快速改变焦距的系统和方法技术方案

一种快速改变带电粒子束焦距的设备和方法，该方法包括步骤：改变控制信号以响应控制信号电压值与带电粒子束焦距之间的关系。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
快速改变焦距的系统和方法
本专利技术一般涉及带电粒子束成像装置，例如，扫描电子显微镜等，具体涉及快速调整焦距的系统和方法。
技术介绍
诸如电子束，离子束等带电粒子束的焦距通常是受馈入控制电流的物镜控制。现有技术物镜的特征是相对大的响应周期。例如，普通物镜的截止频率响应约为10Hz。因此，该物镜不能用于快速改变焦距。 需要提供一种快速调整带电粒子束焦距的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种快速改变焦距的系统和方法。该系统和方法控制焦距是通过改变加速电压。按照本专利技术的一个方面，主加速电压是由稳定功率源提供，调制电压调制主加速电压以提供相对“清洁”(高信噪比)和稳定的加速电压，且加速电压还可以快速变化。最好是，稳定功率源的作用是提供主加速电压，主加速电压的范围是在0伏至几百伏，几千伏，和甚至几万伏之间。调制电压是由可控电压源提供，它提供的调制电压范围是在0伏至100伏或200伏之间。 按照本专利技术的一个方面，利用焦距系统和方法成像与带电粒子束轴不垂直的物体(“倾斜”物体)。加速电压调制跟踪用于控制带电粒子束位置的扫描信号。通常，倾斜物体的扫描信号类似于周期性锯齿信号。在每个周期中，该信号首先上升，然后下降。为了准确地跟踪相对陡峭的信号下降，需要一个相对大带宽的可控功率源。 按照本专利技术的一个方面，焦距的变化速率超过TV速率，并可用于在很大角度范围内倾斜的物体。 按照本专利技术的一个方面，焦距的变化速率远远超过实施自聚焦技术的速率。 本专利技术提供一种快速改变带电粒子束焦距的方法，该方法包括步骤改变控制信号以响应控制信号电压值与带电粒子束焦距之间的关系。 本专利技术提供一种利用带电粒子束扫描倾斜物体的方法，该方法包括步骤提供其焦距与倾斜物体预定扫描路程基本匹配的带电粒子束，其中焦距响应于控制信号，且其中焦距的快速变化是由快速调整控制信号产生的。 本专利技术提供一种快速改变带电粒子束焦距的系统，该系统包括带电粒子束发生器，用于产生其焦距响应于控制信号的带电粒子束；控制信号发生器，用于提供允许焦距快速变化的控制信号。 最好是，控制信号是加速电压，但也可以利用其他的电压，电流。最好是，改变步骤之前是标定步骤，用于确定加速电压值与带电粒子束焦距之间的关系。加速电压包括主加速电压和调制电压。带电粒子束是电子束。带电粒子束是由物镜聚焦，而快速改变是受快速变化速率的限制。物镜的作用是改变带电粒子束的焦距，其改变速率比快速变化速率慢。快速改变通常是受快速变化速率的限制，且其中快速变化速率超过10Hz。最好是，快速变化速率超过10kHz。通常，快速改变是扫描倾斜物体的结果。倾斜物体的倾斜角不超过45度。 附图说明 图1是不利用快速改变焦距的成像倾斜检查物体的示意图像；图2是按照本专利技术一个方面的图像扫描图形示意图；图3是按照本专利技术一个方面可用于成像图2中图像的扫描信号示意图；图4是按照本专利技术一个方面的功率源和电子枪示意图；和图5是按照本专利技术一个方面的标定靶侧视图。 具体实施方式 类似于每种成像装置，扫描电子显微镜中的焦深(DOF)是受限的。若像素尺寸小于探头尺寸，则DOF是受物镜数值孔径的限制，而在像素尺寸大于探头尺寸的情况下，DOF还受到相邻像素之间距离的限制。当被检查物体与诸如SEM的成像设备之间距离(也称之为“工作距离”)在被检查物体上变化时(例如，在倾斜物体的情况下)，在保持整个图像上有类似锐度的同时，可以看到的最大视场(FOV)取决于倾斜角。 本领域中众所周知，较小的加速电压导致较小的DOF。实验证明，在倾斜角为45°的整个图像上可以看到相同锐度的最大FOV约为5微米，其中Vacc＝600V。这意味着，这些条件下的DOF为±1.75微米。由于再检测的搜索FOV大于5微米，再检测性能在倾斜角为45°下退化。图1中所示图像表示在没有动态焦点校正时倾斜角为45°下焦点问题现象的例子。可以清楚地看出，图像的上部和下部出现模糊，它们不在焦点上，而仅仅中部的线条是清晰的。 另一方面，可以非常快速地改变粒子束能量，所以，它是动态校正大倾角下焦点的最佳方法。 图3和2描述在倾斜条件下扫描周期的动态焦点斜坡。斜坡表示扫描时的交变电子束能量(Vacc)。图2说明用于产生图像的电子束扫描路程，图像的边界是矩形12。水平线13(包含位于矩形12之外的线条)说明电子束的扫描路程。定向线条14表示焦距。 图4表示功率源的典型装置。稳定的功率提供Vaccelerator，而可控功率源是交变电流功率源，它提供0至±200V范围内的信号。 可控功率源30串联连接到Vaccelerator32。Vaccelerator32，Vextractor34和Vsupressor38连接到电子枪的各个部分和电极(例如，40和42)以提供所要求的电压方案，允许快速改变从电子枪36中提取的带电粒子束DOF。 按照本专利技术的一个方面，标定步骤是在扫描之前完成的。标定把调制电压值“变换”成焦距值。标定步骤用于匹配调制电压值和扫描图形。 以下是典型的标定步骤，它用于匹配调制电压值和45°倾斜物体的扫描图形。其中，1.ΔWD＝0.7071·FOV2.ΔVaccΔz=a+b·Vacc,]]>其中Vacc的单位是kV。 a和b是一对常数，其值取决于Vacc。 需要标定的参数是 实际上，它是色差系数的量度。因为色差系数随不同的列而变化，我们不能给这个参数设置固定值，而必须进行测量。测量 的最容易方法是从 和 中导出。 ΔVaccΔz=ΔOLCΔz·ΔVaccΔOLC]]> 是在包含多个台阶的台阶靶上测量的，其中每个台阶之间有50微米高度差。 参照图5，图5表示包含多个台阶51，52，53，...的标定靶，这些台阶的间隔是50微米。若OLC1(61)是用于聚焦粒子束到台阶1(51)上的物镜电流，而OLC3是用于聚焦粒子束到台阶3上的物镜电流，台阶3比台阶1高100微米，ΔOLCΔz=OLC1-OLC3100μm]]>在两个不同的Vacc值下聚焦到相同的位置，计算 若OLC4用于Vacc4下的聚焦和OLC5用于Vacc5下的聚焦，且Vacc4-Vacc5＝10V，则ΔVaccΔOLC=10VOLC5-OLC4.]]>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速改变带电粒子束焦距的方法，该方法包括步骤：改变控制信号以响应控制信号电压值与带电粒子束焦距之间的关系。

【技术特征摘要】
US 2001-10-10 60/328,4521.一种快速改变带电粒子束焦距的方法，该方法包括步骤改变控制信号以响应控制信号电压值与带电粒子束焦距之间的关系。2.按照权利要求1的方法，其中控制信号是加速电压。3.按照权利要求2的方法，其中改变步骤之前是标定步骤，用于确定加速电压值与带电粒子束焦距之间的关系。4.按照权利要求2的方法，其中加速电压包括主加速电压和调制电压。5.按照权利要求2的方法，其中带电粒子束是电子束。6.按照权利要求2的方法，其中带电粒子束是由物镜聚焦，且其中快速改变是受快速变化速率的限制。7.按照权利要求6的方法，其中物镜的作用是改变带电粒子束焦距，其速率比快速变化速率慢。8.按照权利要求2的方法，其中快速改变是受快速变化速率的限制，且其中快速变化速率超过10Hz。9.按照权利要求2的方法，其中快速改变是受快速变化速率的限制，且其中快速变化速率超过10kHz。10.按照权利要求2的方法，其中快速改变是扫描倾斜物体的结果。11.按照权利要求10的方法，其中倾斜物体的倾斜角不超过45度。12.一种利用带电粒子束扫描倾斜物体的方法，该方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓尔舍密施，杜彼沙卡尔，
申请(专利权)人：应用材料以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]