡述各種單數/複數排列。
本文中所描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。該等結果可包含本文中所描述之結果之任一者且可依此項技術中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文中所描述之任何記憶體或此項技術中已知之任何其他合適儲存媒體。在已儲存結果之後，該等結果可在記憶體中存取且藉由本文中所描述之方法或系統實施例之任一者使用；經格式化以向一使用者顯示；藉由另一軟體模組、方法或系統使用及類似者。此外，結果可「永久地」、「半永久地」、「暫時地」儲存或儲存一段時間。例如，記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)，且結果可不一定無期限地留存於記憶體中。
應進一步預期，上文所描述之方法之實施例之各者可包含本文中所描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。另外，上文所描述之方法之實施例之各者可藉由本文中所描述之系統之任一者執行。
本文中所描述之標的有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等描繪架構僅供例示，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言，用於達成相同功能性之任何組件配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性，不論架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/或實體互動組件、及/或可無線互動及/或無線互動組件、及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
此外，應理解，本發明係藉由隨附發明申請專利範圍定義。此項技術者將理解，一般而言，本文中且尤其是隨附發明申請專利範圍(例如，隨附發明申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放式」術語(例如，術語「包含(including)」應被解釋為「包含(但不限於)」，術語「具有」應被解釋為「至少具有」，術語「包含(includes)」應被解釋為「包含(但不限於)」及類似者)。此項技術者應進一步理解，若想要一引入請求項敘述之一特定數目，則此一意向將明確敘述於請求項中，且若缺乏此敘述，則不存在此意向。例如，作為理解之一輔助，以下隨附發明申請專利範圍可含有使用引導性片語「至少一」及「一或多個」來引入請求項敘述。然而，此等片語之使用不應被解釋為隱含：由不定冠詞「一」或「一個」引入之一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限制為僅含有此一敘述之發明，即使相同請求項包含引導性片語「一或多個」或「至少一」及諸如「一」或「一個」之不定冠詞(例如，「一」及/或「一個」通常應被解釋為意指「至少一」或「一或多個」)；上述內容對用於引入請求項敘述之定冠詞之使用同樣適用。另外，即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目，但熟習此項技術者亦應認知，此敘述通常應被解釋為意指至少該敘述數目(例如，「兩條敘述」之基本敘述(無其他修飾語)通常意指至少兩條敘述或兩條或兩條以上敘述)。此外，在其中使用類似於「A、B及C之至少一者，及類似者」之一慣用表述的例項中，此一構造一般意指熟習此項技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，及類似者)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者，及類似者」之一慣用表述的例項中，此一構造一般意指熟習此項技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，及類似者)。此項技術者應進一步理解，無論在實施方式、發明申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或更多個替代項之幾乎任何轉折連詞及/或片語應被理解為涵蓋以下可能性：包含該等項之一者、該等項之任一者或兩項。例如，片語「A或B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。
據信，將藉由以上描述來理解本發明及其諸多伴隨優點，且應明白，可在不背離所揭示標的或不犧牲其全部材料優點之情況下對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅供說明，且以下發明申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。此外，應理解，本發明係藉由隨附發明申請專利範圍定義。
100‧‧‧能階圖/圖 101‧‧‧電子 102‧‧‧位能曲線 200‧‧‧圖表 300‧‧‧能階圖 301‧‧‧電子 302‧‧‧位能曲線 400‧‧‧能階圖 500‧‧‧高亮度電子束源/電子束源 501‧‧‧泵浦照明 502‧‧‧寬頻照明源 503‧‧‧寬頻照明/可調諧寬頻照明 504‧‧‧光學元件 505‧‧‧經濾波照明/光電陰極泵浦照明 506‧‧‧光電陰極 507‧‧‧電子束 508‧‧‧泵浦源 510‧‧‧反射器元件/橢圓反射器元件 512‧‧‧電漿燈 514‧‧‧電漿 516‧‧‧冷光鏡 518‧‧‧聚光透鏡 520‧‧‧單色儀 522‧‧‧光纖耦合透鏡 524‧‧‧光纖 526‧‧‧準直器 528‧‧‧物鏡 530‧‧‧真空室 532‧‧‧入射窗 534‧‧‧出射窗 536‧‧‧光電陰極載物台 538‧‧‧孔徑 600‧‧‧光學特性化系統/系統 602‧‧‧樣本 604‧‧‧樣本載物台/載物台總成 606‧‧‧光學元件/電子光學元件 607‧‧‧二次電子 608‧‧‧光學元件/電子光學元件 610‧‧‧偵測器總成 612‧‧‧感測器 614‧‧‧控制器 616‧‧‧處理器 618‧‧‧記憶體 700‧‧‧方法 702‧‧‧步驟 704‧‧‧步驟 706‧‧‧步驟
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之許多優點，其中： 圖1繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一光電陰極之一光電模式之一能階圖； 圖2展示根據本發明之一或多項實施例繪示不同材料之光電陰極之光譜回應之一圖表； 圖3繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一光電陰極之一光電發射模式之一能階圖； 圖4繪示根據本發明之一或多項實施例繪示一光電陰極之一多波長模式之一能階圖； 圖5A繪示根據本發明之一或多項實施例之一高亮度電子束源； 圖5B繪示根據本發明之一或多項實施例之一高亮度電子束源； 圖6繪示根據本發明之一或多項實施例之利用一高亮度電子束源之一光學特性化系統；及 圖7繪示根據本發明之一或多項實施例之用於產生高亮度電子束之一方法之一流程圖。
500‧‧‧高亮度電子束源/電子束源
501‧‧‧泵浦照明
502‧‧‧寬頻照明源
503‧‧‧寬頻照明/可調諧寬頻照明
504‧‧‧光學元件
505‧‧‧經濾波照明/光電陰極泵浦照明
506‧‧‧光電陰極
507‧‧‧電子束
508‧‧‧泵浦源
510‧‧‧反射器元件/橢圓反射器元件
512‧‧‧電漿燈
514‧‧‧電漿
516‧‧‧冷光鏡

Claims (30)

  1. 一種高亮度電子束源，其包括：一寬頻照明源，其經組態以產生寬頻照明；一可調諧光譜濾波器，其經組態以對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之經濾波照明；及一光電陰極，其經組態以回應於該經濾波照明而發射一或多個電子束，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整，其中該可調諧光譜濾波器經組態以產生該激發光譜，該激發光譜包含：一第一波長帶，其經組態以將該光電陰極中之多個電子泵激至至少一帶內能量狀態：以及不同於該第一波長帶的一第二波長帶，該第二波長經組態以將該等電子從該至少一帶內能量狀態泵激至一真空狀態。
  2. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該光電陰極包括：一鹼金屬鹵化物光電陰極。
  3. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該鹼金屬鹵化物光電陰極包括：CsBr、CsI及Cs2Te之至少一者。
  4. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供該光電陰極之量子效率與該一或多個電子束之能量擴展之 間的一選定平衡之該激發光譜。
  5. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供自該光電陰極在光電模式中之發射之該激發光譜。
  6. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供自該光電陰極在光電發射模式中之發射之該激發光譜。
  7. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該光電陰極包括：一CsBr光電陰極。
  8. 如請求項7之高亮度電子束源，其中該兩個或更多個波長帶包括：與約4.6eV至約7.2eV之一範圍中之光子能量相關聯之該第一波長帶；及與大於約2.4eV之光子能量相關聯之該第二波長帶。
  9. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該寬頻照明源包括：一連續波照明源，其中回應於該經濾波照明發射之該一或多個電子束包括一或多個連續電子束。
  10. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該寬頻照明源包括：一脈衝照明源，其中回應於該經濾波照明發射之該一或多個電子束包括一或多個脈衝電子束。
  11. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該寬頻照明源包括：一雷射產生之電漿源或一雷射維持電漿源之至少一者。
  12. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該寬頻照明源包括：一超連續雷射及一白光雷射之至少一者。
  13. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該寬頻照明源包括：一光學參數振盪器及一光學參數放大器之至少一者。
  14. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該一或多個電子束包括：一單個電子束。
  15. 如請求項14之高亮度電子束源，其中該光電陰極包括：一平面光電陰極及包含一單個發射尖端之一光電陰極之至少一者。
  16. 如請求項1之高亮度電子束源，其中該一或多個電子束包括：兩個或更多個電子束。
  17. 如請求項16之高亮度電子束源，其中該光電陰極包括：包含兩個或更多個發射尖端之一光電陰極及提供兩個或更多個發射結構之一圖案化光電陰極之至少一者。
  18. 一種檢測系統，其包括：一高亮度電子束源，其包括：一寬頻照明源，其經組態以產生寬頻照明；一可調諧光譜濾波器，其經組態以對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之一經濾波照明；及一光電陰極，其經組態以回應於該經濾波照明而發射一或多個電子束，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整，其中該可調諧光譜濾波器經組態以產生該激發光譜，該激發光譜包含：一第一波長帶，其經組態以將該光電陰極中之多個電子泵激至至少一帶內能量狀態：以及不同於該第一波長帶的一第二波長帶，該第二波長經組態以將該等電子從該至少一帶內能量狀態泵激至一真空狀態；及一或多個電子聚焦元件，其等經組態以將該一或多個電子束自該高亮度電子束源引導至一樣本；及一或多個偵測器，其等用以偵測自該樣本回應於該一或多個電子束而產生之輻射。
  19. 如請求項18之檢測系統，其中該一或多個偵測器包括：用以偵測藉由該樣本發射之二次電子或反向散射電子之至少一者之一或多個電子偵測器。
  20. 如請求項18之檢測系統，其中該一或多個偵測器包括：用以偵測藉由該樣本發射之光子之至少一光電偵測器。
  21. 如請求項18之檢測系統，其中該光電陰極包括：一鹼金屬鹵化物光電陰極。
  22. 如請求項18之檢測系統，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供該光電陰極之量子效率與該一或多個電子束之一能量擴展之間的一選定平衡之該激發光譜。
  23. 如請求項18之檢測系統，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供自該光電陰極在光電模式中之發射之該激發光譜。
  24. 如請求項18之檢測系統，其中該可調諧光譜濾波器經組態以提供經選擇以提供自該光電陰極在光電發射模式中之發射之該激發光譜。
  25. 如請求項18之檢測系統，其中該寬頻照明源包括：一連續波照明源，其中回應於該經濾波照明發射之該一或多個電子束包括一或多個連續電子束。
  26. 如請求項18之檢測系統，其中該寬頻照明源包括：一脈衝照明源，其中回應於該經濾波照明發射之該一或多個電子束包括一或多個脈衝電子束。
  27. 如請求項18之檢測系統，其中該寬頻照明源包括：一雷射產生之電漿源、一雷射維持電漿源、一超連續雷射、一白光雷射、一光學參數振盪器及一光學參數放大器之至少一者。
  28. 如請求項18之檢測系統，其中該一或多個電子束包括：一單個電子束，其中該光電陰極包括：一平面光電陰極及包含一單個發射尖端之一光電陰極之至少一者。
  29. 如請求項18之檢測系統，其中該一或多個電子束包括：兩個或更多個電子束，其中該光電陰極包括：包含兩個或更多個發射尖端之一光電陰極及提供兩個或更多個發射結構之一圖案化光電陰極之至少一者。
  30. 一種用於產生高亮度電子束之方法，其包括：使用一寬頻照明源產生寬頻照明；使用一可調諧光譜濾波器對該寬頻照明進行濾波以提供具有一激發光譜之一經濾波照明，該激發光譜包含：一第一波長帶，以及不同於該第一波長帶的至少一第二波長帶；及使用一光電陰極回應於該經濾波照明發射一或多個電子束，其中來自該光電陰極之發射可基於來自該可調諧光譜濾波器之該經濾波照明之該激發光譜而調整，該第一波長帶經組態以將該光電陰極中 之多個電子泵激至至少一帶內能量狀態：以及該第二波長經組態以將該等電子從該至少一帶內能量狀態泵激至一真空狀態。
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