静电镜色像差校正器制造技术

根据本公开，静电镜色像差（Cc）校正器包括本身包括多极子的静电电子镜。所述静电电子镜定位在所述校正器内，使得当所述校正器在使用中时，穿过所述校正器的电子束不会沿着所述镜的光轴入射在所述静电电子镜上。所述静电镜的镜物距等于所述静电镜的镜像距，并且所述静电镜被配置成使得所述静电镜不会将色散或彗形像差施加到所述电子束。所述多极子定位在所述静电电子镜的镜平面中，并且在一些实施例中，所述多极子是四极子。所述多极子是四极子。所述多极子是四极子。

【技术实现步骤摘要】
静电镜色像差校正器

技术介绍

[0001]科学家和工业界继续在越来越小的尺度上探索我们的世界。为了允许此类探索，重要的是带电粒子技术不断改进，使得带电粒子束系统能够实现越来越清晰的分辨率。可改进带电粒子系统的分辨率的一种方式是通过补偿带电粒子束中的透镜像差的校正器。当前类型的校正器使用具有90度扇形磁分束器的单镜或与束偏转器组合的双镜。分束器或额外偏转器用于此类系统中以保证带电粒子束垂直于镜入射，以便减少由镜引起的离轴像差。然而，这些现有系统是复杂的，使得它们难以设计、构建和对准。
[0002]当前使用的另一类型的校正器采用电子镜来减少束像差。此类型的系统是有用的，因为其表示可校正像差的静电系统，因此降低了校正器的复杂性且提高了其可靠性。此类校正器的示例描述在第10,679,819号美国专利中。
[0003]不利的是，包含倾斜双镜的像差校正器当前对于在光学系统中使用来说是不切实际的。具体地，包括双倾斜镜的任何电子镜校正器必须使个别镜以至少几度的角度倾斜，以避免使带电粒子束在带电粒子束多次撞击任何个别镜的情况下传递出系统。此大倾斜角度的必要性导致当前双倾斜镜校正器的电子镜在带电粒子束中产生大离轴像差。对此问题的当前解决方案是使镜垂直于带电粒子束，并且使用偏转系统或分束器来将束的反射部分与入射束分离。虽然使带电粒子束沿着光轴撞击电子镜消除了离轴像差，但这些当前系统更复杂且更昂贵。此外，采用磁分束器的当前校正系统可能受到组件软磁铁的磁滞的影响，从而导致此类技术的实施方案不可实行。因此，期望开发在不使用偏转系统或分束器的情况下在带电粒子系统中切实可行的镜校正器系统。

技术实现思路

[0004]根据本公开，静电镜色像差（Cc）校正器包括本身包括多极子的静电电子镜。静电电子镜定位在校正器内，使得当校正器在使用中时，穿过校正器的电子束不会沿着镜的光轴入射在静电电子镜上。静电镜的镜物距等于静电镜的镜像距，并且静电镜被配置成使得静电镜不会将色散或彗形像差施加到电子束。多极子定位在静电电子镜的镜平面中，并且在一些实施例中，多极子是四极子。
[0005]根据本公开，包含静电镜Cc校正器的带电粒子系统包括：样品固持器，其被配置成固持样品；源，其被配置成朝向样品发射带电粒子束；静电镜Cc校正器；聚焦柱，其被配置成引导带电粒子束入射在样品上；以及一个或多个检测器，其被配置成检测由带电粒子束入射在样品上而产生的发射。
附图说明
[0006]参考附图描述详细描述。在附图中，附图标记最左侧数字标识附图标记第一次出现在附图中的附图。不同附图中相同的附图标记表示类似或相同的项。
[0007]图1示出包括单个静电镜的示例静电镜Cc校正器。
[0008]图2A和2B示出包括两个静电镜的分别在校正模式和旁路模式中操作的示例静电
镜Cc校正器。
[0009]图3示出被配置成用于用两个静电镜校正球面像差和色像差两者的示例静电镜布置。
[0010]图4示出根据本公开的由在镜平面中具有多极子的静电镜产生的示例2倍像差，所述像差示出静电镜Cc校正器的功能性。
[0011]图5示出包括四个静电镜的能够选择性地在校正操作模式与旁路操作模式之间切换的示例静电镜Cc校正器。
[0012]图6示出根据本专利技术的用于用示例静电镜Cc校正器研究样品的示例环境。
[0013]图7示出根据本专利技术的静电镜的横截面示意图。
[0014]图8示出根据本专利技术的用于在示例静电镜的镜平面中产生多极场的示例饼状多极镜。
[0015]贯穿图式的若干视图，相同的附图标记指代对应部分。通常，在附图中，以实线示出了可能包含在给定示例中的元件，而以虚线示出了对于给定示例而言任选的元件。然而，以实线示出的元件对于本公开的所有示例不是必需的，并且以实线所展示的元件可在不脱离本公开的范围的情况下从特定示例中省略。
具体实施方式
[0016]本文中公开了静电镜色像差（Cc）校正器和包含所述静电镜Cc校正器的带电粒子系统。更具体地，根据本公开的系统通过使用静电镜来校正色像差，所述静电镜被定位成使得带电粒子束不会沿着镜的中心镜轴撞击所述镜。对于静电镜中的每一个，镜物距等于镜像距。另外，静电镜各自在镜平面中包含组件多极子以校正离轴像差。根据本公开，多极子对应于由多极子元件产生的多极场。举例来说，个别静电镜可包含在静电镜的镜平面附近产生四极场的四极透镜。举例来说，多极场可在镜平面的2 nm、5 nm、10 nm和30 nm内的点中居中。以此方式，当镜的物距等于镜的像距时，当适当的多极子元件位于镜平面附近时（即，针对系统的几何形状、束的特性等进行优化的多极场），带电粒子束的净色散、像散性和/或彗形像差被最小化或消除。
[0017]在其中存在多于一个静电镜的系统中，所述多于一个静电镜可被定位成使得镜的对称性抵消由带电粒子束并不沿着镜的中心镜轴撞击所述镜中的每一个而产生的某些像差（例如角度色散和色度像散性）。在一些实施例中，静电镜Cc校正器可进一步包含至少两个偏转器系统，其允许校正器在校正模式和旁路模式中操作，在所述校正模式中，带电粒子束撞击校正器的组件静电镜，在所述旁路模式中，带电粒子束穿过校正器而不会撞击静电镜中的一个或多个。
[0018]图1是包括单个静电镜的示例静电镜Cc校正器100的图示。带电粒子发射器102（例如，热电子源、肖特基（Schottky）发射源、场发射源等）展示为朝向静电镜106发射带电粒子束104（例如，离子束、电子、束等）。根据本专利技术，静电镜106在其镜平面中包括多极子114。带电粒子束104展示为沿着不平行于静电镜106的中心镜轴108的路径入射在静电镜106上。对于本领域技术人员已知静电镜的中心镜轴是穿过镜的中心和/或由镜产生的电场的中心且垂直于镜平面的假想直线。本领域技术人员将理解，带电粒子束的不沿着静电镜的中心镜轴撞击所述静电镜的部分将被反射，使得束的反射部分将具有由静电镜施加到其的一个或
多个几何离轴像差（例如，彗形像差、像散性等）。因为静电镜106相对于带电粒子束104的束路径倾斜，所以静电镜106还在带电粒子束104中产生离轴色像差，即色度像散性。虽然图1中未明确地展示，但静电镜106被配置成具有等于静电镜106的镜像距的镜物距。因为镜物距等于镜像距，所以静电镜106不会将色散或彗形像差添加到带电粒子束104的反射部分。另外，在一些实施例中，静电镜106的镜轴向电位被具体成形使得静电镜106不会将色度像散性（或所述静电镜将接近零的色度像散性量）施加到带电粒子束104的反射部分。替代地或另外，由静电电子镜施加到电子束的球面像差是零或接近零。
[0019]图1进一步以插图形式展示静电镜106的示意图110。插图110将静电镜展示为由电极112(a)、电极112(b)和多极子元件114构成。多极子元件114被定位成使得其在静电镜106的镜平面116中或附近产生多极场。在一些实施例中，电极112(a)可处于接地电位。替代地或另外，电极112(b)的几何形状和/或电压可使得所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电镜色像差（Cc）校正器，所述校正器包括：静电电子镜，其包括多极子；并且其中所述静电电子镜定位在所述校正器内，使得当所述校正器在使用中时，穿过所述校正器的电子束不会沿着所述镜的光轴入射在所述静电电子镜上。2.根据权利要求1所述的静电镜Cc校正器，其中所述静电镜的镜物距等于所述静电镜的镜像距，使得所述静电镜不会将色散或彗形像差施加到所述电子束。3.根据权利要求1至2中任一项所述的静电镜Cc校正器，其中所述静电镜CC校正器不包括分束器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的静电镜Cc校正器，其中所述多极子是四极子，并且所述四极子将去像散性施加到所述电子束，而不会破坏所述静电电子镜的物件侧与图像侧之间的对称性。5.根据权利要求1至4中任一项所述的静电镜Cc校正器，其中所述静电电子镜是第一静电电子镜，所述多极子是第一多极子，并且所述校正器进一步包括第二静电电子镜，所述第二静电电子镜包括第二多极子。6.根据权利要求5所述的静电镜Cc校正器，其中所述第二静电电子镜定位在所述校正器内，使得当所述校正器在使用中时，穿过所述校正器的所述电子束不会沿着所述第二静电电子镜的光轴入射在所述第二静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：