用于带电粒子束装置的圆柱腔体制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种改进的用于带电粒子束装置的圆柱腔体。这个腔体包括偏向器，该偏向器用于在样本表面扫描粒子束、相对于物镜调准粒子束、补偿由物镜所引起的像差。因此，用于偏向器并且可独立控制的电极配置和／或线圈配置的数目是８个或更少。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用带电粒子束检查样本设备。特别地，本专利技术涉及用于带电粒子束装置的微型化腔体。更进一步地，本专利技术涉及用于带电粒子束装置的偏向器。
技术介绍
带电粒子束装置，尽管只用于例如扫描、传输、微探测设备等一些场合，但是，它在观察、评定、改良大量不同有机、无机物质及其表面时是一种非常有用的器械。在这些器械中，用带电粒子束照射被检查(改良)区域，带电粒子束可以是通过光栅以静态或扫描的方式照射样本表面。根据特定的应用场合，带电粒子束可以不同程度地被聚焦，粒子的动能也可以有相当大的改变。当带电粒子轰击样本表面时产生的信号类型包括各种不同能量的二次电子、反向散射电子、俄歇电子、特征X射线、光子等。这些信号是从样本中的特殊发射部分获得的，并可用于检测样本的许多特征(例如组份、表面形貌、结晶等)。最近，人们开始致力于减小带电粒子束装置。几个这样的装置可以组合到一起，同时检测或改良更大的样本区域，或者将它们以很小间隔紧密地安装在生产线中。此外，因为粒子束装置的球面像差和色差与装置的几何尺寸成正比，因此，只要电压保持常量，微型化装置可以获得更高的空间分辨率，并且在给定束斑尺寸的情况下可以获得高的粒子束电流。通常，目前绝大部分粒子束装置的高度为0.5到1.2m之间，平均直径大约为15到40cm之间。与此不同，开发者正在致力于制造小于10cm、平均直径大约为4cm的粒子束装置。然而，当今的带电粒子束设备是一种包含复杂技术的器械，具有精密的真空系统、对准机构以及电子控制单元，它们的几何尺寸不能被简单地成比例压缩，尽管如此，人们还是在尽可能地减小它们。为了在粒子束腔体中形成粒子束，要采用电磁透镜和电磁多极。透镜形成沿轴向对称的电磁场，用于聚焦粒子束；电磁多极产生静态偏转场(偏向器)，用于矫正通过电磁透镜的粒子束路径、定位样本表面的粒子束，还产生用于扫描样本表面粒子束的动态偏转场，以及产生四极场(象散校正装置)用于补偿由于透镜沿轴对称的偏离而产生的象差。每个粒子束仪器通常至少包括一个对准用的多极、一个校正像散用的多极、一个移动样本表面粒子束用的多极和一个扫描样本表面粒子束用的多极。每个多极通常包括8个电极或线圈。这样就使得必须给粒子束腔体提供大量，例如30～40的独立电压和电流。在一个单一标准的商用腔体里，用来操作装置的控制信号的数目并不是一个限制因素。然而在微型腔体或腔体阵列里，需要提供给各个腔体的大量电压和电流信号的数目成为一个主要的限制因素。尤其是，控制腔体阵列中各个腔体的电气连接关系是很复杂的，这样显著地增加了腔体阵列的成本。而且，由于控制和驱动大量的电压和电流信号的电路也是非常复杂的，同样导致腔体阵列的成本大大提高。专利技术概述本专利技术提供了一种改进的用于带电粒子束装置的腔体，特别是用于小型的带电粒子束装置的腔体。而且，本专利技术提供了一种改进的用于带电粒子束装置的偏转场。根据本专利技术的第一个方案，提供了如独立权利要求1所述的一种用于带电粒子束装置的腔体。根据本专利技术的另一个方案，提供了如独立的权利要求17和19所述的一种用于带电粒子束装置的偏向器。本专利技术的更多的优点、特征、各个方面和细节可以由从必的权利要求、说明书和附图中显而易见。权利要求从各个方面以最不受限制的方式(first non-limiting approach)对专利技术进行详细说明，以求最通俗易懂。本专利技术提供了一种改进的用于带电粒子束装置的腔体。该腔体包括偏转场，其用于在样本表面扫描粒子束、根据物镜调整粒子束以及补偿由物镜所引起的象差。因此，用于偏转场的单独可控的电极组和/或线圈组的总数是8个或更少。与专利技术者所知道的最好的腔体相比，为了控制粒子束方向所提供给腔体的信号的数目，本专利技术减少了50％。相应地，提供这些信号给腔体的连线的复杂程度也大大地减少。而且，驱动电路的复杂度也相应地降低了。根据本专利技术的另一个方案，提供了一种用于带电粒子束装置的偏转场。该偏转场，根据一个实施例，包含四个电极组，其中每个电极组包括3个单个电极，每个电极呈环形段形状，四个电极组排列成一个环，排列方式为来自一个电极组的每一对电极之间放置着来自另一个电极组中的一个电极。该偏转场，根据另一个实施例，包含四个线圈，其中两个线圈围成第一个环，另两个位于与第一个环同心但是直径稍大的第二个环。放置方式使得从环的中心看，第一个环的每个线圈与第二个环的两个线圈都有交叠。这些改进的偏转场具有的优点就是它们分别提供了具有更高均匀的电偏转场和磁偏转场。附图简述以上所阐述的一部分内容和本专利技术的其他更多的细节将在随后的说明中阐述，部分的还将以图示加以说明。附图中附图说明图1示意地说明根据本专利技术的第一个实施例的圆柱腔体。图2A，B示意地说明图1所示的实施例中用到的偏向器。图3A，B示意地说明图1所示的实施例中能用的另一个偏向器。图4示意地说明根据本专利技术的另一实施例中用到的偏向器。图5示意地说明根据本专利技术的又一个实施例中用到的偏向器。图6示意地说明根据本专利技术的另一实施例的圆柱腔体。图7A-D示意地说明图6所示的实施例中使用的偏向器示意图。优选实施例说明根据本专利技术的一个实施例如图1所示。带电粒子束装置1包括一个顶端盖盘2以及附于其上的带电粒子源3。在电子束装置中，诸如钨针枪、六硼化镧枪、场发射枪等电子源可以被使用。然而本专利技术不仅仅限于电子源，能采用所有的带电粒子源。在图1所示的实施例中，引出栅4A和一个抑制栅4B被置于粒子源3下。在引出栅4A上施加一个加速电压，用以加速从源发射来的带电粒子。与此相反，在放置于引出栅4A和源3中间的抑制栅4B上加一抑制电压，可以限制从源3拉出的粒子数。这样，可以防止粒子束电流过高。带电粒子束5形成并离开源3以后，且在它轰击样本8之前，用偏向器30和40来控制和修正带电粒子束。这些部件的具体特殊的安置如图2A和2B所示。为了使粒子束5成形更好，可以加一个或更多的聚光透镜(没有画出)。粒子束5然后进入带静电的物镜10，物镜10被用于将粒子束5聚焦到样本8上。在当前实例中，电磁物镜包括10A、10B、10C三个电极，每一个都具有扁平环的形状。当粒子束10轰击样本8的表面时，他们与样本原子中的电子和原子核进行一系列的复杂反应，该反应会产生许多的二次产物诸如不同能量的电子、X射线、热和光等。许多的二次产物被用于产生样本的图像以及从中提取附加的数据。二次产物中的二次电子对样本检测和图像形成具有重要的作用，二次电子从样本8中以各种不同角度逃逸出来，它的能量较低(3-50电子伏特)。二次电子和反向散射电子到达探测器16后被检测。通过在样本表面扫描电子束，显示/记录探测器16的输出，样本8表面的图像就形成了。图2A，B示意地说明了图1所示的腔体中用到的偏向器30和40。偏向器30和40是用静电场来影响带电粒子束的静电偏向器。每个偏向器包括4个电极，分别是电极31、33、35、37和电极41、43、45、47。这些电极以带电粒子束为中心排列成一圈。在与带电粒子束垂直的横截面上，所有电极31、33、35、37和41、43、45、47显示如图2A、B所示的环形段形状。为了达到影响带电粒子束的传播，每个电极单独可控，也就是说每个电极电压的选取不依赖于所有其他电极的电压。为了给选定的电极提供一个规定的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于带电粒子束装置的腔体，带电粒子束装置用于检测或改性样本，所述腔体包括： ａ）提供带电粒子束的粒子源， ｂ）将射束聚焦到样本上的物镜，以及 ｃ）偏向器，其用于在样本表面上扫描射束、相对于物镜调准射束并且补偿由于物镜所造成的象差，其中用于偏向器且可以独立控制的电极配置和／或线圈配置的总数为８或更少。

【技术特征摘要】
EP 2000-1-24 00101373.91.一种用于带电粒子束装置的腔体，带电粒子束装置用于检测或改性样本，所述腔体包括a)提供带电粒子束的粒子源，b)将射束聚焦到样本上的物镜，以及c)偏向器，其用于在样本表面上扫描射束、相对于物镜调准射束并且补偿由于物镜所造成的象差，其中用于偏向器且可以独立控制的电极配置和/或线圈配置的总数为8或更少。2.根据权利要求1的腔体，其中腔体包含两个偏向器，每个偏向器均包含四个可以独立控制的电极配置。3.根据权利要求1的腔体，其中腔体包含两个偏向器，每个偏向器均包含四个可以独立控制的线圈配置。4.根据权利要求1的腔体，其中腔体包含四个偏向器，每个偏向器均包含两个可以独立控制的电极配置。5.根据权利要求4的腔体，其中每个电极配置均包含具有环段形状且被一个电极覆盖角度为约120度的单电极。6.根据权利要求1的腔体，其中腔体包含四个偏向器，每个偏向器均包含两个可以独立控制的线圈配置。7.根据权利要求2或3的腔体，其中两个偏向器的结构相同并且其中一个偏向器相对于另一个偏向器绕射束轴旋转30度到60度，优选为约45度。8.根据权利要求4到6中任一个的腔体，其中4个偏向器的结构相同并且其中每个偏向器相对于相邻偏向器绕射束轴旋转30度到60度，优选为约45度。9.根据权利要求2、4、6、7或8中任一个的腔体，其中每个电极配置均包含一个环形片状的单个电极。10.根据权利要求2、4、6、7或8中任一个的腔体，其中每个电极配置均包含三个具有环段形状的单个电极。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：帕维尔亚达梅克，
申请(专利权)人：ICT半导体集成电路测试有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]