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公開番号2024096076
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-11
出願番号2023222152
出願日2023-12-28
発明の名称顕微鏡用改良型検出器
出願人エフ イー アイ カンパニ,FEI COMPANY
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/244 20060101AFI20240704BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】 改良型顕微鏡用検出器を提供する。
【解決手段】 一態様において、装置は、アレイとして配置された複数の電子ユニットと、複数の画素であって、上記複数の画素の各画素は、上記複数の電子ユニットの関連する電子ユニットに結合し、複数の画素の画素の第1サブセットは、第1材料から形成され、複数の画素の画素の第2サブセットは、第2材料から形成され、上記第1材料は、上記第1材料とは異なる、複数の画素と、上記複数の電子ユニットと上記複数の画素との間に配置された複数の電気接続部であって、各電気接続部は、それぞれの電子ユニットと関連する画素とを接続する、複数の電気接続部とを、含む。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項1】
装置であって、
アレイとして配置された複数の電子ユニットと、
複数の画素であって、
前記複数の画素の各画素が、前記複数の電子ユニットの関連する電子ユニットに結合し、
前記複数の画素の画素の第1サブセットが、第1材料から形成され、前記複数の画素の画素の第2サブセットが、第2材料から形成され、前記第2材料は、前記第1材料とは異なる、複数の画素と、
前記複数の電子ユニットと前記複数の画素との間に配置された複数の電気接続部であって、各電気接続部が、それぞれの電子ユニットと関連する画素とを接続する、複数の電気接続部とを含む、装置。
続きを表示(約 850 文字)【請求項2】
前記第1材料はシリコン(Si)であり、前記第2材料はテルル化カドミウム(CdTe)である、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1材料と前記第2材料の少なくとも一方は、複数の層を積層して形成される、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
画素の前記第1サブセットの各画素は、関連する電子ユニットとは異なる形状を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
画素の前記第1サブセットの各画素は、関連する電子ユニットとは異なるサイズを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
画素の前記第1サブセットの各画素は、少なくとも一方向で複数の電子ユニットにわたって延在する、請求項5に記載の装置。
【請求項7】
画素の前記第1サブセットの各画素は、画素の前記第2サブセットの各画素とは異なる形状を有する、請求項5に記載の装置。
【請求項8】
装置であって、
アレイとして配置された複数の電子ユニットと、
複数の画素であって、
前記複数の画素の各画素が、前記複数の電子ユニットの関連する電子ユニットに結合し、
前記複数の画素の画素の第1サブセットの各画素が、関連する電子ユニットの形状とは異なる形状を画定する、複数の画素と、
前記複数の電子ユニットと前記複数の画素との間に配置された複数の電気接続部であって、各電気接続部が、それぞれの電子ユニットと関連する画素とを接続する、複数の電気接続部とを含む、装置。
【請求項9】
画素の前記第1サブセットの形状は長方形を含み、前記関連する電子ユニットの形状は正方形を含む、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
画素の前記第1サブセットは第1材料であり、画素の第2サブセットは前記第1材料とは異なる第2材料である、請求項8に記載の装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本願は、2022年12月29日付けで出願された米国仮出願第63/477,579号の利益を主張するものであり、その出願内容は参照により本明細書で援用される。
続きを表示(約 3,200 文字)【0002】
(発明の分野)
開示の技術は、荷電粒子顕微鏡用の検出器の分野に関する。
【背景技術】
【0003】
通常、荷電粒子顕微鏡用の検出器は、複数の検知画素から構成される検知層であって、荷電粒子発生装置を起点とする荷電粒子は試料と相互作用し、その後検知層に接触する、検知層と、荷電粒子に由来する電子信号を受信し、検知層を介して輸送される複数の電子ユニットから構成される電子層とを、含む。電子層は検知層に比べて再構成に時間及びコストがかかるため、電子層の再構成に伴うコストによって、特定使用例に対応するための検出器の再構成が阻害される場合がある。
【0004】
また、荷電粒子顕微鏡検出器には、検知層に含まれる組成及びサイズに固有とされる制限がある。通常、検知層の組成は、検出器が収集すると予想される特定のエネルギー範囲(例えば、顕微鏡システムの特定試料に依存し得る)に合わせて選択される。例えば、100keV未満のエネルギー準位の荷電粒子を収集するために、検知層にシリコン(Si)組成物を使用することができる。しかし、Si組成物は、200keV超の荷電粒子を収集する場合、相対的にあまり好ましくない結果をもたらす恐れがある。更に、検知層は通常、所与のエネルギー範囲の荷電粒子をより多く捕捉できるよう、寸法決めされている。例えば、ある組成物(例えば、Si)は、ある特定のセットの寸法(例えば、幅50μm)において、同じ組成物の別のセットの寸法(例えば、幅150μm)と比較して、荷電粒子エネルギー範囲(例えば、100keV未満)を捕捉するのにより有効であり得る。
【0005】
こうした組成と寸法のばらつきは、検出器の選択に問題を引き起こす恐れがある。例えば、通常、顕微鏡システムは単一検出器を組み込んでおり、単一センサ構成に制限されている。このような状況では、ユーザは全てのエネルギー準位範囲において単一センサ構成に頼らざるを得なくなる。顕微鏡システムによっては、個別に格納可能な2つの検出器を使用できるものもある。しかし、このように複数の検出器を含めると、過度に高価になる場合がある。従って、当分野では、改良型荷電粒子顕微鏡検出器に対する長年の強いニーズがある。
【発明の概要】
【0006】
本明細書では、改良型荷電粒子顕微鏡検出器について説明する。一態様において、荷電粒子顕微鏡用の検出器は、検知層と、検出層とを含むことができる。検知層は、電子ユニットとは異なる寸法を含むことができる。例えば、検知層は、それぞれの電子ユニットの幅及び/又は長さに比べて、より広い幅、又はより長い長さ、又はその双方を含むことができる。このように検知層の寸法を変えれば、特定の用途に合わせて検出器を再構成することができる。例えば、検出器は、電子ユニットと検知層との集合体を含むことができる(例えば、384×128の集合体ASICと、対応する検知画素、更に、横に並んで配置された3つの128×128センサ)。従来の検出器の形式は、検知層の寸法が電子ユニットの寸法と一致するものであったが(例えば、384×128のASICと384×128の検知画素)、検知層の寸法を再構成すれば、検出器の形式を変えることができる(例えば、1152×42の検知画素)。これは、直接電子(DE)検出など、検出器の特定の用途には有益である一方、特定の用途には不向きな寸法の電子ユニットのままとすることができる。
【0007】
別の態様では、検出器には複数の組成の検知層を実装することができ、こうすることで、検出器内の組成ごとに異なる有益な特性を利用することができる。幾つかの場合において、検知層の様々な行を、検出器の他のセンサ行と比較して異なる組成としてもよい。例えば、検知層の組成が異なると、他の組成に比べて、所与のエネルギー範囲内の荷電粒子をより効果的に捕捉することができる。こうした異なる組成物を特定検出器に組み合わせれば、単一組成の検知層に比べ、様々なエネルギー範囲の荷電粒子をより効果的に捕捉するよう、検出器を実装することができる。
【0008】
更に、検知層及び電子ユニットは、検知層と電子ユニットによって画定される平面に垂直に延在する拡張部を介して互いに結合することができる。したがって、検知層の中心点(又は他の結合点)が電子ユニットの中心点(又は他の結合点)に隣接しない場合でも、検知層を電子ユニットに結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明に関する例解の意図するところでは、現在好ましい形態を図面に示しているが、本発明は、図示の精確な配置及び装置に限定されないことを理解されたい。
本開示の検出器を組み込むことができる顕微鏡システムを示す図である。
顕微鏡の検出器の断面を示す図である。
本開示に係る、拡張部を組み込んだ検出器の断面を示す図である。
本開示に係る、検出器の上面斜視図である。
本開示に係る、検出器の上面斜視図である。
検出器の上面斜視図である。
本開示に係る、検出器の上面斜視図である。
本開示に係る、検出器の上面斜視図である。
様々な組成物の相互作用体積グラフである。
様々な組成物に関する例示的で非限定的なMTF値及びDQE(0)値のグラフである。
様々な組成物の相互作用体積グラフである。
検出器の上面斜視図である。
本開示に係る、電子層上に組み込まれた様々な数の検知画素を有する検出器を示す図である。
本開示に係る、電子層上に組み込まれた様々な数の検知画素を有する検出器を示す図である。
本開示に係る、電子層上に組み込まれた様々な数の検知画素を有する検出器を示す図である。
本開示に係る、電子層上に組み込まれた様々な数の検知画素を有する検出器を示す図である。
本開示に係る、電子層上に組み込まれた様々な数の検知画素を有する検出器を示す図である。
本開示に係る、センサアレイを示す図である。
本開示に係る、センサアレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は、本開示の一部を構成する添付の図及び実施例と関連して解釈される以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解されよう。理解すべき点として、本発明は、本明細書の中で説明及び/又は図示される特定のデバイス、方法、用途、条件又はパラメータに限定されるものではなく、本明細書において使用される用語は、例示として特定の実施形態を説明するためのものであり、特許請求される本発明を限定することを意図するものではないということである。また、添付の特許請求の範囲を含む明細書で使用されるように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、複数形を含み、特定の数値への言及は、文脈が明確に指示しない限り、少なくともその特定の数値を含む。本明細書で使用される「複数」という用語は、2つ以上を意味する。数値の範囲が表現されるとき、別の態様は、一方の特定の数値からのもの、及び/又は、他方の特定の数値までのものを含む。同様に、数値が近似値として表現されるとき、「約又はおよそ(about)」という先行詞を使用することによって、その特定の数値が、別の実施形態を形成することが理解されるであろう。全ての範囲は包括的であり、組み合わせてもよく、ステップはどのような順序でも実行できることを理解されたい。本明細書で引用される全ての文書は、その全体があらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれている。
(【0011】以降は省略されています)

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