[發明專利]用于粒子光學鏡筒的鏡筒內檢測器

有效

• 申請號: 201210125537.1
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102760628A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: L.圖馬;P.哈拉文卡;P.西塔爾;R.塞斯卡;B.塞達
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244;G01T1/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;李家麟

技術領域

本發明涉及一種帶電粒子鏡筒，該鏡筒包括：

·?帶電粒子源，用于產生帶電粒子束，

·?樣本載體，用于對樣本保持和定位，

·?物鏡，用于將帶電粒子束聚焦于樣本上，物鏡具有：

??????○?第一和第二電極，用于生成聚焦靜電場，第一電極定位于第二電極與樣本載體之間，以及

??????○?第一和第二極靴（pole?piece），用于生成聚焦磁場，第一極靴定位于第二極靴與樣本載體之間，

??????○?靜電場和磁場示出重疊，

·?檢測器，在第一電極的源側，用于檢測帶電粒子，檢測器示出對帶電粒子敏感的表面。

本發明還涉及一種使用這樣的鏡筒（column）的方法。

背景技術

根據第4,831,266號美國專利已知這樣的鏡筒。

已知的專利描述了一種包括電子源和在光軸周圍的組合磁/靜電物鏡的電子光學鏡筒。透鏡的磁部分包括處于地電勢的兩個極靴：與樣本接近的第一極靴和從樣本移開更多的第二極靴。

靜電透鏡由在樣本附近的光軸周圍的孔徑形式的第一電極構成。這一第一電極與第一極靴重合。

形式為蜿展管（flaring?tube）的第二電極在第一電極與電子源之間包圍光軸。管具有在樣本這一側的小直徑和在電子源這一側的更大直徑。第二電極關于樣本和磁極靴保持于電勢U_KE。

形式為具有小直徑的管的第三電極在第二電極與源之間放置于光軸周圍。第三電極關于樣本保持于電勢U_RE。

例如包括具有光導的閃爍體盤或者半導體盤的檢測器（比如PIN二極管）在與光軸垂直的檢測器平面中包圍第三電極。檢測器保持于第二電極的電勢U_KE（第二電極的電勢）。

當初級束碰撞樣本時生成次級輻射，該次級輻射包括次級電子（SE，定義為具有比50eV更少的能量、更具體具有5eV或者更少的能量的電子）和反向散射電子（BSE，定義為具有在50eV以上的能量上至撞擊電子的能量）。

SE由于脫離透鏡的磁場與靜電場的組合影響而保持與物鏡的軸接近。已知的專利教導了交叉（cross-over）形成于樣本與檢測器之間，因而發散束照射檢測器。檢測器因此檢測SE的大部分并且也檢測一些BSE。

在已知的專利中公開的鏡筒的缺點是檢測BSE的效率低。

第4,926,054號美國專利公開一種與在第4,831,266號美國專利中公開的透鏡相似的透鏡，示出了在樣本與磁透鏡的軛（yoke）之間的附加控制電極，使得可以調諧SE的交叉的位置。通過將孔徑放置于交叉的位置，阻擋BSE并且可以形成幾乎僅SE的圖像。

在US4,926,054號中公開的鏡筒的缺點是BSE的檢測效率低并且需要又一控制電極和關聯的電源，從而造成更復雜的透鏡。

發明內容

本發明旨在于提供一種用于檢測BSE的解決方案。

為此，本發明的特征在于：

·?第二電極在第二極靴與樣本載體之間示出與樣本載體相向的電極表面，所述電極表面示出用于傳送帶電粒子束的鉆孔，并且

·?帶電粒子敏感表面形成所述電極表面的至少部分。

發明人發現：通過組合檢測器的敏感表面與第二電極的與在所述位置的樣本相向的表面并且通過適當激發磁和靜電（雙電極）透鏡，無需第三電極及其關聯的電源而不損害透鏡性能或者檢測器效率。

注意極靴可以處于地電勢，但是這并非必需的。這對于樣本和樣本載體而言同樣成立，該樣本和樣本載體可以處于與第一電極相同的電勢、但是也可以關于第一電極和第一極靴進行偏置。

注意在J.P.?Vermeulen的“New?Developments?in?GEMINI??FESEM?Technology”（http://www.touchbriefings.com/pdf/1065/carlzeiss_tech.pdf）中，公開了甚至更復雜的檢測器，其中SE由第一檢測器檢測而BSE由從樣本移開更多的第二檢測器檢測。SE形成在樣本與第一檢測器之間的交叉以便用發散束照射第一檢測器，而根據所述公開文獻的圖7的BSE在第一檢測器的位置形成交叉。由于第一檢測器示出中心孔（用于傳送初級束和反向散射電子束），多數BSE穿過第一檢測器以由第二檢測器檢測。