[發明專利]聚焦離子束裝置和調整離子束光學系統的方法

無效

• 申請號: 201310083996.2
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103311080A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 杉山安彥;麻畑達也;土井利夫;大庭弘
• 申請（專利權）人: 日本株式會社日立高新技術科學
• 主分類號: H01J37/21
• 分類號: H01J37/21;H01J37/30;H01J37/304
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及一種聚焦離子束裝置和調整離子束光學系統的方法。

背景技術

在現有技術中，對于透射電子顯微鏡（TEM）樣本制備、光掩模修復等等，已經提出了使用聚焦離子束裝置來利用聚焦離子束照射對象位置以執行處理的方法。

通常，聚焦離子束裝置包括離子源，被構造為生成離子束；聚束透鏡，被構造為對離子束進行聚束；孔闌，被構造為減小離子束束徑；以及物鏡，被構造為將離子束聚焦到對象。通常，采用單透鏡作為聚束透鏡。單透鏡包括沿著離子束照射路徑布置的三個電極（入射側電極、中間電極和離開側電極）。入射側電極和離開側電極被接地，并且聚束電壓被施加到中間電極。此外，聚焦離子束裝置包括位于離子源和聚束透鏡之間的提取電極，并且提取電壓被施加在離子源與提取電極之間以從離子源提取離子。

近來，為了進一步減小離子束束徑，已經提出了采用雙電位透鏡作為聚束透鏡的裝置（例如，參見國際專利WO2010/016394）。雙電位透鏡包括沿著離子束照射路徑布置的三個電極（入射側電極、中間電極和離開側電極）。提取電壓被施加在離子源與入射側電極之間從而入射側電極用作提取電極。注意的是，雙電位透鏡與單透鏡的類似之處在于聚束電壓被施加到中間電極，并且離開側電極被接地。

本申請要求2012年3月16日提交的日本專利申請No.2012-060961的優先權，其全部內容通過引用并入這里。

發明內容

當離子源被使用很長時間時，離子束的生成變得不穩定。為了使離子束生成穩定，需要改變提取電壓。

然而，雙電位透鏡的入射側電極不僅用作提取電極而且用作聚束透鏡的一部分。因此，當提取電壓改變時，透鏡電場也發生改變，這使得離子束的聚焦狀態也發生改變。為了保持離子束的聚焦狀態，需要在每次提取電壓改變時對聚束電壓進行調整。另外，當裝置包括具有不同孔闌直徑的多種類型的孔闌時，需要針對每個孔闌設置聚束電壓，這導致要求大量的人工時間的問題。

本發明的各方面提供了一種聚焦離子束裝置和調整離子束光學系統的方法，其能夠以高精度容易地設置聚束電壓。

根據本發明的一方面，提供了一種聚焦離子束裝置，其包括：離子源，其被構造為提供離子；聚束透鏡，其被構造為對從離子源提取的離子束進行聚束，聚束透鏡包括雙電位透鏡，該雙電位透鏡包括：第一電極，被構造為響應于第一電極與離子源之間的提取電壓的施加從離子源提取離子束，以及第二電極，被構造為響應于第二電極與離子源之間的聚束電壓的施加對從離子源提取的離子束進行聚束；多種類型的孔闌，其具有不同孔闌直徑并且被構造為減小聚束離子束的束徑；以及控制部，其包括聚束電壓表，被構造為與提取電壓的量和孔闌的類型對應地存儲聚束電壓的設置值并且被構造為基于聚束電壓表設置聚束電壓，聚束電壓用于獲得使離子束束徑最小的基準離子束電流，其中，控制部被構造為：預先在聚束電壓表中存儲針對多種類型的孔闌中的每種類型的用于獲得基準離子束電流的聚束電壓的計算值，對于多種類型的孔闌中的基準孔闌，獲得用于獲得基準離子束電流的聚束電壓的實驗值，通過從用于基準孔闌的實驗值減去為基準孔闌存儲的計算值來獲得聚束電壓的校正值，通過將所獲得的校正值與為多種類型的孔闌中的每種類型存儲的計算值相加來獲得用于多種類型的孔闌中的每種類型的設置值，以及將所獲得的設置值存儲在聚束電壓表中。

聚束電壓的實驗值與計算值的偏差是由于例如由于尺寸誤差導致的離子源與聚束透鏡之間的距離與設計值的偏差或者聚束透鏡控制信號的偏移而導致產生的。離子源與聚束透鏡之間的尺寸誤差以及控制信號的偏移是與孔闌的類型無關的常量，并且因此，作為聚束電壓的實驗值與計算值的偏差量的校正值也是與孔闌的類型無關的常量。

鑒于此，在本發明中，校正值與為多種類型的孔闌存儲的計算值中的每一個相加，從而獲得聚束電壓的設置值并且將所獲得的設置值存儲在聚束電壓表中。因此，僅通過獲得用于獲得僅針對基準孔闌的基準離子束電流的聚束電壓的實驗值，能夠獲得用于其它孔闌的聚束電壓的設置值。因此，能夠以較高的精度容易地創建聚束電壓表。通過基于該聚束電壓表設置聚束電壓，能夠以較高的精度容易地設置聚束電壓。