[发明专利]用于电子柱的磁偏转器

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种用于生成电子束的微柱(microcolumn)的偏转器，并且尤其涉及一种能够使用磁场对电子束进行扫描或偏移、或用作象散校正装置的偏转器。

背景技术

传统电子柱通常以以下方式进行工作：电子发射器发射电子，源透镜将所述电子形成为电子束，偏转器对所述电子束进行偏转，以及聚焦透镜将偏转后的电子束聚焦至样品上。

存在一种在电子柱中使用磁偏转器的实例，然而此类磁偏转器一般用于大型电子柱中，且仅为非常大的普通磁偏转器。

因此，在传统微柱中，此类偏转器主要通过使用电场来偏转电子束。

图1是概念性地示出了基于公知扫描隧道显微镜(STM)校准场方法的概念的1KV微柱的剖视图。图1中示出了源透镜1、偏转器2以及Einzel透镜(单透镜)3。连接到STM型定位器的电子发射器5发射电子束6至样品表面9。该电子束6穿过源透镜1，该源透镜1由硅微透镜(例如，位于该源透镜1中心轴线上的直径为5μm的提取器、直径为100μm的加速电极以及直径为2.5μm的限制光圈(limiting aperture))所构成。所述偏转器2置于源透镜1的下方。所述偏转器由八个电极(如图1右侧的平面图A中所示)所构成，并且扫描从源透镜1发射的电子束。在此之后，电子束6穿过Einzel透镜3。该Einzel透镜由直径为100至200μm、且其中心形成有厚度为1至2μm、大小为1×1mm的硅孔的硅微透镜所构成。各个硅层通过使用绝缘垫片而分开，且相互之间相隔预定间隔。在此之后，电子束6入射到样品表面9上，从而使得第二电子被发射，且通过使用通道倍增检测器(Channeltron detector)而被检测。

一般而言，上述透镜和检测器均通过微型机电系统(MEMS)工艺而被制造，以作为电子透镜来使用。当然，偏转器可以通过使用缆芯线来实现，但仍旧要通过MEMS工艺来制造，以达到精度以及便于电子柱的制造。然而，电子透镜一般通过使用电场或磁场而用作光学透镜，而偏转器一般也通过使用电场来执行偏转。然而，对于这些透镜而言，在使用电场的情况下，球面像差以及色差均很差，或者必须施加大约100V的高压。因此，在当前情况下，由于微柱的大小限制，很难使用普通磁偏转器，因此亟需开发一种可用于微柱的磁偏转器。

发明内容

因此，本发明意欲解决上述微柱中的传统电子偏转器中所存在的问题，以改进性能，且本发明的目的在于提供一种偏转器，该偏转器可使用偏差小于电场的磁场来偏转电子束，或者选择性地使用电场和磁场、或同时使用电场和磁场。

为达到上述目的，本发明提供一种用于微柱的偏转器，该偏转器包括一个或多个电极，各个电极具有铁心以及缠绕在该铁心周围的线圈。进一步地，本发明的特征在于，所述电极呈辐射状或环状形成于电子束的路径上。

首先，将根据本发明的磁偏转器的基本原理作如下描述：

图10示出了在电子受到由电场和磁场所产生的力的作用下的情况下的示意图。通过施加电压，电偏转器在其中心生成E＝V/d的电场，从而电子会受到力q_eE。在使用了磁偏转器的情况下，当使电流流过绕组线圈时，会在线圈中心生成磁场，该磁场的磁场强度B=μ0a2(d2+a2)3/2NI.]]>穿过该空间的电子会受到由磁场所产生的力q_evB，其中v是电子的速度且由电子发射器的尖端电压(tip voltage)V_tip所决定，也就是，