浸没式磁透镜电子枪及其光轴对中的方法

　　1.一种浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，包括电子束源、电子枪阳极及磁透镜；

　　所述电子枪阳极设置在所述阳极安装槽内，所述电子枪阳极的底部及侧壁与所述阳极

　　安装槽的内壁相贴附，所述电子枪阳极的侧壁上沿向外延伸，适用于与电镜外壳固定连接；

　　2.根据权利要求1所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，所述电子枪阳极包括阳极

　　所述阳极板底部水平，侧壁竖直，且所述阳极板外边缘的高度高于其中部高度，中心处

　　3.根据权利要求2所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，所述电子枪阳极还包括阳

　　4.根据权利要求2所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，所述电子枪阳极还包括阳

　　所述阳极光栅设置在所述磁透镜的光轴通孔内，位置位于所述光轴通孔的孔底或者靠

　　5.根据权利要求2‑4任一项所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，所述磁透镜还包

　　所述调节件与所述调节孔的结构相匹配，一端伸入所述阳极安装槽内与所述阳极板相

　　抵接，另一端延伸出所述磁透镜外侧，调节所述调节件，所述磁透镜能够在水平面内移动。

　　6.根据权利要求2‑4任一项所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，所述阳极板为顶

　　7.根据权利要求1‑4任一项所述的浸没式磁透镜电子枪，其特征在于，还包括下级聚光

　　8.一种浸没式磁透镜电子枪的光轴对中方法，其特征在于，采用所述浸没式磁透镜电

　　所述阳极板底部水平，侧壁竖直，且所述阳极板外边缘的高度高于其中部高度，中心处

　　将所述阳极板安装到所述阳极安装槽内，通过连续调节所述阳极板的电压，同时调整

　　所述电子束源的水平位置及倾斜角度，直至所述电子束斑位置保持不动时，所述电子束源

　　9.根据权利要求8所述的浸没式磁透镜电子枪的光轴对中方法，其特征在于，所述电子

　　所述阳极板底部水平，侧壁从上至下向中心倾斜或者竖直，且所述阳极板外边缘的高

　　所述阳极光栅设置在所述磁透镜的光轴通孔内，位置位于所述光轴通孔的孔底或者靠

　　所述调节件与所述调节孔的结构相匹配，一端伸入所述阳极安装槽内与所述阳极板相

　　抵接，另一端延伸出所述磁透镜的外侧，调节所述调节件，所述磁透镜能够在水平面内移

　　在所述磁透镜内施加第一恒定电流，连续调节第一恒定电流的电流值，同时调节所述

　　调节部，用以改变所述磁透镜的水平位置，直至所述电子束斑的中心位置不动，且所述电子

　　束斑的边缘能够随所述第一恒定电流的改变同心缩放时，所述电子束源与所述磁透镜对

　　10.根据权利要求9所述的浸没式磁透镜电子枪的光轴对中方法，其特征在于，还包括

　　在所述下级聚光组件内施加第二恒定电流，通过调节第一恒定电流的电流值，同时调

　　整所述下级聚光组件的水平位置，直至所述电子束斑中心不动时，所述电子束源与所述下

　　加，需要更精准高效的缺陷检测手段。电子束检测利用高能电子束轰击被检物体表面，二次

　　电子、背散射电子等信号，收集以上电子成像可获取样品表面形貌、化学成分等信息，分辨

　　率高并能够特异检测电性缺陷，因此电子束缺陷检测设备成为了集成电路硅片制造中良率

　　时间。现有技术中电子枪出射电子束呈发散状，电子束经枪阳极处大部分被挡掉，因此下级

　　没式肖特基场发射电子枪，其可以射出10倍于普通电子枪的电子束流，但是肖特基场发射

　　电子枪特有的开放式磁场大大增加了光轴对中的难度，缺少一种易于光轴对中的大束流高

　　有鉴于此，本申请提出了一种浸没式磁透镜电子枪，包括电子束源、电子枪阳极及

　　磁透镜；所述磁透镜中心处开设有光轴通孔，顶部设置有阳极安装槽；所述电子枪阳极设置

　　在所述阳极安装槽内，所述电子枪阳极的底部及侧壁与所述阳极安装槽的内壁相贴附，所

　　述电子枪阳极的侧壁上沿向外延伸，适用于与电镜外壳固定连接；所述电子束源设置在所

　　在一种可能的实现方式中，所述电子枪阳极包括阳极板；所述阳极板底部水平，侧

　　在所述磁透镜的光轴通孔内，位置位于所述光轴通孔的孔底或者靠近所述光轴通孔的底部

　　有调节孔，所述调节孔连通至所述阳极安装槽；所述调节件与所述调节孔的结构相匹配，一

　　端伸入所述阳极安装槽内与所述阳极板相抵接，另一端延伸出所述磁透镜外侧，调节所述

　　置在所述磁透镜的下方，用以聚集电子束；所述荧光屏设置在所述下级聚光组件的下方。

　　子枪；所述电子枪阳极包括阳极板；所述阳极板底部水平，侧壁竖直，且所述阳极板外边缘

　　的高度高于其中部高度，中心处开设有阳极孔；还包括荧光屏；所述荧光屏设置在所述磁透

　　镜下方，用以显示电子束斑；将所述阳极板安装到所述阳极安装槽内，通过连续调节所述阳

　　极板的电压，同时调整所述电子束源的水平位置及倾斜角度，直至所述电子束斑位置保持

　　板底部水平，侧壁从上至下向中心倾斜或者竖直，且所述阳极板外边缘的高度高于其中部

　　高度，中心处开设有阳极孔；所述阳极光栅设置在所述磁透镜的光轴通孔内，位置位于所述

　　光轴通孔的孔底或者靠近所述光轴通孔的底部位置处；所述磁透镜还包括调节件；所述磁

　　透镜的侧壁上开设有调节孔，所述调节孔连通至所述阳极安装槽；所述调节件与所述调节

　　孔的结构相匹配，一端伸入所述阳极安装槽内与所述阳极板相抵接，另一端延伸出所述磁

　　透镜的外侧，调节所述调节件，所述磁透镜能够在水平面内移动；在所述磁透镜内施加第一

　　恒定电流，连续调节第一恒定电流的电流值，同时调节所述调节部，用以改变所述磁透镜的

　　水平位置，直至所述电子束斑的中心位置不动，且所述电子束斑的边缘能够随所述第一恒

　　磁透镜与所述荧光屏之间；在所述下级聚光组件内施加第二恒定电流，通过调节第一恒定

　　电流的电流值，同时调整所述下级聚光组件的水平位置，直至所述电子束斑中心不动时，所

　　电子枪阳极设在安装槽中，在安装过程中确保对中精度，易于电子束源与电子枪阳极对中，

　　不仅如此，通过本领域实施人员操作调节件，磁透镜能够在水平方向微调，便于电子枪阳极

　　与磁透镜对中，进一步优化对中位置。再根据荧光屏上的电子束斑位置及显微图像特点，从

　　的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除

　　其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、

　　“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴

　　向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为

　　了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方

　　此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性

　　或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

　　隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，

　　在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”

　　另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。

　　本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于

　　本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

　　如图1所示，该浸没式磁透镜130电子枪，包括：电子束源100、电子枪阳极及磁透镜

　　130，磁透镜130中心处开设有光轴通孔，顶部设置有阳极安装槽，电子枪阳极设置在阳极安

　　装槽内，电子枪阳极的底部及侧壁与阳极安装槽的内壁相贴附，电子枪阳极的侧壁上沿向

　　外延伸，适用于与电镜外壳固定连接，电子束源100设置在电子枪阳极上方，用以向下发射

　　在此种实现方式中，通过在磁透镜130顶部开设有安装槽，并将结构与其紧密配合

　　的电子枪阳极设在安装槽中，在安装过程中确保对中精度，易于电子束源100与电子枪阳极

　　对中，不仅如此，通过本领域实施人员操作调节件120，磁透镜130能够在水平方向微调，便

　　于电子枪阳极与磁透镜130对中，进一步优化对中位置。再根据荧光屏190上的电子束斑位

　　优选的，本申请的电子束源100采用肖特基场发射电子枪，磁透镜130为浸没式磁

　　在一种可能的实现方式中，电子枪阳极包括阳极板110与阳极光栅150，阳极板110

　　底部水平，侧壁竖直，且阳极板110外边缘的高度高于其中部高度，中心处开设有阳极孔。

　　在一种可能的实现方式中，电子枪阳极还包括阳极光栅150，阳极光栅150可以设

　　在另一种可能的实现方式中，阳极光栅150设置在磁透镜130的光轴通孔内，位置

　　在上述可能的实现方式中，阳极光栅150可以与阳极板110一体式设计，即阳极光

　　栅150固定安装在阳极孔处，也可以分体式设置，即将阳极光栅150设置在磁透镜130中心的

　　光轴通孔内，且阳极光栅150的位置位于光轴通孔的孔底或者靠近光轴通孔的底部。

　　字型，中心位置竖直设置有立柱，光轴通孔竖直贯通立柱，且立柱的高度低于铁磁外壳的侧

　　壁，环绕线环设在立柱的侧壁上，安装槽为磁外壳内壁及立柱上方的区域，该部分用

　　进一步的，铁磁外壳、阳极板110外部结构均为柱形，磁透镜130的上端内沿与阳极

　　在一种可能的实现方式中，磁透镜130还包括调节件120，磁透镜130的侧壁上开设

　　有调节孔，调节孔连通至阳极安装槽，调节件120与调节孔的结构相匹配，一端伸入阳极安

　　装槽内与阳极板110相抵接，另一端延伸出磁透镜130外侧，调节调节件120，磁透镜130能够

　　在此种实现方式中，调节件120为调节顶丝，与铁磁外壳上开设的调节孔相匹配，

　　阳极板110固定在外壳上，通过旋拧调节顶丝，调节顶丝带动磁透镜130在水平方向移动，便

　　优选的，调节孔的个数为偶数个，在所述铁磁外壳的径向等间距设置，径向等间距

　　设置的调节孔，便于从多角度调节铁磁外壳，有效提高光轴对中的精度，同时也提高了铁磁

　　在一种可能的实现方式中，阳极板110为顶部具有缺口的圆柱体，水平剖面呈“凵”

　　在一种可能的实现方式中，还包括下级聚光组件及荧光屏190，下级聚光组件设置

　　在磁透镜130的下方，用以聚集电子束，荧光屏190设置在下级聚光组件的下方。

　　据具体扫描的待测样品不同进行更换，且本申请中的下级聚光组件为现有技术，并未做出

　　在此种可能的实现方式中，更具体的，下级聚光组件包括二级会聚透镜160、物镜

　　180光阑及物镜180；所述二级会聚透镜160、所述物镜光栅170及所述物镜180在所述磁透镜

　　通过下级会聚透镜组件能够增大扫描视场，在水平位置调节物镜180光阑，完成物

　　另一方面，采用浸没式磁透镜130电子枪的光轴对中方法校准上述的浸没式磁透

　　镜130电子枪，电子枪阳极包括阳极板110，阳极板110底部水平，侧壁竖直，且阳极板110外

　　边缘的高度高于其中部高度，中心处开设有阳极孔，还包括荧光屏190，荧光屏190设置在磁

　　透镜130下方，用以显示电子束斑，将阳极板110安装到阳极安装槽内，通过连续调节阳极板

　　110的电压，同时调整电子束源100的水平位置及倾斜角度，直至电子束斑位置保持不动时，

　　阳极板110与磁透镜130通过形状设计，在装配过程即可实现对中，阳极板110外沿

　　和磁透镜130上端内沿的径向距离相等且相互平行，阳极板110安装时以磁透镜130为基座，

　　可稳定安装于磁透镜130的安装槽内。此设计在安装时即自动限定了安装位置，在阳极板

　　110上接通高压电，并连续调节高电压值，如果阳极板110与电子束源100未对中时，荧光屏

　　190中的电子束斑位置会根据电压值变化偏移，调节电子束源100的倾斜角度或者水平位

　　在一种可能的实现方式中，电子枪阳极还包括阳极板110及阳极光栅150，阳极板

　　110底部水平，侧壁从上至下向中心倾斜或者竖直，且阳极板110外边缘的高度高于其中部

　　高度，中心处开设有阳极孔，阳极光栅150设置在磁透镜130的光轴通孔内，位置位于光轴通

　　孔的孔底或者靠近光轴通孔的底部位置处，磁透镜130还包括调节件120，磁透镜130的侧壁

　　上开设有调节孔，调节孔连通至阳极安装槽，调节件120与调节孔的结构相匹配，一端伸入

　　阳极安装槽内与阳极板110相抵接，另一端延伸出磁透镜130的外侧，调节调节件120，磁透

　　镜130能够在水平面内移动，在磁透镜130内施加第一恒定电流，连续调节第一恒定电流的

　　电流值，同时调节调节部，用以改变磁透镜130的水平位置，直至电子束斑的中心位置不动，

　　且电子束斑的边缘能够随第一恒定电流的改变同心缩放时，电子束源100与磁透镜130对

　　在此种实现方式中，在磁透镜130内施加第一恒定电流作为激励，连续变动第一恒

　　定电流，电子光束沿轴成圆周运动收缩或者发散，荧光屏190上的电子束斑在荧光屏190上

　　缩放，若阳极板110与磁透镜130对中不好，电子束斑在变动第一恒定电流时，位置会一直变

　　动，当微调调节件120以使磁透镜130在水平方向移动后，呈电子束斑的外边缘同中心同心

　　在一种可能的实现方式中，还包括下级聚光组件，下级聚光组件设置在磁透镜130

　　与荧光屏190之间，在下级聚光组件内施加第二恒定电流，通过调节第一恒定电流的电流

　　值，同时调整下级聚光组件的水平位置，直至电子束斑中心不动时，电子束源100与下级聚

　　在此种实现方式中，根据前文所述，下级聚光组件包括在磁透镜130与荧光屏190

　　之间自上至下方向设置的二级会聚透镜160、物镜光栅170及物镜180，在二级会聚透镜160

　　处施加第二恒定电流，持续改变第一恒定电流的电流值，若二级会聚透镜160与电子束源

　　100未对中，荧光屏190上的电子束斑中心会水平移动，水平调节二级会聚透镜160，直至电

　　增加下级聚光组件后，扫描视场增大到一定程度，图像边缘和四个角将变模糊，如

　　图扫描视场形状多为方形，402为等清晰度线，成圆周对称形状，大视场时4个角较易产生模

　　糊。若物镜180光阑与电子束源100对中不好，则图像清晰度不再呈圆周对称，基于扫描电子

　　显微图像，在水平方向调整物镜180光阑的位置，直至边缘清晰度关于图像中心对称，即完

　　以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也

　　不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技

　　术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨

　　在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的