本发明专利技术涉及粒子束装置，其包括粒子束发生器、用于将由粒子束发生器产生的粒子束聚焦在目标平面上的物镜。物镜确定光轴。粒子束装置还包括用于偏转目标平面上的粒子束的第一和第二偏转系统，第一和第二偏转系统连续依次沿光轴设置。在第一运行模式中，第一偏转系统产生第一偏转场，第二偏转系统产生第二偏转场，第一和第二偏转场彼此具有第一角取向并被彼此定向，使得它们在目标平面上共同产生粒子束在第一方向上的偏转。在第二运行模式中，第一偏转系统产生第三偏转场，第二偏转系统产生第四偏转场，第三和第四偏转场彼此具有第二角取向并被彼此定向，使得它们在目标平面上共同产生粒子束在第一方向上的偏转。第二角取向不同于第一角取向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种粒子束装置，其具有用于在目标平面上偏转粒子束的第一和第二偏转系统。本专利技术尤其涉及一种形式为电子显微镜(例如扫描电子显微镜或透射电子显微镜)、离子显微镜、或者电子束或离子束光刻系统的粒子束装置。此外，本专利技术涉及一种用于使相应粒子束装置运行的方法。
技术介绍
上述类型的粒子束装置通常具有偏转系统，利用其可以在基本上垂直于粒子束传播方向的目标平面(Objektebene)上偏转粒子束。通过根据粒子束的偏转探测粒子束与设置在目标平面上的试样表面的相互作用产物，可以产生试样表面的图像。作为对此的备选或补充，可以将能够通过粒子束激活的处理气体输送到试样表面，利用其在粒子束击中试样表面的区域内局部蚀刻试样表面或者将处理气体中的材料沉积在试样表面上。此外，可以利用粒子束局部曝光并随后采用进一步的方法结构化事先涂覆在试样表面上的粒子敏感层。粒子束在粒子束发生器内产生并通过物镜(Objektivlinse)聚焦在目标平面上。 在那里聚焦的粒子束经常并且在下面也称为粒子探针(Teilchensonde)。粒子探针的运动一般通过粒子束经磁场的偏转进行，该磁场利用线圈产生和/或利用由电极产生的电场产生。电磁偏转系统的线圈通常设计为空气线圈，其可以设置在真空管的外部并可以使粒子束或粒子探针足够快地偏转。为了聚焦粒子束或为了产生粒子探针，可以使用同样通过磁场和/或电场形成的物镜。物镜通常以尽可能短的焦距工作，以达到尽可能好的分辨率。由于物镜的焦距较小， 物镜与目标平面之间的工作距离非常小并且一般仅为几毫米至几厘米。由于物镜与目标平面之间的结构空间小，所以偏转系统一般设置在物镜的源侧。如果为了偏转粒子束，在物镜的源侧或内部使用单个简单的偏转系统，那么粒子束以取决于粒子束的偏转强度的不同倾斜度穿过物镜，由此产生取决于粒子束的偏转的像差。为了避免这种取决于偏转角的像差或将其保持在很小的程度上，通常使用所谓的双偏转系统，其具有在粒子束或物镜光轴的方向上彼此相距设置的两个单独的偏转系统。通过两个连续依次设置的偏转系统的适当偏转组合，可以沿粒子光轴移动虚拟倾翻点的位置， 其中，偏转表现为如同虚拟地通过绕该倾翻点(Kipppunkt)倾翻产生。由此，例如可以为平面上的偏转产生虚拟倾翻点，该偏转使取决于偏转强度的附加像差最小化，即使对于偏转系统的设置、对应的平面不可达到时也是如此。通常根据具体使用的物镜在调整粒子束装置时进行两个沿光轴连续依次设置的偏转系统的偏转场和产生偏转场所需的电流和/或电压的调整。调整一般这样进行，使通过偏转产生的、从而取决于偏转强度的附加像差最小。在粒子束装置校正时相应获取的调整数据随后被储存并在粒子束装置后面的运行中不再改变。US 6. 809. 322公开了一种具有三个连续依次设置的偏转系统的粒子束装置。通过三个连续依次设置的偏转系统意在实现利用粒子束在目标平面上最大限度扫描的像场不被或仅尽可能小地被设置在物镜与目标平面之间的压力级光阑(Druckstufenblende)裁剪(Beschneidung)。在本申请人的几种粒子束装置中，这些粒子束装置可以以所谓的“鱼眼模式”运行。在这种“鱼眼模式”中，两个连续依次设置的偏转系统在同一方向上产生偏转。于是，粒子束在通过物镜的偏转中向轴外行进到非常大的程度，从而导致严重的轴外像差。在这种 “鱼眼模式”中所记录的图像因此具有非常严重的取决于偏转角的误差，但同时可以产生整个试样或试样室整个内部空间的非常大的总览图。这种“鱼眼模式”通过如下事实实现在转换到这种“鱼眼模式”时，相对于正常运行模式转换更靠近物镜设置的偏转系统的极性。在本申请人的另外几种粒子束装置中，这些粒子束装置可以以所谓的“倾翻光栅模式(Kippraster-Modus)”运行。在这种“倾翻光栅模式”中，两个连续依次设置的偏转系统在同一方向上、但以略有不同的比例产生偏转。当粒子束在物镜中偏转时仍向轴外行进， 然后又被物镜转向到试样上的在无粒子束偏转的情况下也被击中的点。因此，以好像被偏转的粒子束来自粒子源的方式进行两个偏转系统中的偏转。因此可以对试样的晶体微结构进行测量，因为根据入射粒子束的取向产生其它相互作用产物。这种“倾翻光栅模式”通过以下事实实现在转换到这种“倾翻光栅模式”时，相对于正常运行模式，在更靠近物镜设置的偏转系统上并联适当的电阻-电感组合。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种粒子束装置，该装置可以使不同用途或工作条件的射束偏转得到优化。该技术问题按本专利技术通过一种粒子束装置以及通过一种用于使粒子束装置运行的方法解决。依据本专利技术的粒子束装置具有粒子束发生器。粒子束发生器例如可以具有电子源 (诸如热钨发射器、LAB6发射器、或肖特基发射器)或离子发射器(诸如气体场离子源)。 粒子束装置还可以具有用于将由粒子束发生器产生的粒子束聚焦在目标平面上的物镜。在此情况下，物镜确定光轴，围绕该光轴(除了加工公差以外)旋转对称地设计物镜。粒子束装置可以具有用于在目标平面上偏转粒子束的第一偏转系统和第二偏转系统，其中，第一和第二偏转系统连续依次沿光轴设置并且第一与第二偏转系统之间相互间隔。在第一运行模式中，第一偏转系统可以产生第一偏转场，第二偏转系统可以产生第二偏转场。第一和第二偏转场彼此具有第一角取向并可以相对于彼此定向，从而它们共同使得在目标平面上粒子束沿第一方向偏转。在粒子束装置的第二运行模式中，第一偏转系统产生第三偏转场，第二偏转系统产生第四偏转场，其中，第三和第四偏转场彼此具有第二角取向，该第二角取向与第一运行模式中第一偏转场与第二偏转场之间的第一角取向不同。 在第二运行模式中，第三和第四偏转场也共同使得在目标平面上粒子束在与第一运行模式中粒子束偏转的同一方向上偏转。本专利技术基于这种认识，即有益的是，可以针对粒子束装置不同的运行条件设置第一和第二偏转系统的偏转场相对于彼此的不同角取向。由此可以根据应用条件设置偏转场相对于彼此的角取向，从而可以避免或补偿在各种应用中干扰最强的像差。为实现第一运行模式和第二运行模式中偏转场相对于彼此的不同角取向，第三偏转场应不同于第一偏转场和/或第四偏转场，特别是在角取向上应不同于第二偏转场。在第一运行模式中第一角取向可以这样选择，使轴外的彗形像差(au Peraxiale Komafehler)在通过物镜聚焦粒子束时最小。作为备选，在第一运行模式中第一和第二偏转场彼此的角取向可以这样选择，使轴外彗形像差和轴外色散(Despersion)共同的模糊效应(triibende Wirkung)在通过物镜聚焦粒子束时最小。轴外彗形像差的最小化或轴外彗形像差和轴外色散共同模糊效应的最小化特别在如下运行模式中是有利的，即意在利用 (通过校正轴上像差可以达到的)非常高的空间分辨率或高像素数拍摄图像，或意在利用非常高的空间分辨率或高像素数写入结构。在第二运行模式中，第二角取向可以这样选择，使畸变在通过物镜聚焦粒子束时最小。最小畸变的角取向在如下情况中是有利的，即需要拍摄具有最大像场的图像或需要写入具有最大尺寸的结构。如果在这种粒子束系统中需要在可以使像场最大化的运行模式与可以使像素数最大化的运行模式之间变换，那么第一和第二偏转系统的偏转场相对彼此的角取向本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·普赖克萨斯，A·H·海恩，
申请(专利权)人：卡尔蔡司NTS有限责任公司，卡尔蔡司NTS有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。