[发明专利]一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法

说明书

本发明提供一种实现共轴的电子束成像设备及其实现方法，包括电子源，用于发射主电子束；聚光镜，用于调节束张角，即将所述电子源发射的电子束进行会聚；限制膜孔，用于限制杂散电子和束流；物镜，用于将入射的主电子束聚焦到样品表面；探测器，用于收集电子经由光电转换形成图像；工作台，用于承载样品并将待测区域移动定位至光轴下方；光学显微镜，用于对待测区域成像定位并关联电子光学光轴所对应的位置。本发明配置折射面，将光学显微镜物方光路导入电子光学光路，实现共轴或平行，同时折射面成为样品表面激发出的信号电子的轰击靶面，通过二次电子探测器或环形探测器接收检测，根据检测结果调节光学显微镜位置实现并行同位成像或先后成像。

技术领域

本发明涉及电子束成像技术领域，具体涉及一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法。

背景技术

工业或实验室用于检测或测量的电子束成像设备，例如高通量（HighThroughput）显微镜，测量显微镜（CDSEM），电子束缺陷检测设备，等，均需要引入光学显微镜，为样品的待测区域提供粗略的定位，或用于建立局部坐标系，为后续电子束成像提供位置索引。

专利公告号为CN106645250A的发明专利中公开了一种具备光学成像功能的扫描透射电子显微镜，实现光学观测与SEM观测同步进行，且可在光学观测与STEM观测之间快速切换。

现有技术中，由于原理和实现的限制，通常光学显微镜和光学显微镜会作为两个独立的部件以一定的间距存在在系统中（光轴不重合），这就要求样品台有较大的行程，以满足位置的切换；另外一个缺点是这种方式无法实时同位显示或成像。如图1所示，用于检测或测量的电子成像设备通常包括：电子源101，提供沿电子光学光轴发射的主电子束1001；聚光镜102，用来会聚电子源发出的主电子束1001，调整束张角；限制膜孔103，用于限制杂散电子和束流；物镜106，将入射的主电子束1001聚焦到样品108表面；偏转器105，实现聚焦电子束在样品表面的光栅扫描；探测器104，收集主电子束轰击样品表面所激发出的信号电子（二次电子和背散射电子）；工件台109，具备X和Y方向的位移功能，用于承载样品并将待测区域移动定位到光轴下方；光学显微镜110，对待测区域成像定位，并关联到电子光学光轴所对应的位置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出了一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种实现共轴的电子束成像设备，包括：

电子源，用于发射主电子束；

聚光镜，用于调节束张角，即将所述电子源发射的电子束进行会聚；

限制膜孔，用于限制杂散电子和束流；

物镜，用于将入射的主电子束聚焦到样品表面；

探测器，用于收集电子经由光电转换形成图像；

工作台，用于承载样品并将待测区域移动定位至光轴下方；

光学显微镜，用于对待测区域成像定位并关联电子光学光轴所对应的位置。

优选的，所述工作台具有X和Y方向的位移功能，所述工作台以待测位置为中心沿成像方位进行光栅扫描运动。

优选的，所述光学显微镜设有对中调整机构，所述对中调整机构对镜筒进行平移和倾角调整。

优选的，所述探测器采用环形探测器，所述环形探测器的表面配置镜面且所述镜面与电子光学光轴形成夹角。

优选的，所述探测器使用硅探测器，所述硅探测器的探测面与光轴成夹角构成OM光路的反射面，信号直接由放大输出。