减小相差的偏转器机构及扫描电镜

技术领域

本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种减小相差的偏转器机构及扫描电镜。

背景技术

随着半导体技术的发展和工艺技术的进步，集成电路线宽愈来愈向细微化发展，对电路的生产工艺技术也提出了更高更难的要求，不但要刻蚀出亚微米线条，而且线路缺陷也要控制在一定范围内，以保证芯片的功能和成品率。研究表明，缺陷的尺寸在特征线宽的三分之一以上时，就成为致命的缺陷会导致器件失效。由于器件的尺寸不断缩小，致命缺陷的尺寸也变的越来越小，缺陷的检测变得更加困难，光学检测设备已不能满足需要，而电子束检测设备克服了光学波长的限制，使分辨率提高到纳米领域，可以检测到极微小的缺陷。偏转器有静电偏转器与磁偏转器两种，静电偏转相比磁偏转具有扫描速度快的优点；但是对比磁偏转，静电场更不均匀，偏转器工作时会引起更大的相差。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种减小相差的偏转器机构，包括可旋转偏转器、连接杆、固定偏转器及安装部；所述可旋转偏转器的旋转中轴与所述固定偏转器的中轴相重合，且分别安装到所述安装部上；所述可旋转偏转器与所述安装部可转动连接；所述连接杆的一端与所述可旋转偏转器连接，能够带动所述可旋转偏转器绕所述旋转中轴转动；所述固定偏转器与所述安装部固定连接。

在一种可能的实现方式中，还包括碟形弹簧；所述碟形弹簧设置在所述连接杆与所述可旋转偏转器的连接位置处，用以减小纵向间隙。

在一种可能的实现方式中，所述连接杆上开设有第一通孔；所述连接杆通过所述第一通孔套设在所述可旋转偏转器上的连接螺栓上，且所述第一通孔在所述可旋转偏转器的旋转中轴到外侧边缘的方向上的长度大于所述连接螺栓的直径。

在一种可能的实现方式中，所述连接螺栓设置在远离所述可旋转偏转器的旋转中轴的位置。

在一种可能的实现方式中，所述固定偏转器的数量为两个以上，且相邻的所述固定偏转器之间固定连接。

在一种可能的实现方式中，还包括上盖及偏转压簧；所述上盖盖设在所述可旋转偏转器上，一侧下部开设有与所述连接杆相匹配的让位孔；所述偏转压簧设置在所述上盖与所述可旋转偏转器之间，上端与所述上盖内顶部相抵接，下端与所述可旋转偏转器相抵接。

在一种可能的实现方式中，还包括摩擦环；所述摩擦环设置在所述安装部内，外壁与所述安装部相接触，内壁与所述可旋转偏转器相接触。

在一种可能的实现方式中，所述安装部的上部向外延伸有延伸部；所述安装部从顶部中心处向内开设有第一偏转器安装位，所述可旋转偏转器设置在所述第一偏转器安装位内；所述安装部从底部中心处向内开设有第二偏转器安装位，所述固定偏转器设置在所述第二偏转器安装位内。

在一种可能的实现方式中，所述可旋转偏转器上开设有两个以上的固定螺孔；所述上盖上安装有与所述固定螺孔相匹配的上盖螺栓，所述上盖与可旋转偏转器相螺接；所述偏转压簧穿设在所述上盖螺栓上。

在一种可能的实现方式中，所述可旋转偏转器为环形，环内设置有极板，所述可旋转偏转器上开设有与所述连接螺栓相匹配的第二通孔，所述第二通孔开设在所述可旋转偏转器靠近外边缘的位置处。

在一种可能的实现方式中，所述可旋转偏转器与所述固定偏转器均为静电偏转器。

在一种可能的实现方式中，所述固定螺孔的个数为四个，所述固定螺孔到所述可旋转偏转器的旋转中轴距离相等，且相邻的所述固定螺孔连线构成正方形结构；所述偏转压簧与所述可旋转偏转器之间垫设有垫圈，所述垫圈穿设在所述上盖螺栓上。

在一种可能的实现方式中，包括上述任一可能实现方式中所述的减小相差的偏转器机构。

本申请的有益效果：通过移动连接杆，带动可旋转偏转器旋转，调节后可旋转偏转器与固定偏转器的设计夹角达到预先设计角度，以使使用本申请偏转器机构的扫描电镜获得最佳分辨率，尽量减少相差，不仅如此，旋转偏转器进行微调相较于机械安装，可旋转偏转器与固定偏转器的设计夹角具有更高的精度，有效的解决了仅靠机械安装无法保证两个偏转器安装精度的问题。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出根据本申请一实施例的减小相差的偏转器机构的爆炸图；

图2示出根据本申请一实施例的连接杆带动可旋转偏转器的示意图；

图3示出根据本申请一实施例的可旋转偏转器的剖视图；

图4示出根据本申请一实施例的减小相差的偏转器机构的剖视图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同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，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

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位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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，除非另有明确具体的限定。

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”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

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。

图1示出根据本申请一实施例的减小相差的偏转器机构的爆炸图；图2示出根据本申请一实施例的连接杆带动可旋转偏转器的示意图；图3示出根据本申请一实施例的可旋转偏转器的剖视图；图4示出根据本申请一实施例的减小相差的偏转器机构的剖视图。

如图1-4所示，该减小相差的偏转器机构，包括可旋转偏转器1、连接杆4、固定偏转器3及安装部2，可旋转偏转器1的旋转中轴与固定偏转器3的中轴相重合，且分别安装到安装部2上，可旋转偏转器1与安装部2可转动连接，连接杆4的一端与可旋转偏转器1连接，能够带动可旋转偏转器1绕旋转中轴转动，固定偏转器3与安装部2固定连接。

在此种实现方式中，通过移动连接杆4，带动可旋转偏转器1旋转，调节后可旋转偏转器1与固定偏转器3的设计夹角达到预先设计角度，以使使用本申请偏转器机构的扫描电镜获得最佳分辨率，尽量减少相差，不仅如此，旋转偏转器进行微调相较于机械安装，可旋转偏转器1与固定偏转器3的设计夹角具有更高的精度，有效的解决了仅靠机械安装无法保证两个偏转器安装精度的问题。

为便于描述，图1中旋转中轴方向为纵向，可旋转偏转器1的转动方向在水平面内和可横向转动。

还需要特别强调的是，本申请的偏转器机构设置在扫描电镜的真空侧，并且仅连接杆4未与可旋转偏转器1相连接的一端从真空腔体内伸出，其上安装有运动窥入装置10，运动窥入装置10为现有技术，其起到便于本领域技术人员从大气侧对偏转器机构进行调节偏转角度的作用，其他更多在本文中不做赘述。还有，上下偏转器极板的夹角一般在1°-5°之间，精度要求为±0.01°。

安装部2的具体结构在此并未做出更多限定，只需保证可旋转偏转器1及固定偏转器3可以安装在安装部2上，并且可旋转偏转器1能够实现旋转即可，在本文中不做赘述。

在一种可能的实现方式中，还包括碟形弹簧11；碟形弹簧11设置在连接杆4与可旋转偏转器1的连接位置处，用以减小纵向间隙。

在一种可能的实现方式中，还包括碟形弹簧11，连接杆4与可旋转偏转器1相铰接；碟形弹簧11穿设在转动连接的位置处，用以减小纵向间隙。

在此种可能的实现方式中，通过连接杆4在横向传递运动至可旋转偏转器1，实现可旋转偏转器1绕旋转中轴转动。

优选的，连接杆4与可旋转偏转器1通过连接螺栓9相固定，碟形弹簧11穿设在连接螺栓9上，能够压紧连接杆4，减小连接杆4与可旋转偏转器1之间纵向间隙，在可旋转偏转器1做旋转运动时，不会翘起，平稳运动。

在一种可能的实现方式中，连接杆4上开设有第一通孔，连接杆4通过第一通孔套设在可旋转偏转器上1的连接螺栓上，且第一通孔在可旋转偏转器1的旋转中轴到外侧边缘的方向上的长度大于连接螺栓的直径。

更具体的，第一通孔为长圆孔，与连接螺栓9相适配，长圆结构的第一通孔，当可旋转偏转器1旋转时，纵向具有一定的位移，长圆孔能够抵消此位移，以确保连接杆4传递可旋转偏转器1运动时不会被卡住。

优选的，连接杆4为直杆，长圆孔的长度方向的中线与连接杆4保持一致。

在一种可能的实现方式中，连接螺栓9设置在远离可旋转偏转器1的旋转中轴的位置。

在一种可能的实现方式中，还包括上盖6及偏转压簧7，上盖6盖设在可旋转偏转器1上，一侧下部开设有与连接杆4相匹配的让位孔，偏转压簧7设置在上盖6与可旋转偏转器1之间，上端与上盖6内顶部相抵接，下端与可旋转偏转器1相抵接。

在此实现方式中，可旋转偏转器1上盖设有上盖6，在旋转时，上盖6能够配合偏转压簧7从可旋转偏转器1的上部下压偏转器，以确保在旋转时无纵向运动。上盖6的让位孔用以为连接杆4让位，连接杆4在让位孔内能够小幅转动预设角度。

更具体的，可旋转偏转器1外套接有套筒，套筒的外壁与摩擦环内壁相接触，可旋转排偏转器尺寸规格固定，通过在其外套接套筒以改变可旋转偏转器1下部的径向尺寸，确保与安装部2相适配，为本申请的减小相差的偏转器机构提供更多的使用场景，合理降低成本。

如图3所示，让位孔开设在图3的最右侧，具体在连接杆4穿过上盖6的位置处，上盖6内与可旋转偏转器1内留有间隙，中部为光轴孔且可旋转偏转器1的纵向竖直设置极板，固定旋转器3的下部盖设有下盖12，与上盖6不同，下盖12与固定旋转器3螺接固定即可。

在一种可能的实现方式中，还包括摩擦环13，摩擦环13设置在安装部2内，外壁与安装部2相接触，内壁与可旋转偏转器1相接触。

在此种实现方式中，可旋转偏转器1不与安装部2直接接触，二者之间增设摩擦环13，用以减小摩擦，并且对安装部2和可旋转偏转器1起到有效保护，提高了本申请的减小相差的偏转器机构的使用寿命。

优选的，摩擦环13为peek材质，具有耐高温，机械性能优异，自润滑性好，易于加工的优势。

在一种可能的实现方式中，安装部2的上部向外延伸有延伸部，安装部2从顶部中心处向内开设有第一偏转器安装位，可旋转偏转器1设置在第一偏转器安装位内，从底部中心处向内开设有第二偏转器安装位，固定偏转器3设置在第二偏转器安装位内。

如图1所示，安装部2为在纵向的中轴处开设有通孔的圆柱体，顶部向中心处开设有第一偏转器安装位，可旋转偏转器1底部外侧套设摩擦环13后，整体安装在第一偏转器安装位内，安装部2的底部向中心处开设有第二偏转器安装位，可旋转偏转器1与固定偏转器3在结构上并无区别，只根据安装位置，实现一个可转动，另一个固定，实现二者间的相对偏转即可，本申请实施例中的安装部2的上部安装可旋转偏转器1，此方案并不唯一，仅供参考。安装部2顶部向外边缘延伸的延长部，延长部的外延在真空腔体内兼顾结构强度的同时，固定安装在真空腔体内，保证偏转机构的稳定性。连接杆4与安装部2通过旋转中轴连接，具体为连接杆4靠近可旋转偏转器1的一端下部与可旋转偏转器1外延的边缘搭接，通过连接螺栓9螺接，并且在连接螺栓9上套设有碟形弹簧11，此螺接在碟形弹簧11的作用下，纵向具有压力，连接结构处没有缝隙，而需要调节时，连接杆4还可以在横向完成转动，实现可旋转偏转器1的小角度微调。可旋转偏转器1的上方盖设有上盖6，固定偏转器3的下方盖接有下盖12，偏转器与盖体相螺接，用以保护偏转器，还能确保偏转器机构的设计更加合理，结构更完整。

在一种可能的实现方式中，可旋转偏转器1上开设有两个以上的固定螺孔，上盖6上安装有与固定螺孔相匹配的上盖螺栓5，上盖6与可旋转偏转器1相螺接，偏转压簧7穿设在上盖螺栓5上。

在此实现方式中，上盖6与可旋转偏转器1相螺接，增加了该机构的连接强度，偏转压簧7穿设在上盖螺栓5上，易于安装固定偏转压簧7。

在一种可能的实现方式中，可旋转偏转器1为环形，环内设置有极板，可旋转偏转器1上开设有与连接螺栓9相匹配的第二通孔，第二通孔开设在可旋转偏转器1靠近外边缘的位置处。

在此实现方式中，可旋转偏转器1为环形，极板设置在环内，呈偶数瓣状均匀分布在环内。

在一种可能的实现方式中，可旋转偏转器1与固定偏转器3均为静电偏转器。

在一种可能的实现方式中，固定螺孔的个数为四个，固定螺孔到可旋转偏转器1的旋转中轴距离相等，且相邻的固定螺孔连线构成正方形结构，偏转压簧7与可旋转偏转器1之间垫设有垫圈8，垫圈8穿设在上盖螺栓5上。

另一方面，本申请提出了一种扫描电镜，包括上述任一种可能实现方式的减小相差的偏转器机构。

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其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。