带电粒子束系统技术方案

一种离子源，包括外壳、导电尖端、配置为将操作气体供应到尖端的附近的气体供应系统以及配置为冷却尖端的冷却系统。气体供应系统包括具有中空内部的第一管，并且在管的中空内部中提供化学吸气剂材料。

Charged particle beam system

An ion source includes a housing, a conductive tip, a gas supply system configured to supply operating gas to the tip, and a cooling system configured as a cooling tip. The gas supply system includes a hollow interior of the first pipe, and provide chemical getter material within the hollow interior tube.

【技术实现步骤摘要】
带电粒子束系统
本公开涉及一种带电粒子束系统，并且更具体地涉及一种离子源，特别是用于带电粒子束系统、包括各自的离子源的带电粒子束系统，并且更特别地，涉及一种用于带电粒子束系统的气体场离子源。
技术介绍
带电粒子源、带电粒子系统以及带电粒子系统和源的操作方法可以用于各种应用，包括测量或识别样品性质或修饰样品。带电粒子源典型地产生带电粒子束，可以通过带电粒子束系统的部件将带电粒子束引导为入射到样品上。通过探测带电粒子束与样品的相互作用产物，可以生成样品的图像或识别样品的性质。下面的文件包含与本公开有一定相关性的现有技术：EP2088613A1、EP2182542A1、US2012119086、EP2068343A1、EP2110843A1、US2012132802、US2012199758、WO2007067310、WO08152132A2、US20150008341A1、US20150008333A1、US20150008342A1、US20150008334A1以及US20150008332A1。
技术实现思路
根据第一方面，本公开涉及一种离子源，包括外壳、导电尖端以及气体供应系统。气体供应系统可以配置为将操作气体供应到尖端的附近。气体供应系统包括具有中空内部的第一管。在管的中空内部中提供化学吸气剂材料。离子源还包括配置为冷却尖端的冷却系统。根据本公开的其他方面，吸气剂材料提供为第一管的内表面的至少一部分的涂层。根据本公开的另一方面，冷却系统配置为冷却第一管。根据本公开的另一方面，第一管包括具有高热导率的材料。根据本公开的其他方面，气体供应系统还包括第二管，第二管包括低热导率的材料。特别地，第一管的热导率可以为第二管的热导率的三倍或更大。更加优选地，第一管的热导率可以比第二管的热导率大一个数量级或更多。根据本公开的其他方面，第一管附接到第二管，并且第二管连接到外壳。根据本公开的其他方面，冷却系统连接到所述第一管。根据本公开的其他方面，第一管形成为波纹管形状。根据本公开的其他方面，化学吸气剂包括选自包括以下材料的组的至少一种材料：钛、铁、钡、铝、钯、锆、钒及其合金。商业上已知的一些特定的合金包括SAESSt101(Zr0.84-Al0.16)和SAESSt707(Zr0.70-V0.246-Fe0.054)。锆基系统与多种多样的气体分子有反应活性，例如H2、CO、CO2、O2、N2以及NOx，以形成基本无反应活性的氧化物、碳化物以及氮化物。根据本公开的其他方面，离子源还包括外壳内的加热器。根据本公开的其他方面，离子源还包括设置在外壳内的内壳，其中导电尖端安装在内壳内。根据本公开的其他方面，第一管具有终止在内壳中或终止在内壳处的终止部分。根据本公开的其他方面，冷却系统连接到内壳的基部部分。根据本公开的其他方面，离子源还包括气体净化系统。气体净化系统可以配置为通过污染物的选择性电离来净化气体。为此目的，气体净化系统可以包括电极和向电极提供电势的电压供应源。根据另一总体方面，本公开涉及一种气体净化系统，包括壳、壳内的进气口、壳内的出气口、电极以及配置为向所述电极供应电势的电压供应源。气体净化系统可以包括第二电极，向第二电机施加负电势或接地电势。此外，第二电极可以包括化学吸气剂材料。附图说明后文中将参考附图描述实施例的细节，图1示出了带电粒子束系统的机械装配的截面图；图2示出了图1的带电粒子束系统的粒子室的放大截面图；图3示出了气体场离子源的放大截面图；图4示出了包含气体供应系统的带电粒子束系统的简图；图5示出了气体场离子源的另一实施例的放大截面图；图6示出了用于气体净化系统的第一实施例的原理简图；图7示出了用于气体净化系统的第二实施例的原理简图；图8示出了用于气体净化系统的第三实施例的原理简图。具体实施方式图1中的带电粒子束系统包括样品室10，样品室10设置且安装在沉重的台5上。台5可以为花岗石板或混凝土制成的板。台5自身置于若干第一支柱3a和3b上，在图1中示出支柱中的两个。第一支柱3a、3b设计为置于底板2上。第一支柱3a、3b中的每一个包括或支承第一振动隔离构件4a、4b，以免振动从底板传递到台5。样品室10经由若干第二支柱18a、18b置于台5上，第二支柱18a、18b也各包括或支承第二振动隔离构件9a、9b。这些第二振动隔离构件9a、9b起减小或避免振动从台5传递到样品室的作用。台5的这样的振动可能源自于机械真空泵17(例如涡轮泵)，机械真空泵17坚固地附接到台5或安装在台5上。由于台5的质量大，大大减小了由机械泵17产生的振动幅度。机械泵17功能上连接到样品室10。为此功能连接，经由两个柔性波纹管部分6、8以及两个柔性波纹管部分之间的刚性管7或紧凑真空法兰，将泵17的吸入口连接到样品室10。从泵17到样品室的完整线形成“柔性波纹管部分-刚性管-柔性波纹管部分”的一系列布置。此布置起进一步衰减振动能量的作用，并且减小从台传递到室的振动。当中间管的质量大时，可以进一步减小室的振动。如果存在与波纹管或管接触的能量吸收材料，可以进一步减小室的振动。如果存在管和波纹管的机械共振，其优选地吸收和发散由泵17造成的频率的振动能量，则可以进一步减小室的振动。样品室10具有真空密封的壳19。管状延伸部11坚固地且不可拆卸地安装到样品室10的壳19。管状延伸部11可以由焊接到壳19围绕样品室10的其余部分的金属管形成。可替代地，管状延伸部可以为室壳自身的集成部分。管状延伸部11内安装带电粒子柱12。带电粒子柱12从而包括图1中未示出的透镜、光圈以及束扫描系统。通过将带电粒子柱12的部件直接安装在样品室10的壳19的管状延伸部内，可以避免或至少减小带电粒子柱的部件与设置在样品室10内的样品台20之间的机械振动。在样品室的壳19的管状延伸部11上，附接包括带电粒子源的模块。此模块包括下壳部分16，下壳部分16具有上球形表面，上球形表面形成双轴倾斜安装的一个部分。此外，此源模块包括上壳15，带电粒子发射器安装在上壳15中。在所示的情况中，带电粒子源为气体场离子源且带电粒子发射器14为导电尖端。上壳15还具有形成双轴倾斜安装的第二部分的球形表面部分。在此倾斜安装的辅助下，固定带电粒子发射器14的上壳部分15可以绕两个轴相对于带电粒子柱12倾斜，以将由带电粒子发射器14发射的带电粒子的发射轴对准到由设置在带电粒子柱12内的带电粒子部件限定的光学轴。在图2中，更详细示出了具有管状延伸部的样品室10的壳19。安装在管状部分11中的带电粒子柱12包括几个光圈22、偏转系统23以及物镜21，用几个光圈22、偏转系统23以及物镜21可以将带电粒子束聚焦的到样品上且在样品上扫描，样品可以定位在样品室10中的样品台(此处未示出)上。在带电粒子束系统为气体场离子束系统的情况下，透镜21和偏转系统22为静电部件，静电部件通过由于施加到系统的部件的不同静电电势产生的静电力作用于离子。此外，带电粒子柱12包括第一压强限制孔径24和第二压强限制孔径25，其形成其中设置发射器尖端14的真空区域与样品室10之间的中间真空区域(中柱区域70)。带电粒子柱12的最接近于气体场离子源的发射器的部件为电极26，电极26形成聚光透镜(condenserl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子源，包括：外壳，导电尖端，气体供应系统，所述气体供应系统配置为将操作气体供应到所述尖端的附近，所述气体供应系统包括具有中空内部的第一管，配置为冷却所述尖端的冷却系统，并且其中在所述第一管的中空内部中提供化学吸气剂材料。

【技术特征摘要】
2016.04.06 US 62/318,9751.一种离子源，包括：外壳，导电尖端，气体供应系统，所述气体供应系统配置为将操作气体供应到所述尖端的附近，所述气体供应系统包括具有中空内部的第一管，配置为冷却所述尖端的冷却系统，并且其中在所述第一管的中空内部中提供化学吸气剂材料。2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述吸气剂材料提供为所述第一管的内表面的至少一部分的涂层。3.根据权利要求1或2所述的离子源，其中所述冷却系统配置为冷却所述第一管。4.根据权利要求1-3中任一项所述的离子源，其中所述第一管包括具有高热导率的材料。5.根据权利要求4所述的离子源，其中所述气体供应系统还包括第二管，所述第二管包括具有低热导率的材料。6.根据权利要求5所述的离子源，其中所述第一管附接到所述第二管，并且所述第二管连接到所述外壳。7.根据权利要求6所述的离子源，其中所述冷却系统连接到所述第一管。8.根据权利要求1-7中任一项所述的离子源，其中所述第一管形成为波纹管形状。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：W黄，JA诺特，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US