[發(fā)明專利]雙束雙焦帶電粒子顯微鏡

在審

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• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113471043A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設計）人: A·亨斯特;Y·鄧;H·科爾;A·穆罕默德-蓋達里
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01J37/21
• 分類號: H01J37/21;H01J37/26;G01N23/2251
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;周學斌

根據(jù)本公開的用于使用雙束雙焦帶電粒子顯微鏡來研究樣本的方法和系統(tǒng)包括向所述樣本發(fā)射多個帶電粒子，將所述多個帶電粒子形成為第一帶電粒子束和第二帶電粒子束，以及修改所述第一帶電粒子束和所述第二帶電粒子束中的至少一束的聚焦特性。修改所述第一帶電粒子束和所述第二帶電粒子束中的至少一束的所述聚焦特性，使得所述第一帶電粒子束和所述第二帶電粒子束的對應焦平面不同。

背景技術

已經(jīng)開發(fā)了帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)以允許科學家研究和收集關于顯微鏡系統(tǒng)如何工作的信息。為了追求這種知識，科學家突破了當前帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)能夠研究的極限。盡管帶電粒子顯微鏡繼續(xù)發(fā)展以具有改進的研究能力，但我們最終將突破當前顯微鏡設置可實現(xiàn)的限制。隨著開始達到這些極限，需要新型帶電粒子顯微鏡。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的用于使用雙束雙焦帶電粒子顯微鏡來研究樣本的方法包括以下步驟：向樣本發(fā)射多個帶電粒子，將多個帶電粒子形成為第一帶電粒子束和第二帶電粒子束，以及修改第一帶電粒子束和第二帶電粒子束中的至少一束的焦平面，使得第一帶電粒子束和第二帶電粒子束的對應焦平面不同。例如，在一些實施例中，修改第一帶電粒子束和第二帶電粒子束中的至少一束的焦平面，使得第一帶電粒子束聚焦在樣本處或樣本附近的平面上，而第二帶電粒子束不聚焦在樣本處或樣本附近的平面上。

根據(jù)本公開的用于使用雙束雙焦帶電粒子顯微鏡來研究樣本的系統(tǒng)包含被配置成保持樣本的樣本保持器，被配置成向樣本發(fā)射帶電粒子的帶電粒子發(fā)射器，以及位于帶電粒子發(fā)射器和樣本保持器之間的雙焦射束形成器。雙焦射束形成器被配置成將多個帶電粒子形成為第一帶電粒子束和第二帶電粒子束，并且修改第一帶電粒子束和第二帶電粒子束中的至少一束的聚焦特性。在一些實施例中，雙焦射束形成器修改聚焦特性以使第一帶電粒子束和第二帶電粒子束的對應焦平面不同。可替換地，在其它設置中，第一帶電粒子束和第二帶電粒子束的經(jīng)修改的聚焦特性使得系統(tǒng)的另一部件（例如，多極元件、像散校正裝置等）能夠使第一帶電粒子束和第二帶電粒子束的對應焦平面不同。在一些實施例中，雙焦射束形成器修改至少一個射束的聚焦特性，使得第一帶電粒子束聚焦在樣本處或樣本附近的平面上，而第二帶電粒子束不聚焦在樣本處或樣本附近的平面上。

在本公開的一些實施例中，雙焦射束形成器對應于MEMS（微機電系統(tǒng)）裝置，所述MEMS裝置包含限定第一孔隙和第二孔隙的物理結構，所述第一孔隙被配置成允許多個帶電粒子中的第一部分帶電粒子穿過MEMS裝置，所述第二孔隙被配置成允許多個帶電粒子中的第二部分帶電粒子穿過MEMS裝置。這種MEMS裝置還包括一個或多個電極，所述一個或多個電極被配置成當相應的電壓被施加到所述一個或多個電極時生成至少四極場，所述四極場導致對所述第一部分帶電粒子和所述第二部分帶電粒子中的至少一部分的聚焦特性的修改。

在本公開的一些實施例中，雙焦射束形成器對應于孔隙透鏡陣列裝置，所述孔隙透鏡陣列裝置包含至少一個物理結構，所述物理結構限定了被配置成允許多個帶電粒子中的第一部分帶電粒子穿過孔隙透鏡陣列裝置的第一孔隙，被配置成允許多個帶電粒子中的第二部分帶電粒子穿過孔隙透鏡陣列裝置的第二孔隙；以及多個其它孔隙。這種孔隙透鏡陣列裝置還包括至少一個電極。第一孔隙、第二孔隙和多個其它孔隙形成圖案，當相應的電壓施加到至少一個物理結構和至少一個電極時，所述圖案產(chǎn)生電磁場，所述電磁場在使用孔隙透鏡陣列裝置期間向第二部分帶電粒子施加透鏡效應。例如，電磁場可以向一個或兩個射束施加四極透鏡效應和/或圓形透鏡效應。在根據(jù)本公開的一些實施例中，孔隙透鏡陣列向第一部分帶電粒子施加第一透鏡效應，并且向第二部分帶電粒子施加不同于第一透鏡效應的第二透鏡效應。

附圖說明

參照附圖進行了詳細描述。在附圖中，附圖標記最左側的一個或多個數(shù)字標識首次出現(xiàn)所述附圖標記的附圖。不同附圖中相同的附圖標記表示類似或相同的項。

圖1繪示了根據(jù)本發(fā)明的實例雙焦多束帶電粒子系統(tǒng)。

圖2繪示了利用根據(jù)本發(fā)明的雙焦多束帶電粒子系統(tǒng)來研究樣本的示例過程。