[發明專利]加工物體的方法

有效

• 申請號: 201110230743.4
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102332382B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: J·比伯杰;R·普爾維;J·帕盧斯金斯基;D·多尼茨;H·馬蒂;M·斯泰格沃爾德
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司
• 主分類號: H01J37/302
• 分類號: H01J37/302;H01J37/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邱軍

技術領域

本發明涉及一種使用粒子束加工物體的方法。

背景技術

一種系統可被用以加工小型化物體，該系統包括電子束柱和離子束柱，電子束柱和離子束柱的主軸彼此成角度延伸并與公共工作區域相交。這里，電子束柱被操作為電子顯微鏡以獲得要被加工的物體的表面圖像。基于所獲得的圖像來確定物體表面上要被加工的位置。然后使用離子束柱產生的離子束執行加工。離子束可以從物體表面移除材料，其中適當的加工氣體可被施加到該表面。加工氣體通過離子束被激活并引起蝕刻工藝。這種方法通常稱為離子束銑削(milling)或者離子束輔助蝕刻。也可使用離子束在物體表面沉積材料。在這樣的工藝中，適當的加工氣體被施加到物體表面，并且離子束激活該加工氣體從而觸發沉積工藝。這種方法通常稱為離子束沉積。

采用這種系統以從物體表面移除材料的一個示例是制造小型化裝置的截面從而獲取裝置的結構或者確定裝置結構中的誤差。為了制造裝置的截面表面，離子束定向為幾乎平行于被制造的截面表面，且由于離子束的作用材料不斷地從截面表面被移除。通過將截面表面定向為垂直于電子束柱的主軸并記錄截面表面的電子顯微圖像，使用電子顯微鏡可監控移除材料的工藝。基于圖像能夠確定材料的移除是否達到期望的深度或者是否需要移除附加的材料。如果需要進一步移除材料，樣品被再次定位以使截面表面幾乎平行于離子束，并且使用離子束執行進一步的加工。

對較大的物體應用這種方法允許相對于所述物體、相對于所述離子束柱以及相對于電子束柱制造僅具有有限的定位范圍的截面表面。

在文章“Geometric?Compensation?of?Focused?Ion?Beam?Machining?Using?Image?Processing”，von?Hiwon?Lee?et?al.，Applied?Physics?Express?1(2008)中描述了其中可使用上述系統的另外的方法。該方法包括使用離子束在物體內制作具有預定矩形橫截面的溝槽。實際上，由于被濺射材料的再沉積，制造的溝槽的橫截面會偏離期望的橫截面。該文章描述了一種可能性，即產生根據第一種方法制造的溝槽的橫截面并且從這樣的橫截面確定需要移除更多或是更少的材料的那些區域。基于這些信息，在下一步的校正方法中校正溝槽上的離子束強度的分布。由于在校正方法中從所制造的溝槽產生橫截面，其中基于此橫截面來確定用于再下一步校正方法的進一步校正，因此這種加工可以重復執行。如果方法已被充分校正，則其可用于在相同的物體材料中制造具有相同的幾何形狀的多個溝槽。

這種工藝是耗時的，并且總是不能達到希望的效果。

發明內容

考慮到上述問題，實施本發明。

本發明的目的在于提供一種物體的加工方法，其中可使用粒子束制造具有期望形狀的物體表面。

根據某些實施例，一種物體的加工方法包括在物體表面上掃描粒子束，以及探測由于掃描而從物體逸出的電子；基于所探測的電子，對物體表面上的多個位置中的每一個確定物體的表面與預定表面的高度差；基于確定的高度差，對物體表面上的多個位置中的每一個確定加工強度；以及基于確定的加工強度，引導粒子束到多個位置，從而在多個位置上從物體移除材料或者在物體上沉積材料。

由于掃描而從物體逸出的電子是由于粒子束的粒子入射到物體上而從物體釋放的那些電子。在入射到物體上的粒子束是電子束的實施例中，由于掃描而從物體逸出的電子例如包括二次電子以及背散射電子。

根據多種不同的方法可調節用于物體表面的多個位置的加工強度。例如，粒子束的束流可隨著位置而改變，從而根據測定按需要調節加工強度。根據另一個示例，粒子束的停留時間隨著位置而改變，從而根據測定按需要調節加工強度。這里，停留時間是指粒子束在同一位置維持不動從而在該位置加工物體的表面的持續時間。在停留時間結束時，粒子束被引導到隨后的位置。根據又一個示例，粒子束的粒子的動能可隨著位置而改變，從而根據測定按需要調節加工強度。

確定加工強度的多種屬性(諸如束流、停留時間和束能量)的變化可以是顯著的，這是因為在物體的表面至少存在一對位置，在這對位置之間各個屬性的變化例如大于10％。

根據示范性實施例，用于掃描的粒子束是離子束，且用于移除和/或沉積材料的粒子束也是離子束。這里，用于掃描的離子束和用于移除和/或沉積材料的離子束由同一離子束柱產生或者由不同的離子束柱產生。