[發明專利]一種掃描電子顯微鏡物鏡系統及樣品探測方法

在審

• 申請號: 201810134652.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108231511A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李帥;何偉
• 申請（專利權）人: 聚束科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01J37/12
• 分類號: H01J37/12;H01J37/141;H01J37/147;H01J37/26;H01J37/28;G01N23/225
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 王軍紅;張穎玲

本發明公開了一種掃描電子顯微鏡物鏡系統，包括：磁透鏡、偏轉裝置、偏轉控制電極、待測樣品以及探測裝置；其中，所述磁透鏡的極靴方向朝向所述待測樣品；所述偏轉裝置，位于所述磁透鏡內部，包括至少一個子偏轉器；所述偏轉控制電極，位于所述探測裝置與所述待測樣品之間，用于改變作用于所述待測樣品上的初始電子束的方向，以及改變所述初始電子束作用于所述待測樣品產生的信號電子的方向；所述探測裝置，包括用于接收所述信號電子中的背散射電子的第一子探測器，和用于接收所述信號電子中的二次電子的第二子探測器。本發明還公開了一種樣品探測方法。

技術領域

本發明涉及掃描電子顯微鏡技術，尤其涉及一種掃描電子顯微鏡物鏡系統及樣品探測方法。

背景技術

與光學顯微鏡相比，電子顯微鏡具有更高的分辨率，然而電子顯微鏡具有較小的視場(通常小于百微米)，成像速度也比光學顯微鏡慢。然而隨著科學研究及工業生產的發展，對掃描電子顯微鏡的高通量特性要求越來越高，例如：在半導體及平板顯示器檢測領域，不僅需要掃描電子顯微鏡具有高的分辨率，還需要提高檢測速度以滿足大批量工業生產的需求。

在電子顯微鏡的實際應用中，由于過高的電子束能量會對樣品產生損害并在非導電樣品觀測中產生荷電效應而影響對樣品的探測，衍生出利用具有低落點能量的電子束對樣品進行探測。

在電子束具有低落點能量條件下，如何提高電子顯微鏡的分辨率，增大電子顯微鏡的掃描視場，并對信號電子在大的掃描視場下能夠進行高效的探測是亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種掃描電子顯微鏡物鏡系統及樣品探測方法，在保持掃描電子顯微鏡物鏡系統高分辨率的同時，實現信號電子在大視場下能夠進行高效的探測。

本發明實施例提供一種掃描電子顯微鏡物鏡系統，包括：磁透鏡、偏轉裝置、偏轉控制電極、待測樣品以及探測裝置；其中，

所述磁透鏡的極靴方向朝向所述待測樣品；

所述偏轉裝置，位于所述磁透鏡內部，包括至少一個子偏轉器；

所述偏轉控制電極，位于所述探測裝置與所述待測樣品之間，用于改變作用于所述待測樣品上的初始電子束的方向，以及改變所述初始電子束作用于所述待測樣品產生的信號電子的方向；

所述探測裝置，包括用于接收所述信號電子中的背散射電子的第一子探測器，和用于接收所述信號電子中的二次電子的第二子探測器。

上述方案中，所述偏轉控制電極包括：第一中心孔和多個偏轉控制子電極；

所述多個偏轉控制子電極以所述第一中心孔為中心，分布在所述第一中心孔周圍。

上述方案中，所述第一子探測器具有第二中心孔，所述第二中心孔的直徑小于所述第一中心孔的直徑。

上述方案中，所述第一子探測器包括至少一個第一子探測組件；

每個第一子探測組件，用于將獲取的相應區域的信號電子對應的信號發送至所述掃描電子顯微鏡物鏡系統外部的圖像處理裝置，以實現對相應區域的信號進行成像。

上述方案中，所述第二中心孔的直徑為毫米量級。

上述方案中，所述待測樣品設置于樣品臺上；

所述樣品臺的第二電壓值為V2，所述第一子探測器、所述偏轉控制電極與所述樣品臺形成一減速靜電透鏡場。

上述方案中，所述系統還包括高壓管，所述高壓管的中心軸線與所述磁透鏡的中心軸線重合。

上述方案中，所述子偏轉器均為磁偏轉器。

上述方案中，所述樣品臺的第二電壓值為V2，-30kV≤V2≤-5kV；