CN117706881A - 一种电子束偏转模组、电子束聚焦偏转系统及电子束光柱体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子束偏转模组、电子束聚焦偏转系统及电子束光柱体，电子束偏转模组用于设置在上下极靴内径不一致的物镜中，包括沿着物镜的轴向方向依次设置的至少两个偏转组件，所述偏转组件设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，整体电子束偏转模组设置为其偏转场与物镜轴上磁场的一阶导数匹配。本发明由多个偏转组件组合形成，多个偏转组件各自能够对自身的偏转场的调整，同时本发明将物镜轴上磁场的一阶导数划分为与多个偏转组件对应的若干段，使得每个偏转组件的偏转场都能够与物镜轴上磁场的一阶导数的相应段匹配，使得整体电子束偏转模块的偏转场的分布能够与上下极靴内径不一致的物镜的轴上磁场的分布进行叠加与匹配，有效降低偏转像差。
Description
技术领域
本发明涉及电子束技术领域，尤其涉及一种电子束偏转模组、电子束聚焦偏转系统及电子束光柱体。
背景技术
电子束光柱体是电子束光刻机的核心系统。电子束光柱体的基本功能和要求是发射电子束，通过透镜或物镜聚焦获得高分辨率聚焦束斑。通过偏转器使电子束在样品上扫描进行二维光刻、或获得二维图像。为实现高效率光刻或成像，通常要求较大的扫描场。然而，电子束光柱体的像差随着扫描场尺寸增加而变大。实现高分辨的基本方法是减小电子束光柱体像差。为了在较大扫描场内实现较小的像差，OHIWA提出“移动物镜”概念，该方法进一步由众多科学家发展为变轴物镜，变轴浸没物镜，摇摆物镜等多种复合聚焦偏转系统。尽管这些技术具有不同表现形式，但都基于“移动物镜”概念，共性关键技术之一是如何实现偏转场与物镜轴上磁场良好匹配。在目前基于“移动物镜”概念的复合聚焦偏转系统中采用的偏转器是上下内径一致的“圆柱形”偏转器，这对于物镜上下极靴内径尺寸相等的结构是合适的（偏转器靠近电子枪的那侧为上，远离电子枪的那侧为下，上下极靴的位置关系同理）。但是，对于上下极靴内径不相等的非对称物镜，常规的上下内径一致的“圆柱形”偏转器的偏转场与物镜轴上磁场难以实现良好匹配，这将导致基于上下极靴内径不相等的非对称物镜和“圆柱形”偏转器的电子束光柱体像差较大。
发明内容
本发明实施例提供一种电子束偏转模组、电子束聚焦偏转系统及电子束光柱体，以解决现有技术中采用上下极靴内径不相等的非对称物镜的电子束光柱体存在的像差大的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种电子束偏转模组，用于设置在上下极靴内径不一致的物镜中，包括沿着物镜的轴向方向依次设置的至少两个偏转组件，所述偏转组件设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，整体电子束偏转模组设置为其偏转场与物镜轴上磁场的一阶导数匹配。
本发明的电子束偏转模块通过采用多个偏转组件组合形成，多个偏转组件各自能够根据实际应用的物镜而设计其内径的尺寸，进而能够实现对每个偏转组件自身的偏转场的调整，同时本发明将物镜轴上磁场的一阶导数划分为与多个偏转组件对应的若干段，并分别设计与之对应的偏转组件，使得每个偏转组件的偏转场都能够与物镜轴上磁场的一阶导数的相应段匹配，使得整体电子束偏转模块的偏转场的分布能够与上下极靴内径不一致的物镜的物镜轴上磁场的分布进行叠加与匹配，从而有效降低偏转像差，降低像差，提高精度。
在一些实施方式中，电子束偏转模组包括沿着物镜的轴向方向依次设置的第一偏转组件和第二偏转组件，所述第一偏转组件和所述第二偏转组件均设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，所述第一偏转组件设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的前半段匹配，所述第二偏转组件通设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的后半段匹配，所述物镜轴上磁场一阶导数的前半段和后半段以物镜轴上磁场一阶导数的曲线中的过零点为分界。
由此，通过这样设计，能够将物镜轴上磁场划分为由轴上磁场一阶导数的曲线中的过零点为分界的前后两段，进而采用两个偏转组件组合形成整体电子束偏转模组，使得整体电子束偏转模组的偏转场能够与上下极靴内径不一致的物镜的物镜轴上磁场分布实现匹配。
在一些实施方式中，所述第一偏转组件设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的前半段匹配时，是通过调节其内径、光轴方向上长度、设置位置以及激励值参数实现的；
所述第二偏转组件设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的后半段匹配时，是通过调节其内径、光轴方向上长度、设置位置以及激励值参数实现的。
由此，通过这样设置，能够利用对第一偏转组件和第二偏转组件的内径、光轴方向上的长度以及激励值参数调整实现对第一偏转组件和第二偏转组件的偏转场的调整，令组合形成的电子束偏转模块的偏转场能够与上下极靴内径不一致的物镜更加匹配。
在一些实施方式中，所述第一偏转组件设置为其内径沿着朝向第二偏转组件的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第二偏转组件的方向逐渐增大；
所述第二偏转组件设置为其内径沿着朝向第一偏转组件的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第一偏转组件的方向逐渐增大。
由此，通过这样设置，能够实现通过对偏转组件的内径的调节，对偏转组件的偏转场调整，通过对两个偏转组件
在一些实施方式中，所述第一偏转组件的内径设置为沿着朝向第二偏转组件的方向逐渐减小；
所述第二偏转组件的内径设置为沿着朝向第一偏转组件的方向逐渐减小。
由此，通过这样设置，使得整体电子束偏转模组形成“沙漏型”的结构，从而能够使得整体电子束偏转模块的偏转场的分布与物镜的物镜轴上磁场的分布更加匹配。
在一些实施方式中，所述第一偏转组件包括第一静电偏转器和/或第一磁偏转器，所述第二偏转组件包括第二静电偏转器和/或第二磁偏转器。
由此，通过这样设置，能够利用对静电偏转器或磁偏转器的偏转场调整实现对整体电子束偏转模块的偏转场的调整。
在一些实施方式中，所述第一偏转组件包括第一静电偏转器和第一磁偏转器，所述第一静电偏转器嵌套在所述第一磁偏转器中；
所述第二偏转组件包括第二静电偏转器和第二磁偏转器，所述第二静电偏转器嵌套在所述第二磁偏转器中。
由此，通过这样设置，能够通过同时设置有静电偏转器和磁偏转器实现形成具有复合偏转组件的电子束偏转模组，进而能够有效提高像差精度，又能够提高扫描速度，并且嵌套的结构设计能够使得整体光柱体更加紧凑，减小光柱体的长度，有效缓解电荷效应带来的束斑质量变差的问题。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子束聚焦偏转系统，包括上下极靴内径不一致的物镜，以及上述第一方面所述的电子束偏转模组，所述电子束偏转模组设置在物镜中。
本发明的电子束聚焦偏转系统采用了上述第一方面的电子束偏转模块，因而整体电子束聚焦偏转系统中的偏转场分布与物镜的物镜轴上磁场分布能够实现良好的叠加与匹配，从而能够有效降低偏转色差像差，提高精度。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子束光柱体，包括
电子枪，用于发射出电子束；
上述第二方面所述的电子束聚焦偏转系统，设置在电子枪与样品之间，用于将电子枪发射出的电子束射至样品上并使样品发射出信号电子；
聚光镜，设置在电子枪与电子束聚焦偏转系统之间，用于将电子枪发射出的电子束汇聚射入至所述的电子束聚焦偏转系统中；
信号电子探测器，用于采集样品信号电子。
本发明的电子束光柱体采用了上述第二方面所述的电子束聚焦偏转系统，从而使得该电子束光柱体能够有效降低偏转色差，降低像差，提高电子束光柱体的精度，提高分辨率。
在一些实施方式中，还包括束闸和光阑，束闸设置在电子束射出路径上，光阑设置在束闸与电子束聚焦偏转系统之间，光阑包括有设置在电子束射出路径上的带孔挡板，束闸包括一对能够使电子束偏转射至挡板上的平行电极。
由此，通过这样设置，能够利用对束闸的两个电极施加电压，以使得电子束发生偏转，令电子束射至光阑孔或挡板上，实现对电子束通断的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中上下极靴内径不相等的物镜结构示意图；
图2为图1中两种物镜对应的物镜轴上磁场一阶导数的分布图；
图3为现有技术中常规使用的“圆柱形”的偏转器组件的结构及其轴上偏转场的分布示意图；
图4为本发明一实施方式的电子束偏转模组的结构示意图；
图5为“漏斗形”的偏转器组件的结构及其轴上偏转场的分布示意图；
图6为“喇叭形”的偏转器组件的结构及其轴上偏转场的分布示意图；
图7为本发明一实施方式的具有复合偏转组件的电子束偏转模组的结构示意图；
图8为本发明一实施方式的电子束聚焦偏转系统的结构示意图；
图9为本发明另一实施方式的电子束聚焦偏转系统的结构示意图；
图10为本发明一实施方式的电子束光柱体的结构示意图；
附图标记：101、物镜；1010、上极靴；1011、下极靴；1012、激励线圈；102、第一偏转组件；1021、第一静电偏转器；1022、第一磁偏转器；103、第二偏转组件；1031、第二静电偏转器；1032、第二磁偏转器；104、电子束；100、电子束聚焦偏转系统；107、信号电子；201、电子枪；202、聚光镜；203、束闸；204、光阑；205、样品；206、样品台；207、真空腔；208、信号电子探测器；300、控制系统；301、电子枪电源；302、聚光镜电源；303、束闸激励源；304、第一偏转器激励源；305、第二偏转器激励源；306、物镜电源；307、样品台控制电源；308、控制模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在电子束技术领域中，实现电子束汇聚的透镜主要有静电透镜和磁透镜两种。对于靠近样品面的物镜，一般采用磁透镜，因为相比静电透镜具有更低的像差。针对基于磁透镜的复合聚焦偏转系统，当复合聚焦偏转系统由磁物镜和磁偏转器构成时，为实现移动物镜概念，透镜场与偏转场满足公式(1)条件；当复合聚焦偏转系统由磁物镜和静电偏转器构成时，透镜场与偏转场满足公式(2)条件（见文献Yan Zhao and Anjam Khursheed，Variable axis lens of mixed electrostatic and magnetic fields and itsapplication in electron-beam lithography systems，J. Vac. Sci. Technol. B 17„6…, Nov/Dec 1999）。其中，为电子的荷质比，w为近轴轨迹，w 0=x 0+iy 0，w为电子束在物面的位置，进入目标平面，/>为静电透镜的轴上势分布，B(z)为磁轴向磁通密度分布，F 1(z)和D 1(z)分别为单位激励下静电偏转器和磁偏转器的偏转函数，I(=I x +iI y )和V(=V x +iV y )，为它们的驱动信号。这里的下标x和y表示x偏转器和y偏转器上对应的驱动信号，x偏转器和y偏转器是根据它们产生的场方向来定义的，即x偏转器主要产生x方向的偏转场，y偏转器主要产生y方向的偏转场。'表示对z求导。无论是静电偏转器还是磁偏转器，偏转场都要求与磁物镜轴上磁场的一阶导数匹配。所述的匹配，是指偏转场的分布与磁物镜轴上磁场的一阶导数的公式匹配，其匹配程度是由偏转场的分布与公式之间的满足情况确定，如果完全满足公式，则是100%匹配，在具体应用中，匹配程度达到多少就可以视为是匹配，需要根据实际应用要求来决定，理论上，匹配度越高越好。在现有技术的改进中，本领域的技术人员通常认为偏转器的改进难度是较高的，而且其加工技术的要求也更高，因此对于本领域的普通技术人员来说，普遍都是局限于对物镜进行改进，以适应偏转器的结构，具有一定的技术偏见。
(1)
(2)
本发明的电子束104偏转组件针对用于上下极靴内径不相等的物镜101，其中该上下极靴内径不相等的物镜101可以是上极靴1010内径大于下极靴1011内径的物镜101，也可以是上极靴1010内径小于下极靴1011内径的物镜101，具体可以参照图1所示。图1所示为上下极靴内径不相等的物镜101结构示意图，其中图1中的a图为上极靴1010内径大于下极靴1011内径的物镜101的结构示意，图1中的b图为上极靴1010内径小于下极靴1011内径的物镜101的结构示意。对于图1所示的上下极靴内径不相等的物镜101，其对应的轴上磁场一阶导数的分布如图2所示，图2中的a图为上极靴1010内径大于下极靴1011内径的物镜101对应的轴上磁场一阶导数的分布图，图2中的b图为上极靴1010内径小于下极靴1011内径的物镜101对应的轴上磁场一阶导数的分布图。从图2可以看出，上下极靴内径不相等的物镜101的轴上磁场一阶导数的分布可以由该一阶导数的曲线中的过零点为界将该轴上磁场一阶导数分为前半段和后半段，并且两段的图像曲线并非对称结构。图3示意性地展示了现有技术中常规使用的“圆柱形”的偏转器组件的结构及其轴上偏转场的分布示意图，可以看出对于一般现有技术中常规使用的“圆柱形”的偏转器组件的轴上偏转场其图像曲线是对称结构。因此，一般现有技术中常规使用的上下内径一致的“圆柱形”的偏转器组件其具有对称形状的偏转场图像曲线，是难以与上下极靴内径不相等的物镜101的非对称形状的轴上磁场的一阶导数进行量化匹配的。对于这种情况，一般本领域技术人员会通过改变这种上下内径一致的“圆柱形”的偏转器组件的长度，通过缩短长度来使得偏转器组件的偏转场形状变窄变尖，增加长度来使得偏转场形状变宽变平缓，从而能够在一定程度上与具有非对称形状的物镜101的轴上磁场一阶导数进行匹配。但是这样的设计，由于两者的分布区别仍然较大，因此匹配程度会较差，所以也只能做到在一定程度上减少像差，仍然无法满足高精度、小像差的电子束光柱体的要求。
基于上述原因，本发明创新地提出了一种新的偏转组件的结构，由两个以上的偏转器组件沿着电子束光柱体的轴的方向依次设置，并且通过调整这些偏转器组件的参数，实现对整体偏转组件形成的偏转场的形状进行改变，进而能够更好地与物镜101的轴上磁场一阶导数进行匹配，满足“移动物镜”的概念，提高分辨率，提高精度，降低像差。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图4示意性地展示了本发明一实施方式的电子束偏转模组，其用于设置在上下极靴内径不一致的物镜101中，参照图4所示，本发明的电子束偏转模组包括有沿着物镜101的轴方向依次设置的至少两个偏转组件，这些偏转组件均设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，并且整体电子束偏转模组设置为其偏转场与物镜101的轴上磁场的一阶导数匹配。其中，这些偏转组件可以是静电偏转器，也可以是磁偏转器，静电偏转器可以是八极、十二级、二十级等常见结构，磁偏转器可以是鞍形，环形或复合型偏转器。本发明的电子束偏转模组在将整体电子束偏转模组的偏转场设置为与物镜101的轴上磁场的一阶导数匹配时，能够通过对组合形成整体电子束偏转模组的偏转组件的偏转场进行调整，从而实现对整体电子束偏转模组的偏转场进行调整，使整体电子束偏转模组的偏转场与物镜101的轴上磁场的一阶导数匹配。
对于偏转组件的数量，可以根据物镜101的轴上磁场的一阶导数的图像进行设置，对于一般的上下极靴内径不一致的物镜101，一般可以仅设置有两个偏转组件即可，在图4的实施方式中，同样也仅设置有两个偏转组件，其包括沿着物镜101的轴向方向依次设置的第一偏转组件102和第二偏转组件103，第一偏转组件102为设置在电子束光柱体中时更靠近电子枪的一个偏转组件，第二偏转组件103为设置在电子束光柱体中时更远离电子枪的一个偏转组件。其中，第一偏转组件102设置为其偏转场与物镜101的轴上磁场一阶导数的前半段匹配，第二偏转组件103通设置为其偏转场与物镜101的轴上磁场一阶导数的后半段匹配。以使物镜101的轴上磁场一阶导数的前半段与后半段分别为半周图形，并让第一偏转组件102和第二偏转组件103的偏转场分别与这两个半周图形匹配，进而令整体电子束偏转模组的偏转场与上下极靴内径不一致的物镜101的轴上磁场一阶导数匹配。
其中，在将第一偏转组件102设置为其偏转场与物镜101的轴上磁场一阶导数的前半段匹配的时候，可以通过调节第一偏转组件102的内径、光轴方向上的长度、设置位置以及激励值参数来实现对第一偏转组件102的偏转场的调整。同样的，在将第二偏转组件103设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的后半段匹配的时候，也可以通过调节第二偏转组件103的内径、光轴方向上的长度、设置位置以及激励值参数来实现对第二偏转组件103的偏转场的调整。在对第一偏转组件102和第二偏转组件103的内径进行调整的时候，可以将第一偏转组件102设置为其内径沿着朝向第二偏转组件103的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第二偏转组件103的方向逐渐增大中的一种，将第二偏转组件103设置为其内径沿着朝向第一偏转组件102的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第一偏转组件102的方向逐渐增大中的一种。其中，以第一偏转组件102为例，当其设置为内径沿着朝向第二偏转组件103的方向逐渐减小时，第一偏转组件102的结构形状则为靠近电子枪的一侧较宽，远离电子枪的一侧较窄的“漏斗形”，其偏转场的分布如图5所示；当其设置为内径沿着朝向第二偏转组件103的方向逐渐增大时，第一偏转组件102的结果形状则为靠近电子枪的一侧较窄，远离电子枪的一侧较宽的“喇叭形”，其偏转场的分布如图6所示。参照图5至图6所示，可以看出“漏斗形”的偏转组件的偏转场为左缓右陡的非对称形状，“喇叭形”的偏转组件的偏转场为左陡右缓的非对称形状，两者分别与物镜101的轴上磁场一阶导数的前半段和后半段的图形相似。因此作为一种优选的实施方式，可以将第一偏转组件102的结构设置为内径沿着朝向第二偏转组件103的方向逐渐减小，将第二偏转组件103的结构设置为内径沿着朝向第一偏转组件102的方向逐渐减小，从而沿着远离电子枪的方向依次设置“漏斗形”的偏转组件和“喇叭形”的偏转组件，使得整体电子束偏转模组形成“沙漏型”的结构。进而能够结合对第一偏转组件102和第二偏转组件103的其他参数，即光轴方向上的长度、设置位置以及激励值参数实现对第一偏转组件102和第二偏转组件103的偏转场的分布进行精确调整，令形成的电子束偏转模组的偏转场分布能够实现与物镜101的轴上磁场一阶导数的分布进行叠加和形成良好的匹配，从而满足“移动物镜的条件”，形成的叠加场能够大大降低偏转像差，提高分辨率，降低像差。
在一些实施方式中，第一偏转组件102可以由第一静电偏转器1021和第一磁偏转器1022共同组成，第二偏转组件103可以由第二静电偏转器1031和第二磁偏转器1032共同组成，从而使得整体电子束偏转模组能够形成复合偏转组件的结构，从而既能够有效提高像差精度，又能够提高扫描速度，并且嵌套的结构设计能够使得整体光柱体更加紧凑，减小光柱体的长度，有效缓解电荷效应带来的束斑质量变差的问题。具体地，图7示意性地展示了本发明一实施方式的具有复合偏转组件的电子束偏转模组的结构，参照图7所示，第一静电偏转器1021和第二静电偏转器1031组合形成“漏斗形”的偏转器结构，第一磁偏转器1022和第二磁偏转器1032设置在第一静电偏转器1021和第二静电偏转器1031的外侧，同样组合形成“漏斗形”的偏转器结构，两组偏转组件的偏转场分布均与物镜101的轴上磁场一阶导数的图形匹配，使得两组偏转组件的偏转场均与物镜101的轴上磁场进行叠加与实现良好的匹配，从而能够大大降低偏转像差，提高分辨率，降低像差。
本发明的电子束偏转模组通过采用多个偏转组件组合形成，多个偏转组件各自能够根据实际要应用的物镜101而设计其内径的尺寸，进而能够实现对每个偏转组件自身的偏转场的调整，同时本发明将物镜101的轴上磁场的一阶导数划分为与多个偏转组件对应的若干段，并分别设计与之对应的偏转组件，使得每个偏转组件的偏转场都能够与物镜101的轴上磁场的一阶导数的相应段匹配，使得整体电子束偏转模组的偏转场的分布能够与上下极靴内径不一致的物镜101的轴上磁场的分布进行叠加与匹配，从而有效降低偏转像差，降低像差，提高精度。
图8和图9示意性地展示了本发明一实施方式的电子束聚焦偏转系统的结构示意，参照图8和图9所示，本发明的电子束聚焦偏转系统包括有上下极靴内径不一致的物镜101，以及上述任意一个实施例中的电子束偏转模组，该电子束偏转模组设置在物镜101中。其中，在图8和图9所示的实施方式中，物镜101为上极靴1010内径小于下极靴1011内径的物镜101，而设置在物镜101中的电子束偏转模组的具体设计，可以参照前文中电子束偏转模组中的偏转组件的设计的相关说明，在此不再展开赘述。
本发明的电子束聚焦偏转系统采用了上述任意一个实施例的电子束偏转模组，因而整体电子束聚焦偏转系统中的偏转场分布与物镜101的上磁场分布能够实现良好的叠加与匹配，从而能够有效降低偏转像差，降低像差，提高精度。
图10示意性地展示了本发明一实施方式的电子束光柱体的结构示意，参照图10所示，本发明的电子束光柱体包括有电子枪201、上述图8或图9所示的实施方式的电子束聚焦偏转系统100、聚光镜202以及信号电子探测器208。其中，电子枪201用于发射出电子束104；电子束聚焦偏转系统100设置在电子枪201与样品205之间，以将电子枪201发射出的电子束104进行汇聚与偏转，使电子束104射到样品205上，并使样品205发射出信号电子107，以实现对样品205的扫描；聚光镜202，设置在电子枪201与电子束聚焦偏转系统100之间，以用于将电子枪201发射出的电子束104汇聚射入至电子束聚焦偏转系统100中；信号电子探测器208，用于采集样品205发射出的信号电子107，信号电子107包括有二次电子、背散射电子等，对应的，信号电子探测器208可以包括有二次电子探测器和背散射电子探测器，来自样品205的信号电子107会相对入射电子束104方向射出，到达信号电子探测器208形成电信号，以通过这些电信号对样品205形貌、结构进行量测或对样品205标记进行检测。对应的信号电子探测器208可以设置在信号电子107的射出路径上，参照图10所示，信号电子探测器208具体可以设置在电子束104射出路径上的一侧。
对于电子束光柱体，还可以包括有电子束通断控制模块，具体的，该电子束通断控制模块包括有束闸203和光阑204，束闸203设置在电子束104的射出路径上，光阑204设置在束闸203与电子束聚焦偏转系统100之间。其中，光阑204包括有设置在电子束104射出路径上的挡板，挡板中部设有供电子束光柱体正常工作时电子束104通过的光阑孔，该光阑孔设置在电子束104射出路径上，以不妨碍电子束光柱体的正常工作，束闸203包括有一对能够使电子束104偏转射至挡板上的平行电极。在该电子束通断控制模块中，当束闸203的两个平行电极被施加的电压的电位相等时，电子束104在通过时则不会受到束闸203的影响；当束闸203的两个平行电极被施加不同的电压时，则会形成电场，使得电子束104经过束闸203时会受与之垂直的电场作用而改变出射方向，偏离一定的角度，令电子束104射至挡板上，无法通过光阑孔，实现对电子束104的阻断效果。
参照图10所示，在一些实施方式中，电子束光柱体还可以包括有一真空腔207，电子枪201、电子束聚焦偏转系统100、聚光镜202以及信号电子探测器208均设置在真空腔207内，以能够利用真空腔207提供满足电子束104的真空工作条件的空间。真空腔207中，还可以设置有用于放置样品205的样品台206，样品台206设置在电子束104的射出路径上，以保证电子枪201发射出的电子束104能够射至样品205上。
作为优选的实施方式，电子束光柱体还可以包括有控制系统300，控制系统300包括控制模块308以及与控制模块308连接的用于控制电子枪201启闭的电子枪电源301、与控制模块308连接的用于控制聚光镜202启闭的聚光镜电源302、与控制模块308连接的用于控制束闸203启闭的束闸激励源303、与控制模块308连接的用于控制第一偏转组件102启闭的第一偏转器激励源304、与控制模块308连接的用于控制第二偏转组件103启闭的第二偏转器激励源305、与控制模块308连接的用于控制物镜101启闭的物镜电源306和与控制模块308连接的用于控制样品台206工作的样品台控制电源307。由此，通过加设控制系统300，即可通过控制系统300的各模块与电源、激励源实现控制电子束光柱体的工作。
本发明提供的电子束光柱体采用了上述实施例的电子束聚焦偏转系统，使得该电子束光柱体在工作时，能够具有上述实施例的电子束聚焦偏转系统所带来的降低偏转色差像差，提高精度的效果，以使得使得整体光柱体更加高效，能够既保证了像差精度，又能够有效提高扫描速度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电子束偏转模组，用于设置在上下极靴内径不一致的物镜(101)中，其特征在于，包括沿着物镜(101)的轴向方向依次设置的至少两个偏转组件，所述偏转组件设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，整体电子束偏转模组设置为其偏转场与物镜轴上磁场的一阶导数匹配。
2.根据权利要求1所述的电子束偏转模组，其特征在于，偏转组件包括沿着物镜(101)的轴向方向依次设置的第一偏转组件(102)和第二偏转组件(103)，所述第一偏转组件(102)和所述第二偏转组件(103)均设置为其内径沿其长度方向呈函数变化，所述第一偏转组件(102)设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的前半段匹配，所述第二偏转组件(103)通设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的后半段匹配，所述物镜轴上磁场一阶导数的前半段和后半段以物镜轴上磁场一阶导数的曲线中的过零点为分界。
3.根据权利要求2所述的电子束偏转模组，其特征在于，所述第一偏转组件(102)设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的前半段匹配的时候，是通过调节其内径、光轴方向上长度、设置位置以及激励值参数实现的；
所述第二偏转组件(103)设置为其偏转场与物镜轴上磁场一阶导数的后半段匹配的时候，是通过调节其内径、光轴方向上长度、设置位置以及激励值参数实现的。
4.根据权利要求3所述的电子束偏转模组，其特征在于，所述第一偏转组件(102)设置为其内径沿着朝向第二偏转组件(103)的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第二偏转组件(103)的方向逐渐增大；
所述第二偏转组件(103)设置为其内径沿着朝向第一偏转组件(102)的方向逐渐减小或其内径沿着朝向第一偏转组件(102)的方向逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的电子束偏转模组，其特征在于，所述第一偏转组件(102)的内径设置为沿着朝向第二偏转组件(103)的方向逐渐减小；
所述第二偏转组件(103)的内径设置为沿着朝向第一偏转组件(102)的方向逐渐减小。
6.根据权利要求2所述的电子束偏转模组，其特征在于，所述第一偏转组件(102)包括第一静电偏转器(1021)和/或第一磁偏转器(1022)，所述第二偏转组件(103)包括第二静电偏转器(1031)和/或第二磁偏转器(1032)。
7.根据权利要求6所述的电子束偏转模组，其特征在于，所述第一偏转组件(102)包括第一静电偏转器(1021)和第一磁偏转器(1022)，所述第一静电偏转器(1021)嵌套在所述第一磁偏转器(1022)中；
所述第二偏转组件(103)包括第二静电偏转器(1031)和第二磁偏转器(1032)，所述第二静电偏转器(1031)嵌套在所述第二磁偏转器(1032)中。
8.一种电子束聚焦偏转系统，其特征在于，包括上下极靴内径不一致的物镜(101)，以及上述权利要求1至7任意一项所述的电子束偏转模组，所述电子束偏转模组设置在物镜(101)中。
9.一种电子束光柱体，其特征在于，包括
电子枪(201)，用于发射出电子束(104)；
上述权利要求8所述的电子束聚焦偏转系统(100)，设置在电子枪(201)与样品(205)之间，用于将电子枪(201)发射出的电子束(104)射至样品(205)上并使样品(205)发射出信号电子(107)；
聚光镜(202)，设置在电子枪(201)与电子束聚焦偏转系统(100)之间，用于将电子枪(201)发射出的电子束(104)汇聚射入至所述的电子束聚焦偏转系统(100)中；
信号电子探测器(208)，用于采集样品(205)信号电子(107)。
10.根据权利要求9所述的电子束光柱体，其特征在于，还包括束闸(203)和光阑(204)，束闸(203)设置在电子束(104)射出路径上，光阑(204)设置在束闸(203)与电子束聚焦偏转系统(100)之间，光阑(204)包括有设置在电子束(104)射出路径上的带孔挡板，束闸(203)包括一对能够使电子束(104)偏转射至挡板上的平行电极。
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