[发明专利]一种扫描电子显微镜物镜系统及样品探测方法

说明书

本发明公开了一种扫描电子显微镜物镜系统，包括：磁透镜、偏转装置、偏转控制电极、待测样品以及探测装置；其中，所述磁透镜的极靴方向朝向所述待测样品；所述偏转装置，位于所述磁透镜内部，包括至少一个子偏转器；所述偏转控制电极，位于所述探测装置与所述待测样品之间，用于改变作用于所述待测样品上的初始电子束的方向，以及改变所述初始电子束作用于所述待测样品产生的信号电子的方向；所述探测装置，包括用于接收所述信号电子中的背散射电子的第一子探测器，和用于接收所述信号电子中的二次电子的第二子探测器。本发明还公开了一种样品探测方法。

技术领域

本发明涉及扫描电子显微镜技术，尤其涉及一种扫描电子显微镜物镜系统及样品探测方法。

背景技术

与光学显微镜相比，电子显微镜具有更高的分辨率，然而电子显微镜具有较小的视场(通常小于百微米)，成像速度也比光学显微镜慢。然而随着科学研究及工业生产的发展，对扫描电子显微镜的高通量特性要求越来越高，例如：在半导体及平板显示器检测领域，不仅需要扫描电子显微镜具有高的分辨率，还需要提高检测速度以满足大批量工业生产的需求。

在电子显微镜的实际应用中，由于过高的电子束能量会对样品产生损害并在非导电样品观测中产生荷电效应而影响对样品的探测，衍生出利用具有低落点能量的电子束对样品进行探测。

在电子束具有低落点能量条件下，如何提高电子显微镜的分辨率，增大电子显微镜的扫描视场，并对信号电子在大的扫描视场下能够进行高效的探测是亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种扫描电子显微镜物镜系统及样品探测方法，在保持扫描电子显微镜物镜系统高分辨率的同时，实现信号电子在大视场下能够进行高效的探测。

本发明实施例提供一种扫描电子显微镜物镜系统，包括：磁透镜、偏转装置、偏转控制电极、待测样品以及探测装置；其中，

所述磁透镜的极靴方向朝向所述待测样品；

所述偏转装置，位于所述磁透镜内部，包括至少一个子偏转器；

所述偏转控制电极，位于所述探测装置与所述待测样品之间，用于改变作用于所述待测样品上的初始电子束的方向，以及改变所述初始电子束作用于所述待测样品产生的信号电子的方向；

所述探测装置，包括用于接收所述信号电子中的背散射电子的第一子探测器，和用于接收所述信号电子中的二次电子的第二子探测器。

上述方案中，所述偏转控制电极包括：第一中心孔和多个偏转控制子电极；

所述多个偏转控制子电极以所述第一中心孔为中心，分布在所述第一中心孔周围。

上述方案中，所述第一子探测器具有第二中心孔，所述第二中心孔的直径小于所述第一中心孔的直径。

上述方案中，所述第一子探测器包括至少一个第一子探测组件；

每个第一子探测组件，用于将获取的相应区域的信号电子对应的信号发送至所述扫描电子显微镜物镜系统外部的图像处理装置，以实现对相应区域的信号进行成像。

上述方案中，所述第二中心孔的直径为毫米量级。

上述方案中，所述待测样品设置于样品台上；

所述样品台的第二电压值为V2，所述第一子探测器、所述偏转控制电极与所述样品台形成一减速静电透镜场。

上述方案中，所述系统还包括高压管，所述高压管的中心轴线与所述磁透镜的中心轴线重合。

上述方案中，所述子偏转器均为磁偏转器。

上述方案中，所述样品台的第二电压值为V2，-30kV≤V2≤-5kV；