專(zhuān)利名稱(chēng)：回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡電子光學(xué)聚焦,偏轉(zhuǎn)和信號(hào)的收集系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及掃描電子顯微鏡，具體地說(shuō)，涉及一種回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式的物鏡電子光學(xué)的聚焦和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)及方法，該方法能提供大電流低電壓主電子束，高分辨率掃描，大掃描范圍，和高的信號(hào)俘獲效率。
背景技術(shù)：
掃描電子顯微鏡用于許多需要非常詳細(xì)地檢驗(yàn)物體非常小的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中。這些應(yīng)用中的某些應(yīng)用包括諸如對(duì)超大規(guī)模集成(VLSI)電路，或芯片，或其它物件樣品的缺陷查看和檢驗(yàn)，在這些樣品中細(xì)節(jié)關(guān)鍵尺寸的決定，還有樣品的設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程的鑒定。由于為掃描電子顯微鏡產(chǎn)生的班點(diǎn)尺寸的短波長(zhǎng)，所在在普遍約為0.2μm或更小(1μm＝10-6m)的亞微未尺度內(nèi)，觀察細(xì)節(jié)，掃描電子顯微鏡被認(rèn)為是優(yōu)于光學(xué)顯微鏡的。通常，掃描電子顯微鏡使用一種把電子束聚焦到在檢測(cè)中的樣品上的物鏡系統(tǒng)。
通常，一臺(tái)掃描電子顯微鏡包括主電子束源，加速陽(yáng)極，用于把電子束聚焦到樣品上的物鏡，能使生電子束在樣品上定位和掃描運(yùn)動(dòng)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元，用于俘獲來(lái)自樣品的二次電子(SE)或背散射電子(BSE)來(lái)產(chǎn)生樣品圖像的探測(cè)系統(tǒng)。在某些例子中，采用會(huì)聚透鏡系統(tǒng)來(lái)為物鏡系統(tǒng)提供已聚焦的電子束。正如在適當(dāng)?shù)念I(lǐng)域中的技術(shù)人員所熟知的，電子束源產(chǎn)生主電子束的電子供給。如果采用會(huì)聚透鏡系統(tǒng)，則它形成用于物鏡的該主電子束源的象，而該物鏡把會(huì)聚透鏡的象聚焦在樣品上。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)把已聚焦的電子束以?huà)呙柽\(yùn)動(dòng)在一部分樣品上移動(dòng)，而從樣品材料上釋放出二次和背散射的電子。這些電子被探測(cè)、放大，而最后得到的信號(hào)用來(lái)調(diào)制與掃描電子束同步操作的成象系統(tǒng)的電子束。其結(jié)果是根據(jù)來(lái)自樣品發(fā)射或散射電子的所掃描范圍的一幅象。
現(xiàn)有技術(shù)中的電子顯微鏡有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，為了使現(xiàn)有技術(shù)中的物鏡取得高分辨離，主電子束源需要相當(dāng)大的束能量，例如15Kev或更多。但是，人們不希望把如此較高能量的電子束直接施加到樣品，這是因?yàn)樗鼤?huì)造成對(duì)樣品的損傷，而這種損傷必然在集成電路的工藝技術(shù)，制造和生產(chǎn)上造成可靠性的問(wèn)題。采用低能量的主電子束源雖可避免這可靠性問(wèn)題，但是由于物鏡的色象差以及通過(guò)在電子束內(nèi)電子—電子互作用限制了空間分辨率。物鏡的色象差是由在同一透鏡經(jīng)受不同焦點(diǎn)的不同速度的電子而引起的。這效應(yīng)在樣品的象平面處形成模糊的輪圈，并限制了系統(tǒng)的分辨率。電子—電子互作用(空間電荷效應(yīng))和色象差這兩者都可通過(guò)采用較高能量電子束未減少。其次，要用低能量主電子束源來(lái)獲得高的二次和背散射電子俘獲效率是困難的。如果采用多溝道板，則由于在板的槽(溝道)中聚集了污染物，所以存在著嚴(yán)重的可靠性問(wèn)題。
正如上述，現(xiàn)有低電壓掃描電子顯微鏡的空間分辨率基本上受到物鏡的色象差和電子—電子互作用，即Boersch效應(yīng)的限制。一個(gè)改進(jìn)空間分辨率的方法是通過(guò)遭受減速場(chǎng)的高能量主電子束來(lái)減少電子—電子互作用。另一個(gè)改進(jìn)空間分辨率的方法是采用通氣管(中央磁極)磁透鏡，來(lái)減少由于色象差和球面象差的在分辨率上的損失。
裝備有通氣管磁透鏡，減速靜電板以及前置透鏡雙偏轉(zhuǎn)單元的常規(guī)減速場(chǎng)掃描電子顯微鏡是目前在VLSI(超大規(guī)模集成)芯片制造中作對(duì)嚴(yán)格的尺寸測(cè)量、查看缺陷和檢驗(yàn)缺陷的系統(tǒng)。這些常規(guī)的單元仍有幾個(gè)缺陷。
首先，用這些單元來(lái)產(chǎn)生大的偏轉(zhuǎn)范圍是困難的。偏轉(zhuǎn)范圍是該主電子束可被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)移動(dòng)而能在樣品平面上達(dá)到的范圍。結(jié)果，在不重新定位樣品的情況下，只能在相當(dāng)小的樣品部分上同時(shí)作檢測(cè)。其次，因?yàn)楣逃行〉钠D(zhuǎn)范圍，所以，用于檢驗(yàn)，查看和測(cè)量樣品的所需時(shí)間基本上是長(zhǎng)的。這不僅導(dǎo)致增加集成電路周轉(zhuǎn)時(shí)間，而且還增加工藝，測(cè)試，檢驗(yàn)，排除故障和生產(chǎn)的成本。
于是，為此存在著對(duì)用于電子掃描顯微鏡的，在樣品上提供大的主電子束電流，較低能量的電子束，相當(dāng)高的分辨率，相當(dāng)大的掃描范圍，以及高的信號(hào)俘獲效率的物鏡及方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本文揭示一種具有回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡的電子光學(xué)聚焦、偏轉(zhuǎn)和信號(hào)俘獲系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡，它克服了上面討論的關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)物鏡的缺點(diǎn)。明確地說(shuō)，本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)把在樣品上的高能量主電子束改變?yōu)檩^低能量電子束以把對(duì)樣品的損傷減到最小。它還具有對(duì)亞微米特性作清晰檢驗(yàn)的相對(duì)高的分辨率。而且，一種根據(jù)本發(fā)明的掃描電子顯微鏡提供相當(dāng)大的偏轉(zhuǎn)范圍以減少全部檢驗(yàn)樣品的時(shí)間，并包括更有效地俘獲來(lái)自樣品的二次電子(SE)和背散射電子(BSE)的探測(cè)單元。
本發(fā)明的一個(gè)方面包括用于檢驗(yàn)樣品的回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡(SORIL)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于在樣品附近產(chǎn)生把粒子束的粒子聚焦到樣品上的磁場(chǎng)的磁透鏡，該磁透鏡具有一傳播粒子束的中央腔；在粒子束與樣品碰撞時(shí)，用來(lái)對(duì)靠近樣品的粒子束提供減速場(chǎng)以來(lái)減少粒子束能量的電極；以及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，它包括沿束軸設(shè)置的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元，用于偏轉(zhuǎn)粒子束使其能對(duì)樣品掃描，偏轉(zhuǎn)單元中至少有一個(gè)單元被放于粒子束的減速場(chǎng)中，其余的偏轉(zhuǎn)單元被放于磁透鏡的中央腔內(nèi)；以及具有俘獲SE和BSE的小孔徑的環(huán)形探測(cè)單元。
本發(fā)明的另一方面包括用于在樣品上提高物鏡系統(tǒng)掃描范圍的方法，該方法的步驟有在樣品的附近產(chǎn)生一磁場(chǎng)以把粒子束的粒子聚焦到樣品上；提供減速電場(chǎng)以在粒子束與樣品碰撞之前減少粒子束的能量；在樣品的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)之內(nèi)的待掃描的區(qū)域上，定位已聚焦的粒子束，通過(guò)在減速電場(chǎng)之內(nèi)偏轉(zhuǎn)粒子束，來(lái)增加在樣品上的偏轉(zhuǎn)范圍，發(fā)生了定位的最后階段。另外，本方法包括在樣品的范圍上快速掃描已聚焦的粒子束以產(chǎn)生該范圍的象；并加速由已聚焦的主電子束與樣品樣碰撞而產(chǎn)生的SE和BSE，通過(guò)環(huán)形探測(cè)器被俘獲并形成掃描區(qū)域的象。
這樣一種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是具有這種透鏡系統(tǒng)的低能量(從250eV到1500eV)電子顯微鏡能掃描較大的范圍(約500μm到1000μm)而又保持小的班點(diǎn)尺寸(從直徑0.05μm到0.1μm)，以及因?yàn)橐言黾拥臉悠芳?xì)節(jié)的分辨本領(lǐng)，所以具有對(duì)二次電子SE和背散射電子BSE的約85％到95％的近似范圍的收集效率。
這樣一種系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)是大電流主束是與在樣品位置處的較低能量主束一起提供的。這改進(jìn)了在它的掃描期間從樣品發(fā)射的信號(hào)質(zhì)量。
根據(jù)下面的描述，所附的權(quán)利要求書(shū)，和附圖可更好地理解本發(fā)明的這些和其它特性，諸方面和諸優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1示出根據(jù)本發(fā)明掃描電子顯微鏡一實(shí)施例的橫截面示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明用于掃描電子顯微鏡的物鏡系統(tǒng)一實(shí)施例的橫截面示意圖；圖3示出該物鏡系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)單元的透視圖；圖4示出在樣品上代表的偏轉(zhuǎn)范圍和掃描范圍的區(qū)域；
圖5示出用于透鏡系統(tǒng)操作中的各種控制電壓的示意圖；圖6A示出用于在掃描范圍內(nèi)束班點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的X-方向的尺寸；圖6B示出用于在掃描范圍內(nèi)束班點(diǎn)偏置的Y-方向的尺寸，以及圖7示出從樣品中心發(fā)出、并由探測(cè)器收集的二次電子SE和背散射電子BSE的軌跡。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明掃描電子顯微鏡100的一實(shí)施例。在這實(shí)施例中，掃描電子顯微鏡100包括具有虛源點(diǎn)104(即，用于粒子的有效源點(diǎn))的粒子束源102，陽(yáng)極106，在其內(nèi)具有磁透鏡和多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元120a-120e的物鏡系統(tǒng)112。為了參考的目的，一根束軸109被定義為連接粒子束源102到樣品122的直線(xiàn)，并被指定為Z-軸，定義一個(gè)與Z-軸橫截的平面的X和Y-軸。
磁透鏡包括材料110和激勵(lì)線(xiàn)圈115，它用于提供磁動(dòng)力到具有經(jīng)過(guò)磁材料和在磁極面116和114之間場(chǎng)線(xiàn)的磁回路。磁透鏡的中央腔具有圓形水桶的形狀，它相對(duì)于Z-軸是軸對(duì)稱(chēng)的。在主粒子束進(jìn)入該透鏡系統(tǒng)的地方，材料117形成限定束的孔徑125。這孔徑?jīng)Q定能進(jìn)入該物鏡系統(tǒng)的束的大小，且在一實(shí)施例中，限制該束的直徑到約20μm到200μm的范圍內(nèi)。在主粒子束離開(kāi)磁透鏡點(diǎn)處的透鏡孔徑是通過(guò)磁極面116被限定的。
緊接在限定粒子束的孔徑下面是環(huán)狀探測(cè)器單元124，它在下面討論的掃描工作期間收集從樣品發(fā)射的二次電子SE和背散射電子BSE。探測(cè)器124具有比限定粒子束的孔徑較大的孔徑，所以，來(lái)自主束的粒子當(dāng)它們經(jīng)限定粒子來(lái)的孔徑通過(guò)時(shí)不會(huì)受到影響。
存在于中心腔中的是偏轉(zhuǎn)單元120a-120d。這些單元是呈盤(pán)狀的圈，且相對(duì)Z-軸是軸對(duì)稱(chēng)的。放在中央腔外面的是偏轉(zhuǎn)單元120e，它與Z軸共軸，且在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于中央腔內(nèi)的偏轉(zhuǎn)單元。
物鏡112把粒子束聚焦成一小班點(diǎn)，它在待研究的樣品122上被掃描。通常，樣品是具有細(xì)節(jié)尺寸約為0.05μm到0.20μm或較大的半導(dǎo)體芯片。
圖2示出物鏡112的橫截面視圖。磁性材料110和激勵(lì)線(xiàn)圈115形成一種稱(chēng)之為側(cè)磁極透鏡的磁透鏡類(lèi)型。因?yàn)閭?cè)磁極磁透鏡在減少通常與其它類(lèi)型物鏡有關(guān)的色象差和球面象差方面具有改進(jìn)的性能，所以它是較佳的，且在該透鏡孔徑下面并經(jīng)過(guò)樣品122延伸它的場(chǎng)是較佳的。在這側(cè)磁極磁透鏡中，材料110被做成形成環(huán)形磁極面114和圓形磁極面116的形狀，在這兩磁極面之間磁場(chǎng)線(xiàn)128連接磁極面114和116以完成磁回路。這樣就產(chǎn)生磁場(chǎng)128，這個(gè)場(chǎng)被設(shè)計(jì)成在到磁極面114的它的路徑中經(jīng)偏轉(zhuǎn)單元120e和樣品122而延伸，如圖2所示。因此，樣品122被認(rèn)為是浸沒(méi)在透鏡的磁場(chǎng)中。材料110較佳的是鐵，鐵合金或其它用于為由激勵(lì)線(xiàn)圈115產(chǎn)生的磁場(chǎng)提供低磁阻路徑的高磁導(dǎo)率材料。磁透鏡110的目的是產(chǎn)生具有與Z軸垂直的大分量的磁場(chǎng)，用于在樣品之上的會(huì)聚透鏡作用并在樣品處具有與Z軸基本平行的磁場(chǎng)。
如參考圖2在上面所討論的，把材料110做成形成水桶狀的中央腔，它相對(duì)于Z軸是軸對(duì)稱(chēng)的，且提供在磁透鏡內(nèi)放置偏轉(zhuǎn)單元120a-120d的地方。每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元具有不同的直徑，且在水桶形空間之內(nèi)沿著Z軸固定在一特定的位置上。對(duì)于在磁透鏡內(nèi)的諸偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)單元120a在直徑上是最大的，而偏轉(zhuǎn)120d在直徑上是最小的。偏轉(zhuǎn)120e是放在圓形磁極構(gòu)件116之下，且處在來(lái)自磁透鏡磁場(chǎng)的影響內(nèi)。偏轉(zhuǎn)單元120a-120e一起工作，如在下面所討論的，來(lái)偏轉(zhuǎn)粒子束以便能讓樣品122被掃描。在某些實(shí)施例中，實(shí)際的水桶形結(jié)構(gòu)118固定了偏轉(zhuǎn)120a-120d，并把該結(jié)構(gòu)插入到透鏡系統(tǒng)的水桶形空間中，因此使組裝較容易。
在偏轉(zhuǎn)120e的下面是樣品122，它被仔細(xì)地放在偏轉(zhuǎn)單元120e的下面，且要在透鏡的聚焦距離之內(nèi)。通過(guò)改變?cè)诩?lì)線(xiàn)圈115中的電流，使磁透鏡聚焦以在樣品上產(chǎn)生一小班點(diǎn)。電流的一個(gè)增加，在孔徑中引起更強(qiáng)的場(chǎng)，它使粒子束在靠近磁極構(gòu)件116的一個(gè)位置處會(huì)聚成一個(gè)班點(diǎn)。減少這電流使粒子束在離磁極構(gòu)件116較遠(yuǎn)的一個(gè)距離處會(huì)聚成一個(gè)班點(diǎn)。樣品122不僅浸沒(méi)在磁場(chǎng)透鏡的磁場(chǎng)之內(nèi)，而且還被充電到一個(gè)電位，它使粒子束在與樣品碰撞之前減少它的能量。從已充電的樣品產(chǎn)生的場(chǎng)被稱(chēng)為減速場(chǎng)，且在下面討論。
偏轉(zhuǎn)單元120a-120e被設(shè)計(jì)來(lái)偏轉(zhuǎn)粒子束，這樣，樣品可被已聚焦的束掃描。參考圖3，每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元120被做成象平的環(huán)形圓柱體的形狀，它有環(huán)形的開(kāi)口，圍著這開(kāi)口有導(dǎo)電區(qū)段126a-126c。隔開(kāi)每個(gè)區(qū)段的是絕緣的徑向擋壁127，它是用盤(pán)的襯底材料形成的。在一實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)段是由諸如銅或銅鈹合金的導(dǎo)電金屬制成，而襯底是由諸如約為95％到98％的氧化鋁的陶瓷材料制成。在較佳的實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)單元環(huán)包括12個(gè)隔開(kāi)的導(dǎo)電區(qū)段。各個(gè)區(qū)段被組合在一起，而該組被結(jié)合到可變電壓驅(qū)動(dòng)器。在這實(shí)施例中，有4組，每組包括3個(gè)區(qū)段。兩個(gè)組在X方向控制偏轉(zhuǎn)，兩個(gè)組在Y方向控制偏轉(zhuǎn)。通過(guò)控制這些區(qū)段的電壓，以使粒子束有準(zhǔn)確偏轉(zhuǎn)可能的精確方式，把它們偏離開(kāi)某些區(qū)段和偏向另一些區(qū)段。這3區(qū)段的4個(gè)優(yōu)于其它的配置，諸如2區(qū)段的4個(gè)組(8個(gè)區(qū)段)和5區(qū)段的4個(gè)組(20個(gè)區(qū)段)。這2區(qū)段的4個(gè)組的第一替代方案具有不利的地方，即需要8個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，這造成該單元難以控制高速運(yùn)作。這5區(qū)段的4個(gè)組的第二替代方案也有不利的地方，即在太多的個(gè)別區(qū)段，這使得單元的構(gòu)筑困難，因?yàn)槊繀^(qū)段的最后尺寸小。
根據(jù)本發(fā)明，偏轉(zhuǎn)單元120a，120d和120e的第一集合或“回轉(zhuǎn)組致力于對(duì)在透鏡偏轉(zhuǎn)場(chǎng)內(nèi)樣品上的一精確點(diǎn)上準(zhǔn)確地但相對(duì)緩慢地定位已聚焦的粒子束。參考圖4，在本發(fā)明的一方案中，偏轉(zhuǎn)單元的回轉(zhuǎn)組可偏束班點(diǎn)一個(gè)約為600μm的偏轉(zhuǎn)范圍距離D。偏轉(zhuǎn)單元120b和120c，的第二集合致力于產(chǎn)生較快速的束的掃描運(yùn)動(dòng)來(lái)覆蓋區(qū)域132，S×S，此外，S約為50μm，而該區(qū)域放在由偏轉(zhuǎn)單元第一集合所決定的位置中央。掃描是在一點(diǎn)上停留一段時(shí)間(在幾十納秒的量級(jí))來(lái)完的，移到點(diǎn)子排的下一點(diǎn)，然后對(duì)下一排重復(fù)這掃描操作直至覆蓋該區(qū)域的所有點(diǎn)座標(biāo)都被掃描時(shí)為止。在本發(fā)明的一方案中，用于這掃描的點(diǎn)即象素尺寸約為0.1μm(100nm)，它意味著在每50μm的掃描線(xiàn)中有約500個(gè)像素，并在總的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)D的X或Y方向中約有6000個(gè)像素。如果束班點(diǎn)在樣品的位置上停留10nS，那么，50μm直線(xiàn)的單次掃描約需5μs而整個(gè)區(qū)域S×S的掃描至少要2.5ms。在實(shí)踐中，在每個(gè)相繼的掃描之間，用于回掃該粒子束，需要附加的時(shí)間(約1μs/掃描線(xiàn))，造成掃描S×S范圍的總時(shí)間約為3ms(2.5ms+500×1μs)。
因?yàn)槠D(zhuǎn)單元120e最靠近樣品且在由樣品產(chǎn)生的減速范圍內(nèi)，所以它對(duì)改進(jìn)在樣品上偏轉(zhuǎn)范圍的圖4中尺寸D尤為重要。因?yàn)槠D(zhuǎn)單元102e偏轉(zhuǎn)具有比偏轉(zhuǎn)單元102a-102d低得多的能量的粒子束，且它是最靠近在樣品上粒子束降落點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)單元，因此偏轉(zhuǎn)單元102e將在粒子束的位置上有大的作用。
圖5給出根據(jù)本發(fā)明的一臺(tái)具有物鏡系統(tǒng)的電子顯微鏡示意圖。在顯微鏡相對(duì)的兩端部是代表來(lái)自粒子源的電子虛源點(diǎn)的照明平面130和樣品平面122。在這兩個(gè)端部之間，并按順序從照明板開(kāi)始是加速陽(yáng)極106，粒子束消隱板108，探測(cè)器124，偏轉(zhuǎn)單元120a，120b，120c，120d，磁場(chǎng)極116和偏轉(zhuǎn)單元120e。
在一實(shí)施例中，較佳的是，把照明平面充電到約為-12kV的電位。最接近照明平面的是陽(yáng)極平面106，把它充電到地電位。在照明平面和陽(yáng)極平面之間的電壓差為從該源發(fā)射的電子提供加速電位，一旦電子被加速就獲得約12K電子伏特(12KeV)的能量，形成約0.01納米(1nm＝10-9m)的電子波長(zhǎng)。在圖5中的場(chǎng)Ea指出該加速電場(chǎng)。
把在樣品平面位置處的樣品充電到約-11kV以形成減速場(chǎng)Er，就是說(shuō)，一個(gè)與加速場(chǎng)Ea相反方向的場(chǎng)，使主束在與樣品碰撞之前降低它的能量。
在加速陽(yáng)極106和探測(cè)器124之間是粒子束消隱板108，它被用來(lái)接通和斷開(kāi)主束。最接近于消隱板108的是用于收集二次和背散襯電子的環(huán)形探測(cè)器，這些電子是當(dāng)主束與樣品碰撞時(shí)產(chǎn)生的。該環(huán)形探測(cè)器獲得來(lái)自這些被收集到的電子的電子信號(hào)，放大這信號(hào)并把這已放大的信號(hào)送到成像裝置，為操作人員作最后的觀察。
在探測(cè)器和樣品平面之間是偏轉(zhuǎn)單元120a-120e。在本發(fā)明的一方案中，這四個(gè)偏轉(zhuǎn)單元120a-120d的每個(gè)的平均電位為地，它在主束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)單元傳輸時(shí)，幫助維持初始的束能量。為偏轉(zhuǎn)粒子束，這環(huán)形區(qū)段如上面討論的那樣組合起來(lái)，且每組由一驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)。在較佳實(shí)施例中，有四個(gè)驅(qū)動(dòng)器136，138，140，142，一個(gè)對(duì)四組中的每一組。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制X方向的偏轉(zhuǎn)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制Y方向的偏轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一方案中，驅(qū)動(dòng)器差動(dòng)地驅(qū)動(dòng)X組合和Y組合。通過(guò)在平均的地電位之上和之下來(lái)改變這些組合的電位，在一特定的方向上把粒子束偏轉(zhuǎn)一精確的量，而把單元的平均電位保持在地。在偏轉(zhuǎn)單元中場(chǎng)的圖形是復(fù)雜的，并當(dāng)偏轉(zhuǎn)主束時(shí)，計(jì)算到把引入到粒子束的象差減到最小。
最靠近樣品平面且在減速場(chǎng)Er中的偏轉(zhuǎn)單元120e被充電到基本上不改變這場(chǎng)Er的電位。在本發(fā)明的一方案中，偏轉(zhuǎn)單元120e被充電到相對(duì)于樣品平面是負(fù)的平均電位，且相對(duì)于樣品平面在約-200V到-3000V的范圍內(nèi)。
當(dāng)電子到達(dá)樣品平面時(shí)，它們的能量在約250eV到1500eV的范圍內(nèi)，而典型值是1Kev。在這范圍內(nèi)的能量避免了對(duì)樣品的損傷，但在樣品處，在波長(zhǎng)上造成的0.03到0.07nm范圍內(nèi)的增加。
因?yàn)橹魇芰恳驯粶p小到約1Kev，所以在減速場(chǎng)中放置偏轉(zhuǎn)單元120e，賦于偏轉(zhuǎn)單元120e關(guān)于主束軌跡的許多影響。而且，因?yàn)樗罱咏鼧悠罚?，在迅速掃描該區(qū)域之前，它能協(xié)助粒子束精確地定位在所選的樣品區(qū)域上。在參考了由于減速場(chǎng)和所有其它象差(色象散和彗形象差)引起的粒子束變寬，最后班點(diǎn)的尺寸約為10nm，這個(gè)尺寸用于在約20nm到200nm范圍內(nèi)觀看特性細(xì)節(jié)尺寸是充分的。
圖5還示出來(lái)自磁透鏡的磁場(chǎng)線(xiàn)出現(xiàn)在由樣品平面引起的減速場(chǎng)Er中。當(dāng)決定把粒子聚焦的樣品上所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，必需考慮到主束被減少的能量。
圖6A示出通過(guò)偏轉(zhuǎn)單元120a，120d和120e，在偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)對(duì)粒子束偏轉(zhuǎn)的X方向的尺寸；而圖6B則示出通過(guò)這些相同的偏轉(zhuǎn)單元，在偏振范圍內(nèi)對(duì)粒子束偏轉(zhuǎn)的Y方向的尺寸。因此，這此圖示出當(dāng)通過(guò)偏轉(zhuǎn)單元120a，120d和120e偏轉(zhuǎn)時(shí)，主電子束的軌跡分量Xm(z)，Ym(z)。
作為獲得大的偏轉(zhuǎn)范圍的開(kāi)始點(diǎn)，較佳的是，用于每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的電壓強(qiáng)度Ed和偏轉(zhuǎn)距離r(z)滿(mǎn)足一階回轉(zhuǎn)浸沒(méi)式物鏡(SORIL)的判據(jù)Ed＝K[1/2B’(z)r(z)+B(z)r(z)/2)+(1/2)φ″Z(r)r(z)+φ′(z)r(z)/z其中，Ed是在該偏轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度并與光軸(z軸垂直)，以產(chǎn)生給定的偏轉(zhuǎn)，r(z)是離z軸的徑向偏轉(zhuǎn)距離，是沿該軸距離的函數(shù)，B(z)是沿透鏡光軸的磁力線(xiàn)密度，φ(z)是在光軸上的電位，φ′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，φ″(z)是相對(duì)于z的二階導(dǎo)數(shù)，B′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，以及k是為完成單位變換所需的常數(shù)。
因?yàn)閺姆匠?規(guī)定的判據(jù)的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度只包括一階項(xiàng)，它用于為決定一給定的偏轉(zhuǎn)所需的場(chǎng)強(qiáng)的開(kāi)始點(diǎn)。不過(guò)，即使方程1被滿(mǎn)足，仍然會(huì)有由偏轉(zhuǎn)單元引起的對(duì)主束的三階和五階的象差。為把這些較高階象差減為最小或消除它們，就需要最佳選配。一般，這種優(yōu)化是通過(guò)在數(shù)字計(jì)算機(jī)上的數(shù)值計(jì)算法并設(shè)法離在z軸的最大偏轉(zhuǎn)處維持粒子束圓的形狀。滿(mǎn)足方程1的每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元120a，120d，120e作為第一近似，一起作用以產(chǎn)生用于在等掃描區(qū)域S×S上的偏轉(zhuǎn)范圍D×D之內(nèi)定位粒子束的一個(gè)給定的偏轉(zhuǎn)量(圖4)。對(duì)每個(gè)單元來(lái)說(shuō)，從每個(gè)單元提供的偏轉(zhuǎn)量可能是不同的，而每個(gè)單元是分開(kāi)被優(yōu)化的。每個(gè)滿(mǎn)足方程1的偏轉(zhuǎn)單元120b和120c作為第一近似，一起作用以產(chǎn)生用于在區(qū)域S×S(圖4)上掃描粒子束所需的偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)單元120b和120c被設(shè)計(jì)來(lái)使得在S×S的區(qū)域上的快速掃描成為可能，而偏轉(zhuǎn)單元120a，120d和120e維持在D×D范圍中束的位置。定位(或較慢移動(dòng))偏轉(zhuǎn)單元和從定位單位分離的快速掃描單元使我們得出大的偏轉(zhuǎn)范圍(D×D)，而仍能保持偏轉(zhuǎn)范圍的亞區(qū)域中快速掃描的能力不變。
圖7示出通過(guò)主電子與樣品碰撞而產(chǎn)生的二次電子SE的軌跡。因?yàn)闇p速電場(chǎng)Er，二次電子被加速到約11KeV的能量。這些電子的大部分被采用PIN兩極管或其它電子俘獲器件的環(huán)形探測(cè)器收集。環(huán)形探測(cè)器的孔徑大小是有決定性的。太小的孔徑易受污染而有害地影響主束。太大的孔徑降低了對(duì)二次和背散射電子的收集效率。在一實(shí)施例中，把探測(cè)器孔徑限于直徑為0.3mm到2.0mm之間。在一實(shí)施例中，在整個(gè)掃描區(qū)上的二次電子SE的俘獲效率是在約85％到95％的范圍內(nèi)。
雖然本發(fā)明已根據(jù)專(zhuān)門(mén)的實(shí)施例作了描述，但對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑會(huì)明白，其中的替代和修改是預(yù)期到的。所以，意圖把下面的權(quán)利要求書(shū)理解來(lái)覆蓋所有這種替代和修改，因?yàn)閷儆诒景l(fā)明的真實(shí)精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于聚焦主粒子束并在待檢驗(yàn)的樣品上移動(dòng)該聚焦的粒子束和收集通過(guò)該主束與樣品碰撞而產(chǎn)生的二次電子和背散射電子的回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括磁透鏡，用于在樣品附近產(chǎn)生磁場(chǎng)以在樣品上聚焦粒子束的粒子，該磁透鏡具有中央腔，該粒子束通過(guò)它傳播；電極，具有用于對(duì)靠近和在樣品上的粒子束提供減速場(chǎng)的電位，當(dāng)該束與樣品碰撞時(shí)，來(lái)減小該粒子束的能量；以及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括沿束軸設(shè)置的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元，用來(lái)偏轉(zhuǎn)該粒子束以使樣品的掃描成為可能，偏轉(zhuǎn)單元中的至少一個(gè)設(shè)置在該束的減速場(chǎng)中，其余的偏轉(zhuǎn)單元設(shè)置在磁透鏡的中央腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中主粒子束是電子束，且還包括探測(cè)單元，用于收集通過(guò)主束與樣品碰撞而產(chǎn)生的背散射電子和二次電子，把該探測(cè)單元放在俘獲沿光軸以與主束相反的方向上傳播的背散襯電子和二次電子的合適位置上。
3.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述主粒子束是電子束。
4.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述磁透鏡是側(cè)磁極的磁透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述磁透鏡的中央腔相對(duì)于束軸是軸對(duì)稱(chēng)的。
6.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的第一組合偏轉(zhuǎn)該粒子束以把該束定位在待掃描區(qū)上的起始位置處，以及其中多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的第二組合以?huà)呙柽\(yùn)動(dòng)在該區(qū)域上移動(dòng)該粒子束，這樣可構(gòu)成該區(qū)域的象。
7.如權(quán)利要求6所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于偏轉(zhuǎn)單元的第一組合以相對(duì)于該束的掃描速度是慢的速度把該粒子束偏轉(zhuǎn)到起始位置。
8.如權(quán)利要求6所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于放在減速場(chǎng)中合適位置的偏轉(zhuǎn)單元被包括在偏轉(zhuǎn)單元的第一組合中。
9.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于位于磁透鏡中央腔內(nèi)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元被維持在高于粒子束源的源的平均電位，以維持當(dāng)該束經(jīng)過(guò)中央腔傳播時(shí)粒子束的能量。
10.如權(quán)利要求9所述的物鏡系統(tǒng)，其中粒子束源被維持在負(fù)電位，以及其中位于磁透鏡中央腔內(nèi)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元被維持在平均地電位。
11.如權(quán)利要求10所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述粒子束源的負(fù)電位約為-12kV。
12.如權(quán)利要求10所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述粒子束源的負(fù)電位在約-2kV到-35kV的范圍內(nèi)變動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中該樣品相對(duì)于粒子束的源電位是正電位；其中位于減速場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)單元被維持在相對(duì)于樣品的電位為負(fù)的平均電位。
14.如權(quán)利要求13所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，樣品的正電位在約250V到1500V的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求13所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，該偏轉(zhuǎn)單元的負(fù)平均電位在約-200V到-3000V的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中偏轉(zhuǎn)單元具有一孔徑，該主束經(jīng)該孔徑通過(guò)，以及其中跨越該孔徑，該偏轉(zhuǎn)單元具有電壓強(qiáng)度(Ed)，和滿(mǎn)足一階回轉(zhuǎn)減速浸設(shè)式物鏡的判據(jù)的偏轉(zhuǎn)距離(r(z))Ed＝K[1/2B’(z)r(z)+B(z)r(z)/2)+(1/2)φ″Z(r)r(z)+φ′(z)r(z)/z其中，Ed是在偏轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，且與光軸(z軸)垂直，以產(chǎn)生給定的偏轉(zhuǎn)，r(z)是離z軸的徑向偏轉(zhuǎn)距離，是沿該軸距離的函數(shù)，B(z)是沿透鏡光軸的磁力線(xiàn)密度，φ(z)是在光軸上的電位，φ′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，φ″(z)是相對(duì)于z的二階導(dǎo)數(shù)，B′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，而k是為完成單位轉(zhuǎn)換所需的常數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)單元具有電壓強(qiáng)度和被最優(yōu)化的偏轉(zhuǎn)距離來(lái)基本上減少三階和五階象差。
18.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中磁透鏡的中央腔具有水桶的形狀，以及其中設(shè)置在中央磁透鏡的靠近水桶頂部的偏轉(zhuǎn)單元具有較大的直徑，而靠近水桶底部的偏轉(zhuǎn)單元?jiǎng)t有較小的直徑。
19.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，磁透鏡的該中央腔在一點(diǎn)處具有限定束的孔徑，在該1處，該主粒子束進(jìn)入中央腔，以及在一點(diǎn)處有透鏡孔徑，在該點(diǎn)處，該主粒子束離開(kāi)磁透鏡的中央腔。
20.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中，該磁透鏡的中央腔在一點(diǎn)具有限定束的孔徑，在該點(diǎn)處，該主粒子束進(jìn)入該中央腔；且還包括位于在該主粒子束進(jìn)入中央腔的一點(diǎn)之下的環(huán)形探測(cè)單元，該探測(cè)單元具有大于限定粒子束孔徑的一孔徑。
21.如權(quán)利要求20所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，述探測(cè)器具有直徑約為0.3mm到2mm范圍內(nèi)的孔徑。
22.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于該偏轉(zhuǎn)單元是靜電偏轉(zhuǎn)單元。
23.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元包括多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段，每個(gè)區(qū)段與其它的區(qū)段是絕緣的，和用于支承該導(dǎo)電區(qū)段的襯底，該襯底具有由導(dǎo)電區(qū)域圍著的小孔，而主粒于束經(jīng)過(guò)這小孔而通過(guò)；以及其中施加電壓到區(qū)段中的至少兩個(gè)區(qū)段上以偏轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)這些偏轉(zhuǎn)單元傳播的粒子束。
24.如權(quán)利要求23所述的物鏡系統(tǒng)，其中每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元包括12個(gè)導(dǎo)電區(qū)段，配置在每組三個(gè)區(qū)段的4個(gè)組中；以及其中將單獨(dú)的電壓施加到區(qū)段的4個(gè)組中的每一個(gè)，以偏轉(zhuǎn)該主粒子束。
25.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其中4個(gè)組中的兩個(gè)組在X方向偏轉(zhuǎn)主粒子束，而其中4個(gè)組中的另兩個(gè)組則在Y方向偏轉(zhuǎn)該主束。
26.如權(quán)利要求1所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，X方向和Y方向的組差動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)。
27.一種用于物鏡系統(tǒng)在樣品上增加掃描場(chǎng)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在樣品的附近產(chǎn)生磁場(chǎng)，以在該樣品上聚焦粒子束的粒子；提供減速電場(chǎng)以在該束與該樣品碰撞之前減小粒子束的能量；在待掃描的區(qū)域上定位該已聚焦的粒子束，該區(qū)是在樣品的偏轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)，定位的最后階段，通過(guò)偏轉(zhuǎn)該束以在減速電場(chǎng)內(nèi)在樣品上增加偏轉(zhuǎn)范圍而發(fā)生。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中一偏轉(zhuǎn)單元具有孔徑，該主束經(jīng)過(guò)該孔徑而通過(guò)；以及其中該偏轉(zhuǎn)單元跨越該孔徑具有電壓強(qiáng)度(Ed)以及滿(mǎn)足一階回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡判據(jù)的偏轉(zhuǎn)距離(r(z))Ed＝K[1/2B’(z)r(z)+B(z)r(z)/2)+(1/2)φ″Z(r)r(z)+φ′(z)r(z)/z其中，Ed是在偏轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，且與光軸(z軸)垂直，以產(chǎn)生給定的偏轉(zhuǎn)，r(z)是離z軸的徑向偏轉(zhuǎn)距離，是沿該軸距離的函數(shù)，B(z)是沿透鏡光軸的磁力線(xiàn)密度，φ(z)是在光軸上的電位，φ′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，φ″(z)是相對(duì)于z的二階導(dǎo)數(shù)，B′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，而k是為完成單位轉(zhuǎn)換所需的常數(shù)。
29.如權(quán)利要求28所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)單元具有電壓強(qiáng)度和被最優(yōu)化的偏轉(zhuǎn)距離來(lái)基本上減少三階和五階象差。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述粒子束是電子束。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生磁場(chǎng)的步驟包括從磁透鏡產(chǎn)生該磁場(chǎng)的步驟。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述磁透鏡是側(cè)磁極磁透鏡型。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述側(cè)磁極磁透鏡包括形成在其內(nèi)的中央腔，該中央腔相對(duì)于所述束軸是軸對(duì)稱(chēng)的。
34.一種用于觀察樣品的掃描顯微鏡，其特征在于，包括主粒子束源；加速電極(陽(yáng)極)，用于傳遞能量給主粒子束；物鏡系統(tǒng)，用于在樣品上聚焦該主粒子束源，該物鏡系統(tǒng)包括磁透鏡，用于在樣品附近產(chǎn)生磁場(chǎng)以把該粒子束的粒子聚焦到樣品上，該磁場(chǎng)具有中心腔，粒子束經(jīng)過(guò)該腔傳播；電極，具有用于在靠近樣品處提供減速場(chǎng)到粒子束的電位，當(dāng)該束與樣品碰撞時(shí)來(lái)減少該粒子束的能量；以及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括沿束軸配置的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元，用于偏轉(zhuǎn)該粒子束，以使樣品的掃描成為可能，偏轉(zhuǎn)單元中的至少一個(gè)放在該束的減速場(chǎng)中，其余的偏轉(zhuǎn)單元放在磁透鏡的中央腔內(nèi)。
35.如權(quán)利要求34所述的電子顯微鏡，其特征在于，還包括會(huì)聚透鏡系統(tǒng)，將其設(shè)置為接收來(lái)自粒子束源的主粒子束并提供已聚焦的主粒子束到物鏡系統(tǒng)。
36.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其特征在于，所述粒子束源是電子束源。
37.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其特征在于，磁透鏡是側(cè)磁極磁透鏡。
38.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其特征在于，該磁透鏡包括在其內(nèi)形成中央腔。
39.如權(quán)利要求38所述的顯微鏡，其特征在于，所述磁透鏡的中央腔相對(duì)于束軸是軸對(duì)稱(chēng)的。
40.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其中偏轉(zhuǎn)單元具有孔徑，該主束經(jīng)過(guò)該孔徑而通過(guò)；其中該偏轉(zhuǎn)單元跨越該孔徑具有電壓強(qiáng)度(Ed)以及滿(mǎn)足一階回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物鏡判據(jù)的偏轉(zhuǎn)距離(r(z))Ed＝K[1/2B’(z)r(z)+B(z)r(z)/2)+(1/2)φ″Z(r)r(z)+φ′(z)r(z)/z其中，Ed是在偏轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，且與光軸(z軸)垂直，以產(chǎn)生給定的偏轉(zhuǎn)，r(z)是離z軸的徑向偏轉(zhuǎn)距離，是沿該軸距離的函數(shù)，B(z)是沿透鏡光軸的磁力線(xiàn)密度，φ(z)是在光軸上的電位，φ′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，φ″(z)是相對(duì)于z的二階導(dǎo)數(shù)，B′(z)是相對(duì)于z的一階導(dǎo)數(shù)，而k是為完成單位轉(zhuǎn)換所需的常數(shù)。
41.如權(quán)利要求40所述的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)單元具有電壓強(qiáng)度和被最優(yōu)化的偏轉(zhuǎn)距離來(lái)基本上減少三階和五階象差。
42.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其特征在于，偏轉(zhuǎn)單元是靜電偏轉(zhuǎn)單元。
43.如權(quán)利要求34所述的顯微鏡，其中該束源被充電到第一電位，該加速陽(yáng)極被充電到第二電位，該減速場(chǎng)電極被充電到第三電位，在腔中的諸偏轉(zhuǎn)單元被充電到第四電位，在腔外的該偏轉(zhuǎn)單元被充電到第五電位，和該樣品被充電到第六電位；以及其中在第一直至第六電位之間的關(guān)系是相對(duì)的，任何電位可以是地電位，
44.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在等掃描區(qū)域上定位該已聚焦粒子束的步驟是通過(guò)第一組的偏轉(zhuǎn)單元來(lái)完成的，該第一組包括放在減束場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)單元。
45.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)該束被固定在被掃描區(qū)的位置上時(shí)，掃描該區(qū)域的步驟，該束的掃描運(yùn)動(dòng)比該束的定位運(yùn)動(dòng)更快速。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，所述在待掃描區(qū)域上定位已聚焦粒子束的步驟是第一組偏轉(zhuǎn)單元來(lái)完成的，該第一組包括放在減速場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)單元；以及其中掃描該區(qū)域的步驟是與該第一組分開(kāi)的第二組偏轉(zhuǎn)單元來(lái)完成的。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，還包括在該區(qū)的掃描期間收集從樣品發(fā)射的二次電子和背散射電子的步驟。
全文摘要
一種回轉(zhuǎn)減速浸沒(méi)式物簡(jiǎn)系統(tǒng)及方法，它提供具有大束電流的低電壓電子束，相當(dāng)高的空間分辨率，相當(dāng)大的掃描范圍，和高的信號(hào)收集效率。該物鏡包括用于在樣品附近產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁透鏡，以把粒子束的粒子聚焦到樣品上；具有用于在靠近樣品處提供減速場(chǎng)到粒子束的電位的電極，當(dāng)該束與樣品碰撞時(shí)來(lái)減少粒子束的能量；包括沿該束軸設(shè)置的多個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于偏轉(zhuǎn)該粒子束以使在具有大區(qū)域的樣品上掃描成為可能，偏轉(zhuǎn)單元中的至少一個(gè)放在該束的減速場(chǎng)中，其余的偏轉(zhuǎn)單元放在磁透鏡的中央腔內(nèi)；以及具有相當(dāng)小的孔徑的環(huán)形探測(cè)單元，放在限定主束的孔徑下面，以俘獲二次電子(SE)和背散襯電子(BSE)。
文檔編號(hào)H01J3/26GK1630926SQ02828993
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2002年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
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