维恩过滤器和带电粒子束成像设备的制作方法

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维恩过滤器和带电粒子束成像设备的制作方法

2024-07-11 09:48:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

技术特征:

1.一种维恩过滤器,包括维恩过滤器主体,所述维恩过滤器主体包括:

静电偏转器,包括至少一对成对对置电极,每个电极包括构造为圆弧形的电极主体,每对成对对置电极各自的电极主体呈同心布置且在直径方向上相对置,所述至少一对成对对置电极配置成在分别被施加偏置电压的情况下协同工作产生各自电场;和

磁偏转器,包括至少一对成对对置磁极,每个磁极包括构造为圆弧形的磁极主体,每对成对对置磁极各自的磁极主体呈同心布置且在直径方向上相对置、且也与所述静电偏转器的所述至少一对成对对置电极各自的电极主体同心布置且在周向间隔开,所述至少一对成对对置磁极配置成产生各自磁场,

其中,

合成电场垂直于合成磁场;且

每个电极还具备从其电极主体径向内侧向内突伸的第一凸出部,且每个磁极也还具备从其磁极主体径向内侧向内突伸的第二凸出部。

2.根据权利要求1所述的维恩过滤器,其中,

所述至少一对成对对置磁极由导磁材料形成且还分别包括贴附于其磁极主体的径向外侧上的各自的励磁线圈,且配置成在激励电流通过所述励磁线圈中的情况下协同工作以产生所述各自磁场;或

所述至少一对成对对置磁极由永磁材料形成,且配置成协同工作以产生所述各自磁场。

3.根据权利要求1或2所述的维恩过滤器,其中,

所述至少一对成对对置磁极由导电材料制成为额外的电极,且配置成在分别被施加偏置电压的情况下协同工作产生额外的电场;和/或

所述至少一对成对对置电极由导磁材料制成为额外的磁极且还分别包括贴附于其电极主体的径向外侧上的各自的励磁线圈,且配置成在激励电流通过所述励磁线圈中的情况下协同工作以产生额外的磁场。

4.根据权利要求1所述的维恩过滤器,其中,

所述至少一对成对对置电极中的每个电极的电极主体分别在周向上延伸跨越相同弧度且彼此形状相同;和/或

所述至少一对成对对置磁极中的每个磁极的磁极主体分别在周向上延伸跨越相同弧度且彼此形状相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的维恩过滤器,其中,

所述至少一对成对对置电极中每个电极的电极主体和所述至少一对磁极中每个磁极的磁极主体的形状相同,且各自径向内侧处的内径相同,各自径向外侧处的外径也相同;和

所述至少一对成对对置电极的各自电极主体和所述至少一对成对对置磁极的各自磁极主体在周向上成角度地彼此间隔开且呈轴对称布置。

6.根据权利要求5所述的维恩过滤器,其中,所述至少一对成对对置电极和所述至少一对成对对置磁极在周向上以相同的角度彼此间隔布置。

7.根据权利要求6所述的维恩过滤器,其中,

至少一对成对对置电极为仅一对对置电极,且所述至少一对成对对置磁极为仅一对对置磁极,所述一对对置电极和所述一对对置磁极以90°角交替地间隔设置。

8.根据权利要求1所述的维恩过滤器,其中,

所述第一凸出部和所述第二凸出部的形状和尺寸设置成使得最小化入射到所述维恩过滤器内的带电粒子束的轴外象差。

9.根据权利要求8所述的维恩过滤器,其中,

所述第一凸出部在周向上延伸的角度不超过第一角度范围、且从电极主体径向内侧向内突伸不超过第一径向距离,所述第二凸出部在周向上延伸的角度不超过第二角度范围、且从磁极主体径向内侧向内突伸不超过第二径向距离。

10.根据权利要求9所述的维恩过滤器,其中,

所述第一角度范围为5°至40°,所述第一径向距离为介于每个电极主体的径向内侧处的内径的0.1倍至0.9倍之间的范围;且

所述第二角度范围为5°至40°,所述第二径向距离为介于每个磁极主体的径向内侧处的内径的0.1倍至0.9倍之间的范围。

11.根据权利要求9所述的维恩过滤器,其中,

所述第一凸出部呈从相应电极主体的径向内侧向内突伸的顶部内凹的弧形凸台;和/或

所述第二凸出部呈从相应磁极主体的径向内侧向内突伸的顶部内凹的弧形凸台。

12.根据权利要求9所述的维恩过滤器,其中,

所述第一凸出部呈从相应电极主体的径向内侧向内突伸的顶部拱起的部分球体、锥体形状之一;和/或

所述第二凸出部呈从相应磁极主体的径向内侧向内突伸的顶部拱起的部分球体、锥体形状之一。

13.根据权利要求9所述的维恩过滤器,其中,

所述第一凸出部呈从相应电极主体的径向内侧向内突伸的顶部平坦的圆台、球台、锥台、多级阶梯状台体之一;和/或

所述第二凸出部呈从相应磁极主体的径向内侧向内突伸的顶部平坦的圆台、球台、锥台、多级阶梯状台体之一。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的维恩过滤器,其中,所述第一凸出部与所述第二凸出部被构造呈相同形状。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的维恩过滤器,其中,所述第一角度范围和所述第二角度范围分别是在产生与所述维恩过滤器所产生的偏转场相同的等效偏转场、且具有分别呈从相应电极主体的径向内侧向内突伸的顶部内凹的弧形凸台形式的等效第一凸出部、以及呈从相应磁极主体的径向内侧向内突伸的顶部内凹的弧形凸台形式的等效第二凸出部的等效维恩过滤器中的所述弧形凸台所分别占据的弧度角。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的维恩过滤器,还包括同轴地布置于所述维恩过滤器主体两侧的呈环状的调节器,

其中,

响应于所述至少一对成对对置电极由导磁材料制成为额外的磁极且还分别包括贴附于其电极主体的径向外侧上的各自的励磁线圈,所述调节件为分别同轴地布置于维恩过滤器主体两侧且分别与维恩过滤器主体间隔开的磁环,所述磁环被定位和确定尺寸以收敛所述维恩过滤器的沿着光轴的原有合成磁场边缘处的磁力线以在光轴上匹配合成电场;和

响应于所述至少一对成对对置磁极由导电材料制成为额外的电极,所述调节件为分别同轴地布置于维恩过滤器主体两侧且分别与维恩过滤器主体间隔开的电极环,所述电极环被定位和确定尺寸以修正维恩过滤器的沿着光轴的原有合成电场的电场强度接近于0的边缘处的电场分布以在光轴上匹配合成磁场。

17.根据权利要求16所述的维恩过滤器,其中,磁极的凸台的外径为r2,磁环的内径范围在0.1r2至1.5r2之间,与偏转器的间隔在0.1r2到3r2之间。

18.根据权利要求16所述的维恩过滤器,其中,电极的凸台的外径为r2,电极环的内径范围在0.1r2至1.5r2之间,与偏转器的间隔在0.1r2到3r2之间。

19.根据权利要求1所述的维恩过滤器,其中,所述静电偏转器包括仅一对成对对置电极;且所述磁偏转器包括仅一对成对对置磁极。

20.一种带电粒子束成像设备,所述带电粒子束成像设备被构造成向待测样品表面投射入射带电粒子束以生成带电粒子图像的电子光学设备,包括:

带电粒子源,配置成用以发射所述入射带电粒子束;

至少一对偏转器,相对于所述入射带电粒子束的光轴对称布置,且配置成响应于施加在其上的光栅扫描信号来偏转和投射所述入射带电粒子束至半导体器件的待测表面;

物镜,所述物镜被布置成与所述光轴同轴地布置于所述至少一对偏转器下游,且配置用于将所述入射带电粒子束会聚并且最终投射至待测样品表面;

二次带电粒子检测器,沿所述光轴布置于光轴外侧且介于所述带电粒子源与所述样品之间,且配置成采集由所述入射带电粒子束投射至所述待测样品而产生的二次带电粒子并且成像;和

根据权利要求1至19中任一项所述的维恩过滤器,位于所述物镜中且介于所述样品与所述二次带电粒子检测器之间,且配置成接收从所述样品出射的二次带电粒子并且将所述二次带电粒子朝向所述二次带电粒子检测器偏转。



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