TWI389160B - 多光軸磁透鏡 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種用於帶電粒子束系統的多光軸磁透鏡，特別是有關於一種帶電粒子束光學裝置，其具有一非導磁材料間隔於磁環與導磁板之間，以消除由於採用複數帶電粒子束，破壞了裝置之對稱結構後產生影響帶電粒子束聚焦的非軸向對稱之橫向磁場。
半導體晶圓與光罩的缺陷檢查是積體電路製造過程中提升良率的製程。由晶圓缺陷檢視工具所獲得的資訊可用來標記有缺陷的晶粒以利修復或是用來改進晶圓製程參數。用於檢查缺陷的系統多為光學系統，而其解析度則受限於量測光線的波長。電子束系統具有遠高於光學系統的解析度，係因為電子束的波長範圍是屬於10
-9
公尺或埃（angstrom）等級。不過電子束系統受限於檢查晶圓的速度。取決於掃描的頻率，現有系統的產能介於每小時20至40平方公分之間。因此若要檢查直徑達300毫米（millimeter）的矽晶圓至少需要18小時。為了要達到每小時檢查數片晶圓的產出率來符合晶圓廠線上應用的要求，因此用於帶電粒子束的多光軸磁透鏡系統概念即被引入。
第一份關於多電子束的專利係於西元1973年授予Maekawa et al.曝光系統之產出率改良。該裝置由一只共用激發線圈與二片有多個可供粒子束通過的貫孔的導磁板構成，相關內容如US 3,715,580所揭露，並如第一A圖所示。上導磁板40與下導磁板41的貫孔4與5形成一子透鏡（sub-lens）10。導磁板40與41為各子透鏡之極靴。這一類的透鏡，如第一B圖所示，每一組子透鏡內的磁場分布與磁場強度基本上均不相同。
與傳統單光軸磁透鏡相比，如第一B圖與第一C圖所示，子透鏡的磁場分布由軸向對稱轉變成旋轉對稱及/或n重（n-fold）對稱。比較結果，子透鏡除了軸向對稱磁場之外，非軸向對稱之橫向磁場成份(又稱為高階諧波磁場)例如第一B圖所示之雙極磁場11、12、31與32（dipole field）及第一C圖所示的四極磁場（quadrupole field）42亦出現。雙極磁場使粒子束偏向並使粒子束落至影像平面時產生額外的橫向偏移、傾斜角與像差。四極磁場將造成粒子束散射。高階諧波磁場的出現使光學系統需要至少一額外的元件以產生同類型的磁場來抵消它的影響效應。
通過中央子透鏡20及鄰近子透鏡10與30的磁通量（magnetic flux）不同是由於子透鏡10、20與30所在兩塊導磁板40與41的位置具有不同磁通量（magnetic flux）。子透鏡磁通量的不同造成中央子透鏡20之軸向對稱磁場(又稱為圓透鏡磁場round lens field），與鄰近子透鏡10與30有一些差異。此差異使穿過中央子透鏡20的中央帶電粒子束2及穿過鄰近子透鏡10與30的鄰近帶電粒子束1與3不會聚焦於同一成像平面上，如第一A圖所示。
許多跟隨Maekawa腳步的科學家已嘗試過許多方法來消除子透鏡之間高階諧波磁場與圓透鏡磁場差異對粒子束聚焦的影響。
Lo et al.於US 6750455揭露藉由使用複數個虛設孔（dummy holes）以減少雙極磁場並改善粒子束通過之子透鏡區域結構對稱性。
Haraguchi於US 6777694中揭露於每一子透鏡內置入一偏轉組（deflector group）以抵銷雙極磁場的作用。
Haraguchi於US 6703624中揭露藉由改變子透鏡之極靴直徑或上下極靴之間隙距離以控制漏進個別子透鏡之磁通量，從而消除子透鏡之間圓透鏡磁場的差異。
Haraguchi et al.於US 6703624及Frosien et al.於US 7253417中揭露藉由於每一子透鏡內置入一輔助圓形線圈或一靜電透鏡以抵銷子透鏡之間圓透鏡磁場的差異。
上述方法不是使導磁板更大、多光軸磁透鏡系統更笨重就是使其更複雜。本發明將提出一種較佳的解決方案以消除帶電粒子束路徑上高階諧波磁場的作用。因此可提供一種高產出率用於提高半導體良率的缺陷檢查設備。
本發明係關於一種用於帶電粒子束系統的多光軸磁透鏡。本發明的裝置消除共同激發線圈所產生磁場中稱為高階諧波磁場（high order harmonics）的非軸向對稱（non-axisymmetric）橫向磁場成份，保留稱為圓透鏡磁場的軸向對稱磁場成份，來聚焦帶電粒子束系統內每一通過此裝置之粒子束。此外本發明不限於所述內容而有更廣泛的應用範圍。
本發明提出多個實施例以消除於帶電粒子束路徑上的高階諧波磁場。高階諧波磁場的產生係因透鏡結構由單光軸變為多光軸所導致之幾何對稱變動所引起。
本發明的第一實施例利用一高導磁係數的磁環置入每一子透鏡中的貫孔內以造成導磁性的不連續。分別置入上導磁板與下導磁板的磁環係作為子透鏡的一對極靴。此設計削弱了磁環內非軸向對稱的純量磁位分佈，因此可降低高階諧波磁場的作用。
本發明的第二實施例進一步將一非磁性材料間隔置入第一實施例中的磁環與貫孔內壁之間，以造成導磁性的不連續。磁環與貫孔切齊。分別置入上導磁板與下導磁板的磁環係作為子透鏡的一對極靴。此設計有效的遮蔽子透鏡內的高階諧波磁場。具有非磁性材料與導磁材料交互排列的多層間隔可使屏蔽效果更佳。
本發明的第三實施例使用位於上導磁板上與下導磁板之下分別安置一磁屏蔽管，該磁屏蔽管與導磁板間有一真空間隙或一非磁性的襯層。每一磁屏蔽管與對應的子透鏡中的貫孔對齊以保護每一帶電粒子束路徑。此設計構成自發射源經子透鏡至影像平面之帶電粒子束路徑有效的屏蔽。具有非磁性材料與導磁材料交互排列的多層屏蔽管可使使屏蔽效果更佳。
本發明的第四實施例將位於上導磁板上之磁環向上延伸至上磁屏蔽管，而位於下導磁板上之磁環向下延伸至下磁屏蔽管以遮蔽磁環與磁屏蔽管間的間隙。
本發明的第五實施例將上導磁板之磁環向下延伸進入下導磁板之磁環內以作為子透鏡的一對極靴。此設計可以消除上導磁板與下導磁板之間殘餘的高階諧波磁場。
本發明的第六實施例使用二磁屏蔽遮罩分別罩住位於上導磁板之上方與下導磁板之下方的所有帶電粒子束路徑，以取代為每一粒子束設置的單一磁屏蔽。磁屏蔽遮罩包含具有貫孔的遮罩上蓋與底板，貫孔與帶電粒子束路徑對應，並以真空間隙或非磁性襯層與上、下導磁板隔開。此設計可屏蔽除去大部分遮罩內的磁場橫向成份，但鄰近導磁板之開口處仍會有一些磁場洩漏進來。
本發明的第七實施例以磁屏蔽板取代下導磁板之下方的磁屏蔽管或磁屏蔽遮罩以獲得裝置與樣本之間的工作距離。
本發明的第八實施例利用非磁性材料間隔或多層間隔的厚度以調整漏進每一子透鏡內磁通量，使所有子透鏡具有相同的圓透鏡磁場。
本發明提供在多光軸帶電粒子束系統中每一帶電粒子束近乎無高階諧波磁場的環境。此系統可用作為多光軸帶電粒子束裝置的聚光鏡或物鏡。
本發明提出一種帶電粒子光學系統，此系統包含一對彼此平行之導磁板、一共同激發線圈、複數個磁環與複數個間隔。該對彼此平行之導磁板具有複數個可供帶電粒子束通過的貫孔，其中每一個位於該上導磁板的貫孔與每一個位於該下導磁板的貫孔對齊。每一該磁環置入該導磁板之每一該貫孔，並與該貫孔對齊。每一間隔置於貫孔內壁與該磁環外壁之間。複數個子透鏡模組因而形成，其中每一子透鏡模組包含一對貫孔、一對作為一對極靴的磁環、一對分別位於上導磁板與下導磁板的間隔。共同激發線圈提供磁通量至子透鏡模組，其中每一子透鏡模組使一帶電粒子束聚焦。
每一間隔具有至少一真空層或以一非磁性材料層填滿，每一間隔具有相同或不同厚度。間隔可包含一多層間隔，其中多層間隔包含至少一導磁材料層插入二非磁性材料層之間。
帶電粒子光學系統更包含複數個磁屏蔽管，其中每一磁屏蔽管與每一子透鏡模組的每一貫孔對齊，並與導磁板之間以一真空間隔層或一非磁性襯層隔開。每一位於上導磁板之磁環向上延伸以覆蓋磁環與位於上導磁板上方之磁屏蔽管之間的距離，每一位於下導磁板之磁環向下延伸以覆蓋磁環與位於下導磁板下方之磁屏蔽管之間的距離。位於導磁板樣品端的磁屏蔽管可由一磁屏蔽板或磁屏蔽遮罩取代。
位於上導磁板的磁環向下延伸至位於下導磁板的磁環內以遮蔽二平行的上、下導磁板間的間隙。
本發明的實施例將標示代表符號。實施例的範例將伴隨圖示進行說明。雖然本發明將以實施例進行描述，但本發明的範圍並不限於所舉的實施例。本發明的範圍涵蓋所舉實施例的其他符合本發明之發明精神以及申請專利範圍定義的替換、修改與等效實施例。在以下的敘述中，將描述許多特徵細節以利於了解本發明。本發明可在缺少部分甚至某些全部特徵細節的情形下實施。一些已知的製程將不會被詳細描述以避免混淆本發明。
本發明係關於一種用於帶電粒子束系統的多光軸磁透鏡。本發明的裝置消除共同激發線圈所產生磁場中的非軸向對稱（non-axisymmetric）之橫向磁場成份，保留軸向對稱磁場成份，來聚焦帶電粒子束系統內每一通過此裝置之粒子束。雖然本發明中的描述基於一具有3只子透鏡的結構，本發明不限於所述內容而有更廣泛的應用範圍。
第二A圖顯示Maekawa設計的傳統多電子束透鏡結構或稱為多光軸透鏡。其結構亦為本發明之第一模型的基本結構。此結構具有一由一線圈軛（coil york）230覆蓋的共同激發線圈（common excitation coil）220及二片導磁板（magnetic conductor plates）40與41，其中導磁板40為上板而導磁板41為下板。導磁板40上有貫孔（holes）4、6、8，而導磁板41上有對應的貫孔5、7、9形成3只子透鏡或子透鏡模組10、20、30，其中每一子透鏡模組可聚焦一帶電粒子束。共同激發線圈220提供子透鏡模組10、20、30磁通量。線圈軛230係由具有低導磁率或低導磁係數（permeability）的材料構成，例如導磁係數1000的材料。導磁板40與41則由具有高導磁率或高導磁係數的材料構成，例如導磁係數5000或更高的材料。第二B圖顯示本發明系統A-A截面的俯視圖。圖中圓形結構僅為範例，用於多光軸帶電粒子束系統的帶電粒子光學裝置可為任何形狀。第二C圖顯示長方形結構的多光軸帶電粒子束光學裝置。
鄰近子透鏡10、30具有一二極（dipole）磁場與一四極（quadrupole）磁場。第二D圖與第二E圖顯示子透鏡30沿著光軸35模擬的雙極磁場與四極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000。子透鏡20則因幾何形狀具有二重對稱性（2-fold symmetry）而無雙極磁場。本發明選擇鄰近子透鏡30作為範例以說明每一實施例中高階諧波磁場的變化。於本實施例中，雖然僅探討子透鏡30的雙極磁場與四極磁場，但本實施例亦可應用於其他的鄰近子透鏡，例如子透鏡10。雖然子透鏡30有許多高階諧波磁場，但本發明基本上以討論一階諧波即雙極磁場之變化為範例。這是因為其他高階諧波磁場具有與雙極磁場相同的變化趨勢。第二A圖中，標記R1、R2、R3與R4分別對應於導磁板40與41的上表面與下表面。第二A圖中標記C表示導磁板40與41之間的中央平面。如前述，雙極磁場使粒子束落至影像平面時產生額外的橫向偏移、傾斜角與像差。四極磁場將造成粒子束散射。子透鏡之圓透鏡磁場差異造成中央粒子束2及鄰近粒子束1與3不會聚焦於相同的成像平面上。
本發明的第一實施例將一高導磁係數的磁環（magnetic insert rings）置入每一子透鏡中的貫孔內以減弱子透鏡內純量磁位（magnetic scalar potential）的非軸向分佈，其結果減低了高階諧波的橫向磁場。本實施例的結構稱為第二模型，如第三A圖所示。一磁環310置於上導磁板40之貫孔8內，而磁環310的導磁係數遠高於導磁板40的導磁係數。舉例來說，磁環的導磁係數為100,000，而導磁板40的導磁係數為5,000。於本實施例中，置入上導磁板的磁環310-1與下導磁板的磁環310-2係作為子透鏡的一對極靴。第三B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310-1, 310-2的導磁係數為100,000。將導磁係數甚高的磁環置入貫孔可降低R1與 R4之間的雙極磁場分佈峰値高度。磁環可由高導磁合金（Permalloy）或超導磁合金（Supermalloy）材料構成。高導磁合金為鎳鐵磁性合金的名稱。高導磁合金具有高導磁係數、低抗磁性（coercivity）、近乎零的磁伸縮（magnetostriction）及明顯非等向性磁阻（magnetoresistance）。超導磁合金亦為以鎳鐵為基礎的磁性合金，其導磁係數甚至更高。
本發明的第二實施例將一超高導磁係數的磁環與一非磁性材料間隔（non-magnetic material gap）置入每一子透鏡中的貫孔內。磁環與貫孔切齊，本實施例的結構稱為第三模型如第四A圖所示。非磁性材料間隔420置於貫孔8內壁與磁環310外壁之間。舉例來說，非磁性材料間隔420可為一真空間隔，或以一環形的非磁性材料例如鋁、銅或陶瓷材料填滿此空間。第四B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310的導磁係數為5000。將非磁性材料間隔420置入可有效減少R1與 R4之間的雙極磁場。此處磁環310的導磁係數不須非常高，例如導磁係數為5000而非導磁係數為100,000。非磁性材料間隔420可有效減弱子透鏡內純量磁位的非軸向對稱分佈，結果就是減低了高階諧波的橫向磁場。子透鏡10、20、30內非磁性材料間隔420厚度可相同或不同。於本實施例中，置入上導磁板與下導磁板的磁性導體環310-1,310-2係作為子透鏡的一對極靴。非磁性材料間隔420的厚度調整至與磁環、個別導磁板40或41之間有足夠的磁性耦合，同時提供磁環內壁更多純量磁位方位角等向性分佈（azimuthally isotropic distribution）。
若將第二實施例中的非磁性材料間隔以具有非磁性材料間隔與導磁材料間隔交互排列的多層間隔（multilayer gap）取代，子透鏡內純量磁位的非軸向對稱分佈可大幅減弱。多層間隔模型的一範例如第四C圖所示。於第四C圖中，二非磁性間隔421與422與一導磁層315穿插配置於磁環310與導磁板40或41之間。於本發明中，可具有二或超過二個導磁層315，且每一導磁層315應夾在二非磁性間隔中間。
本發明的第三實施例如第五A圖所示。二組磁屏蔽管（magnetic shielding tubes）530區分為磁屏蔽管 530-1與530-2加入本發明的系統。此設計目的是移除上導磁板40以上與下導磁板41以下區域的磁場。每一磁屏蔽管530之內直徑等於或大於非磁性材料間隔420，每一磁屏蔽管530與導磁板40與41之間以非磁性襯層（non-magnetic lining）520隔開，並與對應的磁環310對齊。圖示中加入四個標記。T1 與T2分別對應於位於導磁板40上方磁屏蔽管 530-1內部及底端的位置。T3 與T4分別對應於位於導磁板41下方磁屏蔽管 530-2頂端及內部的位置。第五B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310的導磁係數為5000，磁屏蔽管530的導磁係數為1000。磁屏蔽管530與非磁性襯層520有效消除磁屏蔽管530內沿帶電粒子束路徑的雙極磁場。非磁性襯層520可為一真空間隙或由非磁性材料例如鋁、銅或陶瓷填滿此間隙構成。
本發明的第四實施例如第六A圖所示。位於上導磁板40上之磁環310-1向上延伸至磁屏蔽管 530-1，而位於下導磁板41上之磁環310-2向下延伸至磁屏蔽管 530-2以覆蓋由於置入非磁性襯層520而產生的間隙。磁環310-1與310-2可由磁屏蔽管 530-1或530-2外或內覆蓋間隙。第六B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310的導磁係數為5000，磁屏蔽管530的導磁係數為1000。第七圖顯示第二A圖中第一模型與第六A圖所示實施例之雙極磁場的比較。除了導磁板40與41之間區域還有雙極磁場變化之外，沿粒子束路徑的雙極磁場已有效減少。
本發明的第五實施例如第八A圖所示。此設計係針對消除導磁板40與41間殘餘之高階諧波的橫向磁場。將上導磁板40貫孔內之磁環310-1延伸進入下導磁板41貫孔內之磁環310-2裡面。置入導磁板內的磁環係作為子透鏡的一對極靴。第八B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310的導磁係數為5000，磁屏蔽管530的導磁係數為1000。導磁板40與41之間殘餘雙極磁場已被有效消除。第九圖顯示第二A圖中第一模型與第八A圖所示第四模型之雙極磁場分佈的比較。
本發明的第六實施例如第十A圖所示。磁屏蔽遮罩（magnetic shielding houses）1020-1與1020-2用於罩住分別位於上導磁板40之上與下導磁板41之下的區域內所有子透鏡。其概念為針對所有粒子束使用一共用磁屏蔽以取代為每一粒子束設置的單一磁屏蔽管。第十B圖中顯示子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈，其中導磁板40與41的導磁係數為5000，而線圈軛230的導磁係數為1000，而磁環310的導磁係數為5000，磁屏蔽遮罩壁（house wall）1023的導磁係數為1000，磁屏蔽遮罩上蓋（top lid）1021與底板（bottom plate）1022的導磁係數為5000。
本發明的第七實施例如第十一圖所示。本發明的多光軸帶電粒子束光學裝置可用於任何帶電粒子系統作為聚光鏡(Condenser lens)或物鏡(Objective Lens)。多光軸帶電粒子束光學裝置的激發線圈220與線圈軛230可為任何形狀。當多光軸帶電粒子束光學裝置用作為物鏡時，下導磁板41之下的磁屏蔽管 530-2或磁屏蔽遮罩1020-2可由具有複數個貫孔之磁屏蔽板1130取代。每一位於磁屏蔽板1130的貫孔係對應於下導磁板41之貫孔，並可讓帶電粒子束通過。以磁屏蔽板1130取代磁屏蔽管 530-2或磁屏蔽遮罩1020-2的目的係為了獲得裝置與樣本之間的工作距離。
本發明的最後一個實施例如第十二圖所示。如前述，通過子透鏡20及鄰近子透鏡10與30的磁通量不會相同。此差異造成中央子透鏡20之軸向對稱磁場又稱為圓透鏡磁場，與鄰近子透鏡10與30的磁場不同。本發明調整子透鏡中的貫孔內非磁性材料間隔420或多層間隔的厚度以消除所有子透鏡間圓透鏡磁場的差異。舉例來說，若中央子透鏡與鄰近子透鏡具有相同的圓透鏡磁場時，鄰近子透鏡需具有比中央子透鏡厚的非磁性材料間隔，因為鄰近子透鏡中殘餘之高階諧波磁場較中央子透鏡強。
本發明的範圍不限於上述任何一個單一的實施例，亦包含上述不同實施例的結合。舉例來說，本發明可藉由同時結合第四C圖、第六A圖與第十二圖所示的實施例實施。任何熟悉本領域技術之人士均能理解任何實施例的結合均包含在本發明之申請專利範圍內。
本領域之先前技術需要使用昂貴高導磁係數的材料製造導磁板以減少沿粒子束路徑的雙極磁場，且仍需要使用虛設孔或額外的光學元件以及複雜的調整計算以消除殘餘的非軸向對稱橫向磁場。如本發明採用非磁性材料間隔後，導磁板與磁環可由傳統低價位、導磁係數適中的磁性材料製成的。具有非磁性材料間隔、磁屏蔽管、磁屏蔽遮罩、磁屏蔽板的結構強化、設計調整，非磁性材料間隔與其他磁屏蔽結構之間的結構關係，以及非磁性材料間隔的多層結構等，可有效移除雙極磁場甚至四極磁場。
上述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能據以限定本發明之專利範圍，即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1‧‧‧帶電粒子束 2‧‧‧帶電粒子束 3‧‧‧帶電粒子束 4~9‧‧‧貫孔 10‧‧‧子透鏡 11‧‧‧雙極磁場 12‧‧‧雙極磁場 20‧‧‧子透鏡 30‧‧‧子透鏡 31‧‧‧雙極磁場 32‧‧‧雙極磁場 35‧‧‧光軸 40‧‧‧上導磁板 41‧‧‧下導磁板 42‧‧‧四極磁場 220‧‧‧共同激發線圈 230‧‧‧線圈軛 310‧‧‧磁環 310-1‧‧‧磁環 310-2‧‧‧磁環 315‧‧‧導磁層 420‧‧‧非磁性材料間隔 421‧‧‧非磁性材料間隔 422‧‧‧非磁性材料間隔 520‧‧‧非磁性材料襯層 530‧‧‧磁屏蔽管 530-1‧‧‧磁屏蔽管 530-2‧‧‧磁屏蔽管 1020-1‧‧‧磁屏蔽遮罩 1020-2‧‧‧磁屏蔽遮罩 1021‧‧‧磁屏蔽遮罩上蓋 1022‧‧‧磁屏蔽遮罩底板 1023‧‧‧磁屏蔽遮罩壁 1130‧‧‧磁屏蔽板
本發明將以詳細說明伴隨圖示進行說明，其中代表符號標示結構元件。
第一A圖顯示一傳統多光軸透鏡。
第一B圖顯示第一A圖中六個貫孔內的磁力線方向。
第一C圖顯示第一B圖中上導磁板中磁力線之俯視圖。
第二A圖顯示本發明一實施例中第一模型多光軸系統的基本結構。
第二B圖顯示第二A圖中A-A截面圓形結構的俯視圖。
第二C圖顯示第二A圖中A-A截面長方形結構的俯視圖。
第二D圖顯示第二A圖與第二B圖第一模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第二E圖顯示第二A圖與第二B圖第一模型之鄰近子透鏡30沿光軸35的模擬四極磁場分佈。
第三A圖顯示本發明一實施例中第二模型中磁環置於上導磁板貫孔的結構。
第三B圖中顯示第二模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第四A圖顯示本發明一實施例中第三模型中磁環與非磁性材料間隔位於上導磁板上的結構。
第四B圖顯示第三模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第四C圖顯示本發明一實施例中多層間隔的結構。
第五A圖顯示本發明一實施例中第三模型加上磁屏蔽管的結構。
第五B圖顯示第五A圖所示模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第六A圖顯示本發明一實施例中第三模型加上磁屏蔽管的結構，其中磁環延伸至磁屏蔽管內。
第六B圖顯示第六A圖所示模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第七圖顯示第二A圖中第一模型與第六A圖所示實施例之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場的比較。
第八A圖顯示第四模型導磁板貫孔內之磁環與非磁性材料間隔結構，其中上導磁板內之磁環延伸進入下導磁板內之磁環中。
第八B圖顯示第八A圖所示第四模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第九圖顯示第二A圖中第一模型與第八A圖所示第四模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈的比較。
第十A圖顯示本發明一實施例中第三模型加上用於罩住所有粒子束的磁屏蔽遮罩的結構。
第十B圖顯示第十A圖所示第四模型之鄰近子透鏡30沿光軸35模擬的雙極磁場分佈。
第十一圖顯示本發明的裝置作為物鏡的範例。
第十二圖顯示本發明一實施例消除所有子透鏡之圓透鏡磁場差異的方法。
1‧‧‧帶電粒子束
2‧‧‧帶電粒子束
3‧‧‧帶電粒子束
4~9‧‧‧貫孔
10‧‧‧子透鏡
15‧‧‧光軸
20‧‧‧子透鏡
25‧‧‧光軸
30‧‧‧子透鏡
35‧‧‧光軸
40‧‧‧上導磁板
41‧‧‧下導磁板
220‧‧‧共同激發線圈
230‧‧‧線圈軛
Claims (14)
- 一種多光軸磁透鏡，包含： 一對彼此平行之導磁板，該導磁板具有複數個可供帶電粒子束通過的貫孔，其中每一個位於該導磁板之上導磁板的貫孔與每一個位於該導磁板之下導磁板的貫孔對齊； 複數個磁環，每一該磁環置入該導磁板之每一該貫孔，並與該貫孔對齊；及 複數個間隔，該間隔置於貫孔內壁與該磁環外壁之間； 其中複數個子透鏡模組因而形成，每一子透鏡模組包含一對分別位於上導磁板與下導磁板的該貫孔、一對分別置入該貫孔的該磁環、分別置於該貫孔內壁與該磁環外壁之間的該間隔，且該對磁環係作為該子透鏡的一對極靴；及 一共同激發線圈，該共同激發線圈提供磁通量至該子透鏡模組，其中每一該子透鏡模組使一帶電粒子束聚焦。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，其中每一該間隔具有至少一真空層或以一非磁性材料層填滿。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，更包含複數個磁屏蔽管，其中每一該磁屏蔽管與每一該子透鏡模組的每一該貫孔對齊，並與該磁性導體板之間以一真空間隔層或一非磁性襯層隔開。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，其中每一位於該上導磁板之該磁環向上延伸以覆蓋該磁環與位於該上導磁板上方之該上磁屏蔽管之間的距離，其中每一位於該下導磁板之該磁環向下延伸以覆蓋該磁環與位於該下導磁板下方之該下磁屏蔽管之間的距離。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，其中位於該上導磁板的該上磁環向下延伸至位於該下導磁板的該下磁環。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，更包含二分別位於該上導磁板之上與該下磁環之下的磁屏蔽遮罩。
- 如申請專利範圍第3項所述之多光軸磁透鏡，其中位於該導磁板樣品端的該磁屏蔽管係由一磁屏蔽板取代。
- 如申請專利範圍第6項所述之多光軸磁透鏡，其中位於該導磁板一端的該磁屏蔽遮罩係由一磁屏蔽板取代。
- 如申請專利範圍第2項所述之多光軸磁透鏡，其中每一該間隔具有相同厚度的非磁性材料層。
- 如申請專利範圍第2項所述之多光軸磁透鏡，其中每一該間隔具有不同厚度的非磁性材料層。
- 如申請專利範圍第1項所述之多光軸磁透鏡，其中每一該間隔包含一多層間隔。
- 如申請專利範圍第11項所述之多光軸磁透鏡，其中該多層間隔包含至少一磁性材料層插入二非磁性材料層之間。
- 如申請專利範圍第12項所述之多光軸磁透鏡，其中該磁性材料層與該二非磁性材料層其中之ㄧ為交互排列。
- 複數個形成於一對彼此平行之導磁板之子透鏡模組，其中複數帶電粒子束穿過貫孔，其中每一個位於該導磁板之上導磁板的貫孔與每一個位於該導磁板之下導磁板的貫孔對齊，該子透鏡模組包含： 複數個磁環，每一該磁環置入該導磁板之每一該貫孔，並與該貫孔對齊；及 複數個間隔，該間隔置於貫孔內壁與該磁環外壁之間； 其中每一對該磁環係作為該子透鏡模組的一對極靴。
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