场发射扫描电子显微镜的制作方法

本技术涉及电子显微镜，更具体地，涉及一种场发射扫描电子显微镜。

背景技术：

1、场发射扫描电子显微镜是电子显微镜的一种，因其分辨率高、景深大、图像更富立体感、放大倍数可调范围宽等优点而被广泛应用于半导体、无机非金属材料及器件等的检测。

2、场发射扫描电子显微镜在应用过程中需要电子束的束流连续可调，以应对多种场景的分析需求。在一些相关技术中，采用单孔光阑+束流控制镜+像方束张角控制镜的系统方案。可实现不同束流下的分辨率最优化，或者最佳景深。

3、但是，在切换不同工况时，束流控制镜和像方张角控制镜这两个磁透镜将频繁联动变化，存在电子束和磁透镜中心不能维持良好对中的问题，导致影响磁透镜的可调范围和成像质量及稳定性。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种场发射扫描电子显微镜，所述场发射扫描电子显微镜能实现电子束束流的连续调节，并且可以有效提高电子束与磁透镜的对中效果。

2、根据本实用新型实施例的场发射扫描电子显微镜，包括源方束张角控制镜、物镜、设于所述源方束张角控制镜和所述物镜之间的像方束张角控制镜、设于所述源方束张角控制镜和所述像方束张角控制镜之间的光圈，所述源方束张角控制镜设有第一极靴，所述像方束张角控制镜设有第二极靴，所述物镜设有第三极靴，所述第一极靴与所述光圈之间、所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间，其中的至少一处设有对中线圈。

3、根据本实用新型实施例的场发射扫描电子显微镜，源方束张角控制镜、像方束张角控制镜和物镜构成三级会聚系统，可以实现束流可调节和束张角优化的高度解耦。并且通过在第一极靴与光圈之间、光圈与第二极靴之间、第二极靴和第三极靴之间中的至少一处设有对中线圈，并通过合理设置对中线圈的数量和布置位置，可以有效提高电子束调节的自由度，提高电子束与磁透镜的对中效果，进而有利于提高场发射扫描电子显微镜的成像质量及稳定性。

4、另外，根据本实用新型上述实施例的场发射扫描电子显微镜还可以具有如下附加的技术特征：

5、根据本实用新型的一些实施例，所述第一极靴与所述光圈之间、所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间均设有所述对中线圈。

6、根据本实用新型的一些实施例，所述第一极靴与所述光圈之间设有一对所述对中线圈，所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间均设有一个所述对中线圈。

7、根据本实用新型的一些实施例，所述第一极靴与所述光圈之间的所述对中线圈位于所述源方束张角控制镜内，所述第一极靴设于所述源方束张角控制镜远离所述像方束张角控制镜的一端，所述对中线圈设于所述源方束张角控制镜靠近所述像方束张角控制镜的一端。

8、根据本实用新型的一些实施例，所述光圈与所述第二极靴之间的所述对中线圈位于所述像方束张角控制镜内，所述第二极靴设于所述像方束张角控制镜靠近所述物镜的一端，所述对中线圈设于所述像方束张角控制镜远离所述物镜的一端。

9、根据本实用新型的一些实施例，所述第二极靴和所述第三极靴之间的所述对中线圈位于所述物镜内，所述第三极靴设于所述物镜远离所述像方束张角控制镜的一端，所述对中线圈设于所述物镜靠近所述像方束张角控制镜的一端。

10、根据本实用新型的一些实施例，所述源方束张角控制镜包括第一磁透镜芯柱，所述像方束张角控制镜包括第二磁透镜芯柱，所述物镜包括第三磁透镜芯柱，所述第一极靴的内径小于所述第一磁透镜芯柱的内径，所述第二极靴的内径小于所述第二磁透镜芯柱的内径，所述第三极靴的内径小于所述第三磁透镜芯柱的内径。

11、根据本实用新型的一些实施例，所述源方束张角控制镜、所述像方束张角控制镜和所述物镜独立设置。

12、根据本实用新型的一些实施例，所述场发射扫描电子显微镜还包括镜筒、电子枪、真空差分孔和隔断阀，所述镜筒具有第一真空腔和第二真空腔，所述真空差分孔和所述隔断阀设于所述第一真空腔和所述第二真空腔之间，所述电子枪、所述源方束张角控制镜设于所述第一真空腔，所述像方束张角控制镜和所述物镜设于所述第二真空腔。

13、根据本实用新型的一些实施例，所述第三极靴包括上极靴和下极靴，所述上极靴和所述下极靴之间间隔开以形成抽气通道。

14、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种场发射扫描电子显微镜，其特征在于，包括源方束张角控制镜、物镜、设于所述源方束张角控制镜和所述物镜之间的像方束张角控制镜、设于所述源方束张角控制镜和所述像方束张角控制镜之间的光圈，所述源方束张角控制镜设有第一极靴，所述像方束张角控制镜设有第二极靴，所述物镜设有第三极靴，

2.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述第一极靴与所述光圈之间、所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间均设有所述对中线圈。

3.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述第一极靴与所述光圈之间设有一对所述对中线圈，所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间均设有一个所述对中线圈。

4.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述第一极靴与所述光圈之间的所述对中线圈位于所述源方束张角控制镜内，所述第一极靴设于所述源方束张角控制镜远离所述像方束张角控制镜的一端，所述对中线圈设于所述源方束张角控制镜靠近所述像方束张角控制镜的一端。

5.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述光圈与所述第二极靴之间的所述对中线圈位于所述像方束张角控制镜内，所述第二极靴设于所述像方束张角控制镜靠近所述物镜的一端，所述对中线圈设于所述像方束张角控制镜远离所述物镜的一端。

6.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述第二极靴和所述第三极靴之间的所述对中线圈位于所述物镜内，所述第三极靴设于所述物镜远离所述像方束张角控制镜的一端，所述对中线圈设于所述物镜靠近所述像方束张角控制镜的一端。

7.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述源方束张角控制镜包括第一磁透镜芯柱，所述像方束张角控制镜包括第二磁透镜芯柱，所述物镜包括第三磁透镜芯柱，所述第一极靴的内径小于所述第一磁透镜芯柱的内径，所述第二极靴的内径小于所述第二磁透镜芯柱的内径，所述第三极靴的内径小于所述第三磁透镜芯柱的内径。

8.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述源方束张角控制镜、所述像方束张角控制镜和所述物镜独立设置。

9.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，还包括镜筒、电子枪、真空差分孔和隔断阀，所述镜筒具有第一真空腔和第二真空腔，所述真空差分孔和所述隔断阀设于所述第一真空腔和所述第二真空腔之间，所述电子枪、所述源方束张角控制镜设于所述第一真空腔，所述像方束张角控制镜和所述物镜设于所述第二真空腔。

10.根据权利要求1所述的场发射扫描电子显微镜，其特征在于，所述第三极靴包括上极靴和下极靴，所述上极靴和所述下极靴之间间隔开以形成抽气通道。

技术总结
本技术公开了一种场发射扫描电子显微镜，所述场发射扫描电子显微镜包括源方束张角控制镜、物镜、设于所述源方束张角控制镜和所述物镜之间的像方束张角控制镜、设于所述源方束张角控制镜和所述像方束张角控制镜之间的光圈，所述源方束张角控制镜设有第一极靴，所述像方束张角控制镜设有第二极靴，所述物镜设有第三极靴，所述第一极靴与所述光圈之间、所述光圈与所述第二极靴之间、所述第二极靴与所述第三极靴之间，其中的至少一处设有对中线圈。根据本技术实施例的场发射扫描电子显微镜，一方面能实现束流可调节和束张角优化的高度解耦，另一方面可以有效提高电子束调节的自由度，提高电子束与磁透镜的对中效果。

技术研发人员：阴达,孙斌,张伟
受保护的技术使用者：国仪量子（合肥）技术有限公司
技术研发日：20221008
技术公布日：2024/1/12