[发明专利]维恩过滤器和带电粒子束成像设备

说明书

提供维恩过滤器、和带电粒子束成像设备，维恩过滤器包括：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；合成电场垂直于合成磁场；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。

技术领域

本公开涉及半导体检测技术领域，更具体地涉及呈被配置用以同时产生诸如彼此正交布置的电场和磁场的复合式偏转器形式的维恩电磁过滤器，以供实现对具备特定的质量、移动方向、电荷等的带电粒子束的偏转的器件，尤其涉及一种用于二次带电粒子的维恩过滤器和一种带电粒子束成像设备。

背景技术

近年来，带电粒子束检测和成像设备在半导体产业中广泛应用，例如扫描电镜，通常被用于芯片等生产对象的缺陷检测。所述带电粒子束检测和成像设备的主要原理是利用带电粒子束(诸如高能电子束等)轰击被测物体(例如待测芯片)的表面，探测被轰击区域产生的二次带电粒子束诸如二次电子、背散射电子等来获取被测样品本身的各种物理、化学信息，如形貌、成分、特征分布等。所述带电粒子束检测和成像设备的典型应用通常例如，基于真空中电子束对半导体硅片与掩模版上的微观图形进行检测与关键尺寸的测量、对于CMOS集成电路的中的开路缺陷(诸如CMOS与接触孔断开)和短路缺陷的检测。

在带电粒子束检测和成像设备中，运用复合的(通常为正交的)电场和磁场对于二次带电粒子进行偏转的维恩过滤器是其中的一种关键器件，主要作用在于对二次带电粒子束进行偏转扫描。具体地，维恩过滤器例如通常包括交叉(更典型地例如正交)布置的电偏转器和磁偏转器，由此产生正交的电场和磁场，其根据入射到偏转器所产生的偏转场内的二次带电粒子束中二次带电粒子的质量、运动方向、电荷等将带电粒子进行偏转。

在相关技术领域中，亟需一种改进的维恩过滤器，便于实现在结构设计的简化与所得偏转场的分布均匀性之间的折衷。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于二次带电粒子的维恩过滤器和一种带电粒子束成像设备。

为实现上述目的，所述技术方案如下：

根据本公开的第一方面，提供了一种维恩过滤器，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成圆弧形的电极主体，每对成对对置电极的两个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成圆弧形的磁极主体，每对成对对置磁极的两个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，合成磁场与合成电场共同形成所述维恩过滤器的偏转场；所述维恩过滤器中产生的合成电场垂直于由所述维恩过滤器中的产生的合成磁场；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。

根据本公开的实施例，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。