專利名稱:防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及掃描電子顯微鏡裝置，具體涉及一種防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電 鏡安全防護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy, SEM) 一般包括真空系統(tǒng)，電子 束系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)，其中的電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用于產(chǎn)生 一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成象。電磁透鏡的作用是將熱發(fā)射 電子成束。通常電磁透鏡會(huì)裝配一組匯聚透鏡和一組物鏡。其中，匯聚透鏡用來(lái)匯聚電子 束，其位于電子槍之下，并且通常不止一個(gè)，并有一組匯聚光圈與之相配。但匯聚透鏡僅僅 用于匯聚電子束，與成象會(huì)焦無(wú)關(guān)。參見圖1，電子束104在到達(dá)待測(cè)樣品103之前被多次 成束即匯聚透鏡作用的結(jié)果。物鏡102為真空柱中最下方的一個(gè)電磁透鏡，它負(fù)責(zé)將電子 束的焦點(diǎn)匯聚到待測(cè)樣品103表面。參見圖1，待測(cè)樣品固定裝置101用于將待測(cè)樣品103 固定在特定位置，而物鏡102位于待測(cè)樣品103上方。
對(duì)于結(jié)構(gòu)比較精細(xì)的，亞分子級(jí)及納米量級(jí)范圍結(jié)構(gòu)的待測(cè)樣品來(lái)說，輕微的摩 擦都會(huì)造成較大的劃傷。特別是對(duì)于芯片加工行業(yè)來(lái)說，晶圓經(jīng)過刻蝕加工后由機(jī)器手 送到掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)檢查，其間任何的偏差都會(huì)導(dǎo)致待測(cè)樣品與距離最近的物鏡 102接觸，其會(huì)造成晶圓嚴(yán)重的劃傷，甚至報(bào)廢該片晶圓，造成嚴(yán)重?fù)p失。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的掃面電子顯微鏡由于未設(shè) 置任何安全防范裝置而導(dǎo)致的容易劃傷待測(cè)樣品的技術(shù)問題，提供一種防止劃傷待測(cè)樣品 的掃描電鏡安全防護(hù)裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下
一種防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置，其設(shè)置于位于物鏡下方的，用 于將待測(cè)樣品固定在特定位置的待測(cè)樣品固定裝置上；該安全防護(hù)裝置包括感應(yīng)觸頭、 探測(cè)模塊和報(bào)警模塊；
所述感應(yīng)觸頭，設(shè)置于待測(cè)樣品固定裝置的頂部；
所述探測(cè)模塊，用于探測(cè)所述感應(yīng)觸頭與所述物鏡之間的距離；
所述報(bào)警模塊，接收所述探測(cè)模塊探測(cè)到的距離值，對(duì)低于預(yù)設(shè)值的距離值進(jìn)行報(bào)警。
在上述技術(shù)方案中，所述探測(cè)模塊為射頻模塊或者紅外模塊。
在上述技術(shù)方案中，所述報(bào)警模塊在報(bào)警的同時(shí)將信號(hào)發(fā)送給掃描電鏡主系統(tǒng)， 所述掃描電鏡主系統(tǒng)為控制掃描電鏡進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。
在上述技術(shù)方案中，所述感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊所組成子系統(tǒng)與所述掃 描電鏡主系統(tǒng)之間通過無(wú)線通訊方式進(jìn)行信息傳遞。[0013]在上述技術(shù)方案中，所述感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊之間通過電纜連接。
在上述技術(shù)方案中，所述待測(cè)樣品為晶圓。
在上述技術(shù)方案中，所述待測(cè)樣品固定裝置為錐形滾珠軸承。
本實(shí)用新型的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置具有以下的有益效 果
首先，該裝置利用感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊的相互配合，避免了物鏡與待測(cè) 樣品距離過近，進(jìn)而做到了防止物鏡與待測(cè)樣品相互摩擦，避免造成樣品的損傷；
另外，該裝置中的感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊之間的信號(hào)傳遞可以采用有線 連接或者無(wú)線連接的方式進(jìn)行，具體的連接方式可以依據(jù)不同設(shè)備靈活設(shè)置；
再有，采用密封錐形滾珠軸承作為待測(cè)樣品固定裝置，避免了該裝置在長(zhǎng)期工作 過程中的損耗，減少了粉塵的產(chǎn)生，使得該裝置適合于應(yīng)用在要求在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行樣品 加工操作的芯片加工技術(shù)領(lǐng)域：
。


圖1是掃描電子顯微鏡的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的掃描電子顯微鏡中錐形軸承的位置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3a是本發(fā)明的錐形軸承的一種具體實(shí)施方式
的位置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3b是本發(fā)明的錐形軸承另外一種具體實(shí)施方式
的位置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3c是圖3b中的錐形軸承在滾珠3111中心高度所在位置的水平截面結(jié)構(gòu)示意 圖；
圖中的附圖標(biāo)記表示為
101-待測(cè)樣品固定裝置；102-物鏡；103-待測(cè)樣品；104-電子束；
201-錐形軸承；202-托塊；203-支撐底座；
301-晶圓；302-紅外模塊；303-感應(yīng)觸頭；304-射頻模塊；305-電纜；306-報(bào)警
裝置；
311-錐形滾珠軸承；3111-滾珠；3112-外層護(hù)墊；3113-內(nèi)層護(hù)墊；3114-中軸螺絲。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用在掃描電子顯微鏡中的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電 鏡安全防護(hù)裝置。掃描電子顯微鏡一般包括真空系統(tǒng)，電子束系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)，其中的 電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的、電子能 量確定的電子束用以掃描成象。電磁透鏡的作用是將熱發(fā)射電子成束，通常電磁透鏡會(huì)裝 配一組匯聚透鏡和一組物鏡。其中，匯聚透鏡用來(lái)匯聚電子束，其位于電子槍之下，并且通 常不止一個(gè)，并有一組匯聚光圈與之相配。但匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束，與成象會(huì)焦無(wú) 關(guān)。參見圖1，電子束104在到達(dá)待測(cè)樣品103之前被多次成束即匯聚透鏡作用的結(jié)果。物 鏡102為真空柱中最下方的一個(gè)電磁透鏡，它負(fù)責(zé)將電子束的焦點(diǎn)匯聚到待測(cè)樣品103表 面。參見圖1，待測(cè)樣品固定裝置101用于將待測(cè)樣品103固定在特定位置，而物鏡102位 于待測(cè)樣品103上方。[0031]具體的說，參見圖2，在現(xiàn)有技術(shù)中，待測(cè)樣品103由待測(cè)樣品支撐裝置支撐底座 203和待測(cè)樣品穩(wěn)定裝置托塊202支撐，由錐形軸承201對(duì)其進(jìn)行固定防止其發(fā)生滑動(dòng)。在 掃描電子顯微鏡中待測(cè)樣品103與物鏡102之間的距離是很小的，一般在毫米量級(jí)。在高 度機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)備中，待測(cè)樣品103與物鏡102之間一般也不會(huì)發(fā)生摩擦接觸。但是，如 果機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，個(gè)別的特定零件松動(dòng)有可能造成樣品的輸送會(huì)產(chǎn)生一定的偏差，進(jìn)而 使得待測(cè)樣品103與物鏡102之間發(fā)生劃擦，從而可能發(fā)生待測(cè)樣品損壞甚至掃描電子顯 微鏡損壞的生產(chǎn)事故。本實(shí)用新型的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置就設(shè)置在 錐形軸承201處，通過在檢測(cè)到物鏡102的位置不理想時(shí)發(fā)出預(yù)警，來(lái)防止上述影響生產(chǎn)安 全的可能情況發(fā)生。
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
如圖3a所示，圓盤形狀的待測(cè)樣品晶圓301水平放置于支撐底座302上方的托塊 202之上，并且被間隔120度設(shè)置的三個(gè)錐形軸承201在其圓周周圍將其固定住。本實(shí)施例 的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置，其設(shè)置于位于物鏡即物鏡102下方的，用 于將晶圓301固定在特定位置的錐形軸承201上。該安全防護(hù)裝置包括感應(yīng)觸頭303、探 測(cè)模塊和報(bào)警裝置306，所述感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊之間通過電纜305連接，以進(jìn) 行與控制掃描電鏡進(jìn)行檢測(cè)的掃描電鏡主系統(tǒng)之間的信息傳遞。本實(shí)施例中的所述探測(cè)模 塊為射頻模塊304。所述感應(yīng)觸頭303設(shè)置于錐形軸承201的頂部；所述射頻模塊304用 于探測(cè)所述感應(yīng)觸頭303與所述物鏡102之間的距離d ；所述報(bào)警裝置306用于在所述感 應(yīng)觸頭303與所述物鏡102之間的距離低于預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)將信號(hào)發(fā)送給所述 掃描電鏡主系統(tǒng)，從而利用預(yù)警做到防止劃傷晶圓301。
本實(shí)施例的工作過程為射頻模塊304控制感應(yīng)觸頭303檢測(cè)該感應(yīng)觸頭303與 物鏡102之間的距離，如果此時(shí)該距離符合要求，在預(yù)設(shè)的數(shù)值范圍內(nèi)，例如預(yù)設(shè)值為0. 6 毫米(mm)，而此時(shí)的距離為0.8毫米(mm)，則將晶圓301送到預(yù)定位置，并由三個(gè)錐形軸承 201將其固定的夾住，之后進(jìn)行掃描檢測(cè)的操作；但是如果該距離不符合要求，例如為0. 3 毫米(mm)，則此時(shí)由報(bào)警裝置306發(fā)出警報(bào)，不進(jìn)行將晶圓301送到預(yù)定位置的操作，避免 發(fā)生生產(chǎn)事故。
當(dāng)然在其他的具體實(shí)施方式
中，感應(yīng)觸頭303與物鏡102之間的距離的預(yù)設(shè)安全 數(shù)值根據(jù)需要可以為其他的數(shù)值，如1毫米(mm)或者2毫米(mm)等，其不是本實(shí)施例的重 點(diǎn)，在此不再贅述。
本實(shí)施例的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置利用感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊 和報(bào)警模塊的相互配合，避免了物鏡102與待測(cè)樣品晶圓301距離過近，進(jìn)而做到了防止物 鏡與待測(cè)樣品相互摩擦，避免造成樣品的損傷。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1中不同的地方在于探測(cè)模塊為紅外模塊302 ；待測(cè)樣品穩(wěn)定 裝置為錐形滾珠軸承311 ；另外還有感應(yīng)觸頭303、紅外模塊302和報(bào)警裝置306，即感應(yīng)觸 頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊之間組成的子系統(tǒng)以及所述掃描電鏡主系統(tǒng)之間通過無(wú)線連接的 方式進(jìn)行信息傳遞。具體的說[0040]紅外模塊302替代射頻模塊，進(jìn)行探測(cè)所述感應(yīng)觸頭303與所述物鏡102之間的
距離d。
另夕卜，如圖3b和圖3c所示，錐形滾珠軸承311包括滾珠3111、外層護(hù)墊3112、 內(nèi)層護(hù)墊3113以及中軸螺絲3114。與實(shí)施例1中的錐形軸承相比較，該錐形滾珠軸承311 以外層護(hù)墊3112和內(nèi)層護(hù)墊3113之間以滾珠3111作為間隔的方式，做到了減少中軸螺絲 3114與同其接觸的護(hù)墊之間的摩擦，可以有效的降低長(zhǎng)期運(yùn)行過程中產(chǎn)生的磨損，減少了 粉塵的產(chǎn)生，使得該本實(shí)施例的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置適合于應(yīng)用在 要求在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行樣品加工操作的芯片加工技術(shù)領(lǐng)域：
。
再有，如圖3b所示，感應(yīng)觸頭303、紅外模塊302和報(bào)警裝置306之間以無(wú)線方式 進(jìn)行連接通訊，使得本實(shí)施例的防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置適合于應(yīng)用在 空間較小的掃描電子顯微鏡中，適合于對(duì)現(xiàn)有的掃描電子顯微鏡進(jìn)行改造時(shí)采用。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種防止劃傷待測(cè)樣品的掃描電鏡安全防護(hù)裝置，其設(shè)置位于物鏡下方，用于將待測(cè)樣品固定在特定位置的待測(cè)樣品固定裝置上；其特征在于，該安全防護(hù)裝置包括感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊；所述感應(yīng)觸頭，設(shè)置于待測(cè)樣品固定裝置的頂部；所述探測(cè)模塊，用于探測(cè)所述感應(yīng)觸頭與所述物鏡之間的距離；所述報(bào)警模塊，接收所述探測(cè)模塊探測(cè)到的距離值，對(duì)低于預(yù)設(shè)值的距離值進(jìn)行報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)模塊為射頻模塊或者紅外模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述報(bào)警模塊在報(bào)警的同時(shí)將信號(hào)發(fā)送 給掃描電鏡主系統(tǒng)，所述掃描電鏡主系統(tǒng)為控制掃描電鏡進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊所組 成子系統(tǒng)與所述掃描電鏡主系統(tǒng)之間通過無(wú)線通訊方式進(jìn)行信息傳遞。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊之間 通過電纜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述待測(cè)樣品為晶圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6述的裝置，其特征在于，所述待測(cè)樣品固定裝置為錐形滾珠軸承。
專利摘要
本實(shí)用新型提供了一種防止劃傷待測(cè)樣品(晶圓)的掃描電鏡安全防護(hù)裝置，其設(shè)置于位于物鏡下方的，用于將待測(cè)樣品固定在特定位置的待測(cè)樣品固定裝置上；該安全防護(hù)裝置包括感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊；所述感應(yīng)觸頭，設(shè)置于待測(cè)樣品固定裝置的頂部；所述探測(cè)模塊，用于探測(cè)所述感應(yīng)觸頭與所述物鏡之間的距離；所述報(bào)警模塊，接收所述探測(cè)模塊探測(cè)到的距離值，對(duì)低于預(yù)設(shè)值的距離值進(jìn)行報(bào)警，防止劃傷待測(cè)樣品。本實(shí)用新型的安全防護(hù)裝置利用感應(yīng)觸頭、探測(cè)模塊和報(bào)警模塊的相互配合，避免了物鏡與待測(cè)樣品距離過近，進(jìn)而做到了防止物鏡與待測(cè)樣品相互摩擦，避免造成樣品損傷。
文檔編號(hào)G01Q30/02GKCN201707351SQ201020248354
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月25日
發(fā)明者何軍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan