專利名稱：粒子束裝置、光闌組件及在粒子束裝置中改變束流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有光闌組件的粒子束裝置。本發(fā)明還涉及一種用于粒子束裝置 的光闌組件。此外，本發(fā)明還涉及一種用于在粒子束裝置中設(shè)定束流的方法。這里、上文以 及下文中，當(dāng)提及粒子束裝置時(shí)，其應(yīng)該包括電子束設(shè)備，尤其是掃描電子顯微鏡(以下也 稱作SEM)和透射電子顯微鏡(以下也稱作TEM)、以及離子束設(shè)備。因此本發(fā)明并不限于電 子束設(shè)備。其適用于任何粒子束裝置。
背景技術(shù)：
電子束設(shè)備(尤其是SEM)可用來分析物體(試樣)的表面。為此目的，在SEM中 利用電子束產(chǎn)生器產(chǎn)生電子束(以下也稱作初始電子束)，并通過物鏡將其聚焦到要被分 析的物體上。利用偏轉(zhuǎn)設(shè)備，在要被分析的物體的表面上方網(wǎng)格圖樣中引導(dǎo)初始電子束。在 此過程中，初始電子束的電子開始與物體相互作用，作為此相互作用的結(jié)果，產(chǎn)生了被檢測(cè) 的相互作用的粒子以及或者相互作用的輻射。評(píng)估(evaluate)由此產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)。相互作用的粒子具體包括從物體表面發(fā)射的電子(所謂的二次電子)，或者從初 始電子束中散射回的電子(所謂的背散射(backscatter)電子)。通過電子束設(shè)備的至少 一個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)二次電子和背散射電子。使用由此產(chǎn)生的檢測(cè)器信號(hào)產(chǎn)生圖像。通常感興趣的是高分辨率圖像的產(chǎn)生。因此，要使電子束設(shè)備在所謂的高分辨率 模式下工作。在電子束設(shè)備的情況中，電子束產(chǎn)生器產(chǎn)生具有大約在1 μ人至iggM之間的 范圍中(例如，20 μΑ)的預(yù)定束流的初始電子束?；旧涎刂娮邮O(shè)備的光軸將初始電 子束引向要被分析的試樣。在電子束設(shè)備內(nèi)部安裝第一光闌，可將初始電子束的束流減小 到大約1 ηΑ至100 ηΑ,例如，20 ηΑ。在樣品方向上位于第一光闌下游的第二光闌再次減 小束流，即，減小到幾個(gè)ρΛ至大約500 ρΑ的值，例如在Ip人至200ρΛ之間的范圍內(nèi)。束流 的所述減小使得初級(jí)電子束中的剩余電子相互間的相互作用保持小到可忽略不計(jì)，因此， 可以避免由此引起的初級(jí)電子束的擴(kuò)散。這對(duì)于高分辨率的圖像產(chǎn)生十分重要。除上述高分辨率的圖像產(chǎn)生之外，還有其它可以與電子束設(shè)備一起用于分析要被 分析的物體的分析方法。其尤其包括所謂的EBSD方法(電子背散射衍射)，其中，確定在 初始電子束已經(jīng)入射到要被分析的物體上之后從物體反射回的電子的衍射圖樣。另一種分 析方法基于對(duì)在初始電子束已經(jīng)入射到要被分析的物體上時(shí)從物體發(fā)出的陰極射線發(fā)光 的檢測(cè)。其它分析方法包括，例如能量色散X射線譜(EDX)的分析以及波長(zhǎng)色散X射線譜 (WDX)的分析。但上述分析方法期望在高流模式下操作電子束設(shè)備。這意味著初始電子束 以幾個(gè)ηΑ范圍中(例如100 ηΑ至500 ηΑ之間)的束流入射到要被分析的物體上。這使得 在上述分析方法中產(chǎn)生獲得更好的計(jì)數(shù)率，這對(duì)所述方法的評(píng)估有益。因此，需要能夠改變粒子束(尤其是電子束)的束流，以便能夠?yàn)榱Ｗ邮b置的所 需工作模式(高分辨率模式或者高流模式)設(shè)定合適的束流。在高分辨率模式中，應(yīng)該允 許在產(chǎn)生圖像時(shí)獲得良好的圖像分辨率，諸如0. 5nm至3. Onm之間的范圍中，視初始電子束的能量而定。從現(xiàn)有技術(shù)可知，也可以提供具有一個(gè)或多個(gè)壓力級(jí)(pressure stage)的電子束 裝置，所述壓力級(jí)將電子束裝置分隔為具有不同壓力的真空區(qū)域。因此，例如，壓力級(jí)可將 其中放置電子束產(chǎn)生器的、且通常具有超高真空(10_6至I(TuiPa)的第一區(qū)域與具有高真空 (10—1至I(T5Pa)的第二區(qū)域隔開。第二區(qū)域可以是例如在其中放置樣品的電子束裝置的樣 品腔，或者是通向樣品腔的中間壓力區(qū)域。在某些電子束裝置中，同時(shí)還將壓力級(jí)設(shè)計(jì)為光 闌。通過壓力級(jí)防止第一區(qū)域的超高真空被來自第二區(qū)域的污染(例如，由于在樣品區(qū)域 中引入的氣體)破壞。從現(xiàn)有技術(shù)可知，有一種電子束裝置允許針對(duì)所需的工作模式設(shè)定束流，這種已 知的電子束裝置具有電子束產(chǎn)生器以及用于將初始電子束聚焦到要被分析的物體上的物 鏡。此外，這種已知的電子束裝置還具有第一聚采透鏡和第二聚束透鏡，并將其如此設(shè)計(jì) 當(dāng)從電子束產(chǎn)生器向物鏡方向看時(shí)，第一聚束透鏡在第二聚束透鏡之前。此外，還提供了位 于電子束產(chǎn)生器與第一聚束透鏡之間的第一光闌組件。此外還提供了位于第一聚束透鏡和 第二聚束透鏡之間的第二光闌組件。第二光闌組件被設(shè)計(jì)為壓力級(jí)光闌。第一光闌組件具 有多個(gè)不同的光闌孔。通過在垂直于光軸的平面中移動(dòng)第一光闌組件，并通過將所需的光 闌孔引導(dǎo)到初始電子束下方，而設(shè)定束流。這種已知的電子束裝置也應(yīng)該允許對(duì)被設(shè)計(jì)為 壓力級(jí)光闌的第二光闌組件的污染的阻止。所述污染物來自入射在壓力級(jí)光闌上的初始電 子束。但是，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于對(duì)于第一聚束透鏡的某些激勵(lì)(excitation)，初始 電子束將不透過第二光闌組件。初始電子束的束線路徑并非模式獨(dú)立(所述模式描述所選 的初始能量和束流)。這種情況也稱作初始電子束的“離散(straying)”。因此期望獲得盡 可能獨(dú)立于模式的初始電子束路徑。此外，從現(xiàn)有技術(shù)可知，還存在一種粒子束裝置具有包括第一光闌元件和第二光 闌元件的光闌組件。第一光闌元件和第二光闌元件均具有V形槽，所述V形槽可合作形成 光闌孔。第一光闌元件和第二光闌元件重疊，并且可以反向運(yùn)動(dòng)。這允許設(shè)定光闌孔的大 小，并因此設(shè)定來自粒子束裝置的粒子束的束流。關(guān)于上述現(xiàn)有技術(shù)，可參閱US 7，550, 724B2以及US 2007/0138403A1?，F(xiàn)有技術(shù)描述的這兩種光闌組件存在缺點(diǎn)。通過操作器使用手動(dòng)操作桿(pivot lever)機(jī)械地移動(dòng)它們，或者通過用來設(shè)定光闌孔的致動(dòng)器馬達(dá)移動(dòng)它們。由于操縱器的 機(jī)械部件不可避免地存在誤差，因此為了在粒子束的束路徑中獲得特定的光闌孔而必須為 各個(gè)光闌組件設(shè)定的位置通常無法重現(xiàn)。因此，為了獲得所需的束流，必須重新調(diào)整光闌組 件。通常，通過在觀察束流的同時(shí)，在操縱器的幫助下移動(dòng)光闌組件而執(zhí)行重新調(diào)整。即使通過壓電元件操作操縱器，也無法充分好地設(shè)定光闌組件的位置以達(dá)到一定 的束流。利用壓電元件進(jìn)行設(shè)定還容易存在例如由于遲滯引起的誤差。因此，當(dāng)使用壓電 元件來致動(dòng)操縱器時(shí)，必須使用復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng)來確定操縱器所經(jīng)過的路徑，以能夠?qū)⒐?闌組件的所需光闌孔準(zhǔn)確定位在粒子束下方。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種光闌組件以及一種具有光闌組件的粒子束裝置，它們能夠簡(jiǎn)單而足夠好地設(shè)定粒子束的束流，并且能夠獲得盡量與模式獨(dú)立的粒子束 的束線路徑。此外，本發(fā)明還具有提供一種在圖像產(chǎn)生時(shí)能夠獲得良好分辨率的方法的目 的。根據(jù)本發(fā)明，通過具有一種粒子束裝置實(shí)現(xiàn)此目的。該粒子束裝置，具有粒子束 產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生形成粒子束的粒子；物鏡，用于將粒子束聚焦到樣品上；第一聚束透鏡和 第二聚束透鏡，從所述粒子束產(chǎn)生器朝向所述物鏡觀察，首先放置所述第一聚束透鏡，然后 是所述第二聚束透鏡；第一光闌組件，其位于所述粒子束產(chǎn)生器和所述第一聚束透鏡之間； 以及第二光闌組件，其位于所述第一聚束透鏡和所述第二聚束透鏡之間；其中所述第一聚 束透鏡具有第一極靴和第二極靴，其中，從所述粒子束產(chǎn)生器朝向所述物鏡觀察，首先放置 所述第一極靴，然后是所述第二極靴；可以相對(duì)于所述第二光闌組件相互獨(dú)立地調(diào)整所述 第一極靴以及所述第二極靴；并且優(yōu)選是薄膜光闌的所述第二光闌組件是將具有第一壓力 的真空的第一區(qū)域與具有第二壓力的真空的第二區(qū)域相互分隔開的壓力級(jí)光闌。提供了根 據(jù)本發(fā)明的光闌組件。該光闌組件位于粒子束裝置(1)中，具有可調(diào)光闌孔，其中所述光闌 組件具有第一光闌元件和第二光闌元件，所述第一光闌元件和所述第二光闌元件一起合作 來形成光闌孔；光闌組件(8)具有第一止擋元件；并且所述第一光闌元件是可移動(dòng)的，使其 接觸第一止擋元件以形成所述光闌孔。提供用于在粒子束裝置中改變粒子束的束流的方 法。該粒子束裝置具有粒子束產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生粒子束；物鏡，用于將所述粒子束聚焦到樣 品上；第一聚束透鏡和第二聚束透鏡，從所述粒子束產(chǎn)生器朝向物鏡觀察，首先放置所述第 一聚束透鏡，然后是所述第二聚束透鏡；第一光闌組件，其位于所述粒子束產(chǎn)生器和所述第 一聚束透鏡之間；以及第二光闌組件，其位于所述第一聚束透鏡和所述第二聚束透鏡之間； 所述第一光闌組件具有孔尺寸可調(diào)的光闌孔，并且所述孔尺寸至少可以在一個(gè)第一孔尺寸 和一個(gè)第二孔尺寸之間變化，所述第一孔尺寸大于所述第二孔尺寸；所述方法包括以下步 驟改變所述第一聚束透鏡的激勵(lì)，其中在第一束流中，在所述第二光闌組件的區(qū)域中產(chǎn)生 所述粒子束的交叉點(diǎn)，并且，在第二束流中，在與所述第二光闌組件相距預(yù)定距離處產(chǎn)生所 述粒子束的交叉點(diǎn)，且所述第一束流大于所述第二束流，并且在所述第二束流中，為了減小 能量擴(kuò)散和粒子束擴(kuò)散，將所述第一光闌組件設(shè)定為它的第二孔尺寸。在以下說明、所附權(quán) 利要求和/或附圖中提供本發(fā)明的示例實(shí)施例和替代實(shí)施例的其它特征和/或替代特征。根據(jù)本發(fā)明的粒子束裝置具有產(chǎn)生粒子的粒子束產(chǎn)生器。所述粒子形成粒子束。 此外，還提供用于將粒子束聚焦到樣品上的物鏡。此外，粒子束裝置還具有第一聚束透鏡 和第二聚束透鏡。從粒子束產(chǎn)生器朝向物鏡方向觀察，在粒子束裝置中首先放置第一聚束 透鏡，然后放置第二聚束透鏡。換句話說，上述部件沿著粒子束裝置的光軸按照以下順序排 列粒子束產(chǎn)生器、第一聚束透鏡、第二聚束透鏡、物鏡。此外，根據(jù)本發(fā)明的粒子束裝置還 至少具有位于于粒子束產(chǎn)生器和第一聚束透鏡之間的第一光闌組件。除第一光闌組件之 外，至少還提供位于第一聚束透鏡和第二聚束透鏡之間的第二光闌組件。第一聚束透鏡具有第一極靴(pole shoe)和第二極靴，從粒子束產(chǎn)生器朝向物鏡 觀察，首先放置第一極靴，然后是第二極靴。換句話說，上述部件按照以下順序沿著粒子束 裝置的光軸排列粒子束產(chǎn)生器、第一光闌組件、第一極靴、第二極靴、第二光闌組件、第二 聚束透鏡、物鏡。通常也將第一極靴稱作上極靴，同時(shí)將第二極靴稱作下極靴?？梢韵鄬?duì)于 第二光闌組件相互獨(dú)立地調(diào)整第一極靴與第二極靴兩者。這意味著第一極靴與第二光闌組件的相對(duì)位置可調(diào)整，第二極靴同樣如此。此外，第二光闌組件被提供為將具有第一壓力的 真空的第一區(qū)域與具有第二壓力的真空的第二區(qū)域分隔開來的壓力級(jí)光闌，第一壓力和第 二壓力通常相互不同。第二光闌組件例如可以被設(shè)計(jì)成圓形光闌，其具有用于粒子束穿過的孔，孔在 IOymM 100 μ m的范圍上延伸，優(yōu)選25口111至5(^111，例如35 μ m。上述粒子束裝置具有兩個(gè)有益的特性。一方面，粒子束的束流在很大范圍上(例 如在IOpA至SGGnA的范圍上)可連續(xù)變化。可以通過改變第一聚束透鏡的激勵(lì)狀態(tài)予以 實(shí)現(xiàn)。另一方面，第二光闌組件被設(shè)計(jì)成壓力級(jí)，例如，其將其中布置粒子束產(chǎn)生器并且通 常具有超高真空(KT6Pa至10-1QPa)的第一區(qū)域與具有高真空(KT1Pa至I(T5Pa)的第二區(qū) 域分隔開。第二區(qū)域可以是例如其中已經(jīng)放置樣品的粒子束裝置的樣品腔，或者可以是通 向樣品腔的中間壓力區(qū)域。通過第二光闌組件阻止第一區(qū)域的超高真空度被來自第二區(qū)域 的污染(例如由于樣品區(qū)域中引入的氣體)破壞。被設(shè)計(jì)為壓力級(jí)的第二光闌組件的壓力 密封(pressure-tight)安裝使得更難以對(duì)其進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。因此，為了使初始電子束的路 徑始終保持與模式獨(dú)立，已經(jīng)為第一聚束透鏡的第一極靴與第二極靴兩者提供了相對(duì)于第 二光闌組件的可調(diào)整性。這里，可以使第一極靴和第二極靴的可調(diào)整性互相獨(dú)立設(shè)定。經(jīng) 過思考確定整體地調(diào)整第一聚束透鏡(即始終同時(shí)調(diào)整第一極靴和第二極靴)不足以獲 得獨(dú)立于模式的束路徑。替代地，相互獨(dú)立地調(diào)整第一極靴與第二極靴真正必要。當(dāng)使用薄膜光闌作為第二光闌組件時(shí)，可以通過相應(yīng)聚焦的粒子束加熱第二光闌 組件，從而移除層積的污染物。這里，即上文以及下文中，薄膜光闌應(yīng)被理解為在光闌邊緣 區(qū)域內(nèi)的材料厚度以及在至少為雙倍光闌孔直徑(例如，大約ΙΟΟμπι)的區(qū)域內(nèi)的材料厚 度小于IOym的光闌。例如，根據(jù)要被使用的分析方法設(shè)定束流。例如，如果要產(chǎn)生要被分析的物體的圖 像，則將粒子束裝置設(shè)定為它的高分辨率模式。為此，將選擇例如IOp人至5()()ρ人范圍中的 束流。但，如果期望在高電流模式下工作，以便使用例如上述的其它分析方法，則應(yīng)該選擇 例如10 ηΑ至幾百η人范圍中的束流。第二聚束透鏡也具有可用于本發(fā)明的特殊功能。所以，通過利用第二聚束透鏡，可 以調(diào)整物鏡中的粒子束直徑，從而可針對(duì)所選束流產(chǎn)生良好的橫向分辨率。為了獲得特別好的而且獨(dú)立于模式的粒子束的束路徑，在本發(fā)明的其它或替代實(shí) 施例中，第二聚束透鏡已被提供為具有第三極靴和第四極靴，其中，從粒子束產(chǎn)生器朝向物 鏡觀察，首先放置第三極靴，然后是第四極靴。換句話說，粒子束裝置的上述部件按照以下 順序沿著粒子束裝置的光軸排列粒子束產(chǎn)生器、第一光闌組件、第一極靴、第二極靴、第二 光闌組件、第三極靴、第四極靴、物鏡?？梢韵鄬?duì)于第二光闌組件一起或者相互獨(dú)立地調(diào)整 第三極靴與第四極靴。在本發(fā)明的其它或替代實(shí)施例中，在第一聚束透鏡和第二聚束透鏡之間至少布置 一個(gè)偏轉(zhuǎn)設(shè)備。例如，將偏轉(zhuǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)為具有第一偏轉(zhuǎn)組件和第二偏轉(zhuǎn)組件的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，這 種偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)也稱作雙偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。例如，使第二光闌組件位于第一偏轉(zhuǎn)組件和第二偏轉(zhuǎn)組件 之間。利用偏轉(zhuǎn)裝置，例如利用所述的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在粒子束穿過第二光闌組件之后，使其相 對(duì)于第二聚束透鏡偏轉(zhuǎn)與調(diào)整。這樣也將產(chǎn)生良好、而且獨(dú)立于模式的粒子束的束路徑。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌組件具有孔徑尺寸可變的光闌孔。此實(shí)施例尤其被提供來用于高分辨率模式。例如，光闌組件具有帶有第一孔尺寸和第二孔尺 寸的光闌孔，其中第一孔尺寸大于第二孔尺寸。將光闌孔從第一孔尺寸改變到第二孔尺寸 將使得粒子提前從粒子束中削除(blank out)(即在第一光闌組件上)。否則，無論如何都 將在第二光闌組件上削除這些粒子。此方法減小或避免來自粒子束的粒子之間的相互作 用，所述相互作用可以在第一光闌組件與第二光闌組件之間發(fā)生。這樣抵消了粒子束的變 寬，從而在產(chǎn)生圖像時(shí)提高分辨率。在此實(shí)施例中，由第一光闌組件的最大光闌孔確定粒子 束的最大束流。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌組件具有第一光闌元件和第二光闌元 件，所述第一光闌元件和第二光闌元件一起合作來形成光闌孔。換句話說，將第一光闌元件 與第二光闌元件互相相對(duì)彼此放置以形成光闌孔。第一光闌元件和第二光闌元件互相相對(duì) 彼此可移動(dòng)，從而形成光闌孔。所以，例如將第一光闌元件或者第二光闌元件設(shè)計(jì)為可移 動(dòng)。可選地，例如，將第一光闌元件和第二光闌元件均設(shè)計(jì)為可移動(dòng)。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌組件還具有第一光闌止擋元件和第二 光闌止擋元件。第一光闌元件是可移動(dòng)的，使其接觸第一光闌止擋元件以形成光闌孔。附 加或替換地，第二光闌元件是可移動(dòng)的，使其接觸第二光闌止擋元件以形成光闌孔。在本發(fā) 明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌組件具有第一止擋元件和第二止擋元件，可移動(dòng)地設(shè) 計(jì)第一光闌元件，使得其接觸第一止擋元件以形成具有第一孔尺寸的光闌孔，或者，使得其 接觸第二止擋元件以形成具有第二孔尺寸的光闌孔。第一孔尺寸和第二孔尺寸被設(shè)計(jì)為不 同。所以，例如，例如第二孔尺寸大于第一孔尺寸。由于第一止擋元件和第二止擋元件，因 此第一光闌元件可以占據(jù)的兩個(gè)位置被預(yù)定。在其中第一光闌元件接觸第一止擋元件的第 一位置中，第一光闌元件與第二光闌元件一起合作，從而提供具有第一孔尺寸的光闌孔。在 其中第一光闌元件接觸第二止擋元件的第二位置中，第一光闌元件與第二光闌元件一起合 作，從而提供具有第二孔尺寸的光闌孔。例如，在將第一光闌組件安裝到粒子束裝置中之 前，將第一止擋元件和第二止擋元件裝配在底板上，并且，可在啟動(dòng)粒子束裝置之前對(duì)它們 進(jìn)行調(diào)整。因此，可以獲得相當(dāng)明確的、用于粒子束穿過的光闌孔的孔尺寸。第一孔尺寸和 第二孔尺寸可以在例如大約從ΙΟμπι至500μπι的范圍中，其中，例如可以旋轉(zhuǎn)第二孔尺寸 大于第一孔尺寸(或者相反)。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，將第二光闌元件設(shè)計(jì)為可移動(dòng)。此外，第一光闌 組件還具有第三止擋元件和第四止擋元件?？梢苿?dòng)地設(shè)計(jì)第二光闌元件，使得其接觸第三 止擋元件或第四止擋元件以形成光闌孔。此示例實(shí)施例允許通過移動(dòng)第一光闌元件并且使 第一光闌元件與第一止擋元件或第二止擋元件接觸；以及，通過移動(dòng)第二光闌元件并且使 第二光闌元件接觸第三止擋元件或第三止擋元件，設(shè)定光闌孔。可選地，還可以僅移動(dòng)和接 觸第一光闌元件，或者僅移動(dòng)和接觸第二光闌元件，用于設(shè)定光闌孔的目的。移動(dòng)第一光闌 元件與第二光闌元件兩者允許對(duì)相當(dāng)小的光闌孔的第一孔尺寸(例如，從ΙΟμπι至ΙΟΟμπι 范圍中)，以及相當(dāng)大的光闌孔的第二孔尺寸(例如，從50 μ m至500 μ m范圍中)的特別簡(jiǎn) 單的選擇。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，將前述第一光闌止擋元件設(shè)計(jì)為第二止擋元 件，同時(shí)將前述第二光闌止擋元件設(shè)計(jì)為第三止擋元件。在本發(fā)明的另一或替代示例實(shí)施例中，第一光闌組件至少具有一個(gè)用于移動(dòng)第一光闌元件和/或者第二光闌元件的驅(qū)動(dòng)組件。例如，第一光闌組件具有用于移動(dòng)第一光闌 元件的第一驅(qū)動(dòng)組件，以及用于移動(dòng)第二光闌元件的第二驅(qū)動(dòng)組件?？蛇x地，還提供單獨(dú)的 驅(qū)動(dòng)組件來移動(dòng)第一光闌元件與第二光闌元件兩者。驅(qū)動(dòng)組件具有，例如壓電元件、電磁移 動(dòng)元件以及/或者雙金屬元件。例如，彎曲壓電元件、壓電慣性驅(qū)動(dòng)器、塊(block)壓電元 件以及/或者壓電尺蠖(inchworm)適合作為壓電元件。適合作為雙金屬元件的是提供所 需運(yùn)動(dòng)的、并且尤其是沒有磁性且可以在超高真空環(huán)境下使用而不會(huì)對(duì)其有強(qiáng)烈影響的任 何金屬組合。以上列舉的驅(qū)動(dòng)組件并未窮舉。而是，可以使用適合于本發(fā)明的任何驅(qū)動(dòng)組 件。為了給驅(qū)動(dòng)組件(例如，上述壓電元件或上述電磁移動(dòng)元件)供能并對(duì)其進(jìn)行控 制，例如提供向驅(qū)動(dòng)組件供應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)組件的控制電壓的電壓的供應(yīng)組件。如果將驅(qū)動(dòng)組 件設(shè)計(jì)為雙金屬元件，則提供向驅(qū)動(dòng)組件供能或從其排出熱量的供應(yīng)組件。例如，將供應(yīng)組 件布置在粒子束裝置的高壓供應(yīng)組件內(nèi)部。通過高壓供應(yīng)線路將供應(yīng)組件的控制信號(hào)傳輸 給驅(qū)動(dòng)組件。除此之外，例如驅(qū)動(dòng)組件還被設(shè)計(jì)為可使用光信號(hào)進(jìn)行控制。為此，驅(qū)動(dòng)組件 具有例如光學(xué)傳感器，可以利用光束照射所述光學(xué)傳感器對(duì)其進(jìn)行開關(guān)。接著，光學(xué)傳感器 控制驅(qū)動(dòng)組件。如果不希望在驅(qū)動(dòng)組件上存在光學(xué)傳感器，則本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例 例如通過將光束(例如激光束)注入粒子束裝置中對(duì)設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)組件的雙金屬元件進(jìn)行照 射和加熱，以獲得驅(qū)動(dòng)所需的彎曲。上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，粒子束產(chǎn)生器與第一聚束透鏡 之間的安裝空間通常較小，而且可以因此控制驅(qū)動(dòng)組件，而不必為控制輸入線路提供額外 的安裝空間。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，通過彈性連接元件連接第一光闌組件的第一光 闌元件和第二光闌元件。例如，將彈性連接元件設(shè)計(jì)為雙金屬元件。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)組 件的調(diào)整行程可以大于將第一光闌元件從第一止擋元件移動(dòng)到第二止擋元件實(shí)際所需的 行程，或者大于將第二光闌元件從第三止擋元件移動(dòng)到第四止擋元件真實(shí)所需的行程。彈 性連接元件補(bǔ)償不需要的調(diào)整行程。因此，設(shè)定調(diào)整行程中的誤差(尤其是由于機(jī)械誤差 的誤差)將不再使光闌孔的孔尺寸不同于所需的孔尺寸。在本發(fā)明的一種實(shí)施例始終將調(diào) 整行程選擇為大于第一光闌元件或第二光闌元件在第一和第二止擋元件之間或者在第三 和第四止擋元件之間所必須經(jīng)過的行程。在第一光闌元件已經(jīng)接觸第一止擋元件或第二止 擋元件之后，或者在第二光闌元件已經(jīng)和接觸第三止擋元件或第四止擋元件之后，通過彈 性連接元件占據(jù)(即補(bǔ)償)驅(qū)動(dòng)組件提供的但并不需要的調(diào)整行程。在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌元件和/或者第二光闌元件至少部分 被設(shè)計(jì)為具有彈性。這樣實(shí)現(xiàn)了與以上所解釋的、關(guān)于彈性連接元件的效果和優(yōu)點(diǎn)完全相 同的效果和優(yōu)點(diǎn)。在此實(shí)施例中，特別地，第一光闌元件具有由第一鉸鏈點(diǎn)連接的第一接合 件和第二接合件。替代地或額外地，第二光闌元件具有通過第二接點(diǎn)連接的第三接合件和 第四接合件。例如，第一接點(diǎn)和/或第二接點(diǎn)可以被設(shè)計(jì)為具有彈性。第一接點(diǎn)和/或第 二接點(diǎn)可以被設(shè)計(jì)成固態(tài)(solid)鉸鏈點(diǎn)。固態(tài)鉸鏈點(diǎn)的特征在于其具有被降低了彎曲剛 度的部位。該部位也保證第一接合件和第二接合件相互連接為整體。這相應(yīng)地適用于第三 接合件和第四接合件。通常通過直徑上的局部減小獲得降低的彎曲剛度。直徑上的減小可 以具有不同的幾何形狀。固態(tài)鉸鏈點(diǎn)的特征在于它們可以在沒有額外維護(hù)與沒有摩擦的情 況下執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的另一或替代實(shí)施例中，第一光闌止檔元件、第二光闌止檔元件、第一止 擋元件、第二止擋元件、第三止擋元件和/或第四止擋元件被設(shè)計(jì)為偏心的。這允許精確地 定位上述止擋元件，從而獲得所需的光闌孔的孔尺寸。例如，在將第一光闌組件安裝在粒子 束裝置中之前設(shè)定偏心元件。在粒子束裝置的另一或替代示例實(shí)施例中，第一光闌組件相對(duì)于接地電位具有從 IkV至20kV的范圍中(例如5kV至15kV，特別地為8kV)的電位。接地電位是例如樣品腔 外殼的電位。這里，第一光闌組件處在與粒子束產(chǎn)生器的陽(yáng)極相同的電位上。因此，使用粒 子束產(chǎn)生器所產(chǎn)生的粒子可以被毫無問題地加速到陽(yáng)極電位。利用以下將詳細(xì)解釋的減速 設(shè)備，粒子可以接著被減速到對(duì)樣品的進(jìn)一步分析所需要的電位。本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明的光闌組件。其具有可調(diào)整的光闌孔，并被設(shè)計(jì)為安裝 在粒子束裝置之中。此外，光闌組件還具有第一光闌元件和第二光闌元件，其中，所述第一 光闌元件和第二光闌組件一起合作來形成光闌孔。此外，光闌組件還具有第一止擋元件，可 移動(dòng)第一光闌元件，使其接觸第一止擋元件以形成光闌孔。光闌組件具有與以上所列相同 的特性和優(yōu)點(diǎn)。明確地將它們引用到這里。下面將陳述光闌組件的幾個(gè)特殊特征，然而，光 闌組件在任何情況下均能夠具有以上所列的單個(gè)特征或特征的組合。根據(jù)光闌組件的一個(gè)實(shí)施例，光闌組件具有第二止擋元件。此外，第一光闌元件是 可移動(dòng)的，使其接觸第一止擋元件以形成具有第一孔尺寸的光闌孔，或者使其接觸第二止 擋元件以形成具有第二孔尺寸的光闌孔。在另一或替代實(shí)施例中，第二光闌元件被設(shè)計(jì)為 可移動(dòng)。光闌組件具有第三止擋元件，第二光闌元件是可移動(dòng)的，使其接觸第三止擋元件以 形成光闌孔。在另一或替代實(shí)施例中，光闌組件具有第四止擋元件。第二光闌元件是可移 動(dòng)的，使其接觸第三止擋元件或第四止擋元件以形成光闌孔。在光闌組件的另一或替代示例實(shí)施例中，光闌組件具有至少一個(gè)用來移動(dòng)第一光 闌元件和/或第二光闌元件的驅(qū)動(dòng)組件。特別地，所述驅(qū)動(dòng)組件具有壓電元件、電磁移動(dòng)元 件和/或雙金屬元件。此外，特別地，所述驅(qū)動(dòng)組件具有向驅(qū)動(dòng)組件供應(yīng)電壓的供應(yīng)組件。 替代地或額外地，驅(qū)動(dòng)組件具有向驅(qū)動(dòng)組件供應(yīng)或者排出熱量的供應(yīng)組件。在另一示例實(shí) 施例中，驅(qū)動(dòng)組件被設(shè)計(jì)為利用光信號(hào)進(jìn)行控制。在光闌組件的另一或替代示例實(shí)施例中，通過彈性連接元件連接第一光闌元件和 第二光闌元件。特別地，可將彈性連接元件設(shè)計(jì)為雙金屬元件。在光闌組件的另一或替代示例實(shí)施例中，第一光闌元件和/或者第二光闌元件至 少部分被設(shè)計(jì)為具有彈性。特別地，第一光闌元件具有通過第一接點(diǎn)連接的第一接合件和 第二接合件。替代地或額外地，第二光闌元件具有通過第二接點(diǎn)相互連接的第三接合件和 第四接合件。特別地，第一接點(diǎn)和/或第二接點(diǎn)被設(shè)計(jì)為具有彈性。例如將第一接點(diǎn)和/ 或第二接點(diǎn)設(shè)計(jì)為固態(tài)鉸鏈點(diǎn)。在光闌組件的另一或替代示例實(shí)施例中，第一止擋元件、第二止擋元件、第三止擋 元件和/或者第四止擋元件被設(shè)計(jì)成偏心的。本發(fā)明提供了一種在產(chǎn)生圖像時(shí)可以獲得良好圖像分辨率的方法。該方法被用 于在粒子束裝置中改變粒子束的束流，所述粒子束裝置具有用于產(chǎn)生粒子束的粒子束產(chǎn)生 器、用于將粒子束聚焦到樣品上的物鏡、第一聚束透鏡和第二聚束透鏡，其中，從粒子束產(chǎn) 生器朝向物鏡觀察，首先放置第一聚束透鏡，然后是第二聚束透鏡。此外，粒子束裝置具有位于粒子束產(chǎn)生器和第一聚束透鏡之間的第一光闌組件、以及位于第一聚束透鏡和第二聚 束透鏡之間的第二光闌組件。第一光闌組件具有孔尺寸可變的光闌孔，所述孔尺寸至少可 以在第一孔尺寸和第二孔尺寸之間變化，且第一孔尺寸大于第二孔尺寸。該方法具有第一 聚束透鏡的激勵(lì)狀態(tài)上的改變，其中，對(duì)于第一束流(例如從IOnA至幾百nA的范圍中)， 在第二光闌組件的區(qū)域中(例如，在第二光闌組件的緊挨的附近)產(chǎn)生粒子束的交叉點(diǎn) (crossover)，并且其中，對(duì)于第二束流(例如，從IOp人至i 人的范圍中)，在遠(yuǎn)離第二光闌 組件預(yù)定距離處產(chǎn)生粒子束的交叉點(diǎn)，且第一束流大于第二束流。當(dāng)將從第一聚束透鏡的 主平面至第二光闌組件的距離定于為D，且將交叉點(diǎn)至第一聚束透鏡主平面的距離定義為 L時(shí)，以下描述適用。如果L < 0.45XD[關(guān)系式 1]，則粒子束裝置被在高分辨率模式中操作(例如，束流在從大約10ρ人至500ρ人的 范圍中)。如果0. 75XD < L < 1. 25XD[關(guān)系式 2]，則粒子束裝置被在高流模式中操作(例如，束流在從10 nA至300 nA的范圍 中)。如果0. 45XD < L < 0. 75XD[關(guān)系式 3]，則粒子束裝置被在過渡范圍中操作，其中，如果不要限制束流，則應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)牟?位選擇具有大光闌孔的第一光闌組件。此外，該方法具有以下步驟對(duì)于第二束流，為了減小能量寬度與虛擬源尺寸的擴(kuò) 大，將第一光闌組件設(shè)定為第二孔尺寸。將光闌孔從第一孔尺寸改變到第二孔尺寸，可使得 粒子提早從粒子束中削除(即，在第一光闌組件處)。否則，無論如何，這些粒子都將在第二 光闌組件處被削除。這降低和阻止了在第一光闌組件和第二光闌組件之間可能發(fā)生的、粒 子束中的粒子之間的相互作用。因此在產(chǎn)生圖像時(shí)提高了分辨率。隨著L變大，束流將會(huì)上升，且分辨率將下降。在高分辨率模式中，分辨率將適度 下降(例如，隨著束流從10 P人升高到500 ρΛο分辨率從1. 4nm下降到2nm)。在高流模式 中，分辨率不再如此好。例如，其約為5nm。但其也可能會(huì)變得更差。在該方法的另一示例實(shí)施例中，對(duì)于小于第一束流但大于第二束流的第三束流， 如此操作第一聚束透鏡和第二聚束透鏡，使得粒子束產(chǎn)生器與物鏡之間不會(huì)出現(xiàn)粒子束的 交叉點(diǎn)。此設(shè)置也稱作無交叉點(diǎn)模式。無交叉點(diǎn)模式與高分辨率模式在后者的束流上段范 圍中重疊(200 pA ~ 500 pA)，例如在0. 3XD < L < 0. 45XD[關(guān)系式 4]的情況下。在該重疊中，由于缺少交叉點(diǎn)，無交叉點(diǎn)模式的分辨率略好于高分辨率模式(如 果在相同束流的情況下比較這兩個(gè)模式)。對(duì)于小于200ρΛ的束流，其中L < 0. 3XD[關(guān)系式 5]，則僅剩的操作模式為高分辨率模式。在該模式中，粒子束裝置將獲得其最佳的分辨率。上述范圍值僅為示例。它們可以根據(jù)可定義的參數(shù)(例如，所使用的透鏡的類型 和/或光闌直徑)而變化。


以下，將基于示例實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。圖1示出了具有光闌孔可調(diào)的光闌組件的SEM的示意圖；圖2示出了具有可調(diào)的光闌孔的光闌組件的第一示例實(shí)施例的示意圖；圖3和圖4示出了根據(jù)圖2的光闌組件的另一視圖；圖5示出了止擋元件的示意圖；圖6示出了具有可調(diào)的光闌孔的光闌組件的第二示例實(shí)施例的示意圖；圖7示出了圖1中的SEM在高分辨率模式中的另一示意圖；圖8示出了圖1中的SEM在高流模式中的另一示意圖；圖9示出了圖1中的SEM在選擇了無交叉點(diǎn)的束路徑的情況下的另一示意圖；以 及圖10示出了具有另一光闌孔可調(diào)的光闌組件的SEM的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將借助SEM形式的粒子束裝置更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。然而，應(yīng)該明確指出，本 發(fā)明并非僅限于SEM。而是，可以在任何粒子束裝置(尤其是離子束裝置)中實(shí)施本發(fā)明。圖1示出了 SEM 1的示意圖。SEM 1具有電子源2 (陰極)形式的電子束產(chǎn)生器、 引出(extraction)電極3以及置于SEM 1的束導(dǎo)管5的末端上的陽(yáng)極4。例如，可將電子 源2設(shè)計(jì)為熱場(chǎng)發(fā)射器。然而，本發(fā)明并非僅限于這種電子源，而是可以使用任何電子源。從電子源2發(fā)出的電子形成初始電子束。由于電子源2和陽(yáng)極4之間的電位差， 電子被加速到陽(yáng)極電位。在此示例實(shí)施例中，相對(duì)于樣品腔外殼(未示出)的接地電位的 陽(yáng)極電位在IkV與20kV之間，例如5kV至15kV，特別地為8kV，但可選地，其也可以是接地 電位。束導(dǎo)管5上安裝有兩個(gè)聚束透鏡，即第一聚束透鏡6和第二聚束透鏡7，從電子源 2朝向物鏡10觀察，首先放置的第一聚束透鏡6，然后是第二聚束透鏡7。 第一聚束透鏡6具有第一極靴6a和第二極靴6b，從電子源2朝向物鏡10觀察，首 先放置是第一極靴6a，然后是第二極靴6b。第二聚束透鏡7具有類似的設(shè)計(jì)，其提供了第 三極靴7a和第四極靴7b。從電子源2朝向物鏡10觀察，首先放置的是第三極靴7a，然后 是第四極靴7b。通常將第一極靴6a (或第三極靴7a)稱作上極靴，同時(shí)，第二極靴6b (或第 四極靴7b)稱作下極靴。第一光闌組件8位于陽(yáng)極4和第一聚速成透鏡6之間。第一光闌組件8與陽(yáng)極4 和束導(dǎo)管5均處在高壓電位(即，陽(yáng)極4的電位)或者接地。固定的第二光闌組件9位于 第一聚束透鏡6和第二聚束透鏡7之間。以下可以發(fā)現(xiàn)第一聚束透鏡6、第二聚束透鏡7、 第一光闌組件8和第二光闌組件9的功能與效果的更多細(xì)節(jié)?？梢酝ㄟ^第一調(diào)整機(jī)構(gòu)23相對(duì)于第二光闌組件9相互獨(dú)立地調(diào)整聚束透鏡6的 第一極靴6a與第二極靴6b。這意味著第一極靴6a相對(duì)第二光闌組件9之間的相對(duì)位置是 可調(diào)的。此原則相應(yīng)地適用于第二極靴6b。也可通過第二調(diào)整機(jī)構(gòu)24相對(duì)于第二光闌組 件9相互獨(dú)立地調(diào)整第二聚束透鏡7的第三極靴7a與第四極靴7b。
第一線圈6c位于第一聚束透鏡6中，同時(shí)，第二線圈7c位于第二聚束透鏡7中。 可以利用第一線圈6c和第二線圈7c獲得所需要的對(duì)第一極靴6a以及第二極靴6b或者對(duì) 第二極靴7a與第四極靴7b的磁激勵(lì)。物鏡10具有物鏡極靴11，其中有孔。束導(dǎo)管5穿過該孔。此外，在極靴11中放置 有第三線圈12。靜電減速設(shè)備位于束導(dǎo)管5的下游。該減速設(shè)備具有單電極15和形成于 束導(dǎo)管5的末端上并面向樣品16的電極管14。因此，電極管14與束導(dǎo)管5均處在陽(yáng)極4 的電位上，同時(shí)，單電極15和樣品16處在比陽(yáng)極4的電位低的電位上。在此情況中，其是 樣品腔外殼(未示出)的接地電位。因此，初始電子束的電子可以被減速到分析樣品16所 需的期望能量。此外，SEM 1具有掃描裝置13，通過其可以偏轉(zhuǎn)初始電子束，并且時(shí)樣品16進(jìn)行掃 描。在此過程中，初始電子束的電子與樣品16相互作用。作為此相互作用的結(jié)果，將產(chǎn)生 被檢測(cè)的相互作用粒子和/或者相互作用輻射。對(duì)以這種方式獲得的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。作為相互作用粒子，特別地，從樣品16的表面發(fā)射電子(所謂的二次電子)，或者 向后散射的初始電子束的電子(所謂的背散射電子)。用于檢測(cè)二次電子和/或背散射電 子，在電子束導(dǎo)管5中放置檢測(cè)系統(tǒng)，其具有第一檢測(cè)器17和第二檢測(cè)器18。這里，第一檢 測(cè)器17位于沿著光軸A的源側(cè)上，同時(shí)，第二檢測(cè)器18位于沿著束導(dǎo)管5中的光軸A的樣 品側(cè)上。此外，第一檢測(cè)器17與第二檢測(cè)器18朝向SEM 1的光軸A相互偏移。第一檢測(cè) 器17與第二檢測(cè)器18兩者均具有初始電子束可以穿過的通孔，并且，它們近似處于陽(yáng)極4 和束導(dǎo)管5的電位。SEMl的光軸A穿過相應(yīng)的通孔。第二檢測(cè)器18被用于檢測(cè)從樣品16以相對(duì)較大的空間角度脫離的電子。它們主 要是二次電子。然而，在樣品16上向后散射的電子(背散射電子)與二次電子相比，在從 樣品16脫離時(shí)具有相對(duì)較高的動(dòng)能，其僅有很少的部分被第二檢測(cè)器18檢測(cè)到，因?yàn)?，?散射電子被物鏡10聚焦到離光軸A相對(duì)較近，這允許它們穿過第二檢測(cè)器18的通孔。因 此，第一檢測(cè)器17被用來捕獲背散射電子。由第一檢測(cè)器17和第二檢測(cè)器18產(chǎn)生的檢測(cè) 信號(hào)被用于生成樣品16表面的圖像。應(yīng)該明確指出第一光闌組件8和第二光闌組件9的光闌孔以及第一檢測(cè)器17和 第二檢測(cè)器18的通孔均以放大的方式表示。第一檢測(cè)器17和第二檢測(cè)器18的通孔具有 Imm至5mm之間的最大長(zhǎng)度。例如，它們具有圓形設(shè)計(jì)，并且直徑在Imm至3mm的范圍中。 以下將更詳細(xì)地解釋第一光闌組件8和第二光闌組件9的光闌孔的尺寸。在這里所示的示例實(shí)施例中，第二光闌組件9被設(shè)計(jì)為具有用于初始電子束穿過 的孔的圓光闌，所述孔的具有從25 μ m至50 μ m的范圍的，例如為35 μ m。第二光闌組件9 被設(shè)計(jì)為壓力級(jí)光闌。其將其中布置電子源2并具有超高真空(10_6至I(TuiPa)的第一區(qū) 域從具有高真空(10—1至I(T5Pa)的第二區(qū)域分隔開。第二區(qū)域是導(dǎo)管5的通向樣品腔(未 示出)的中間壓力區(qū)域。以下還將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)解釋。在圖像產(chǎn)生之外，還存在可以被用于在SEM 1的幫助下分析樣品16的分析方法。 它們包括EBSD方法(電子背散射衍射)，其中確定散射電子的衍射圖樣。另一分析方法則 基于檢測(cè)陰極射線發(fā)光，其在初始電子束入射到樣品16上時(shí)從樣品16發(fā)出。其它分析方 法包括例如能量色散X射線譜(EDX)的分析以及波長(zhǎng)色散X射線譜(WDX)的分析。對(duì)于這 些其它的分析方法，至少提供一個(gè)第三檢測(cè)器19，其位于束導(dǎo)管5和樣品16之間的區(qū)域中。也可以提供額外的第三檢測(cè)器19 (未示出)。如上文已提及，為了在樣品16表面的圖像中獲得足夠好的分辨率，應(yīng)使SEMl在高 分辨率模式中操作。然而，對(duì)于所述的其它研究方法，需要高計(jì)數(shù)率，因此，應(yīng)使SEM 1在高 電流模式中操作。為了能夠在這兩個(gè)模式(高分辨率模式和高電流模式)之間切換，首先合適地激 勵(lì)第一聚束透鏡6。這連續(xù)地改變束流，例如在
權(quán)利要求
一種粒子束裝置(1)，具有粒子束產(chǎn)生器(2)，用于產(chǎn)生形成粒子束的粒子；物鏡(10)，用于將粒子束聚焦到樣品(16)上；第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)和第二聚采透鏡(7，7a，7b，7c)，從所述粒子束產(chǎn)生器(2)朝向所述物鏡(10)觀察，首先放置所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)，然后是所述第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)；第一光闌組件(8)，其位于所述粒子束產(chǎn)生器(2)和所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)之間；以及第二光闌組件(9)，其位于所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)和所述第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)之間；其中所述第一聚束透鏡(6)具有第一極靴(6a)和第二極靴(6b)，其中，從所述粒子束產(chǎn)生器(2)朝向所述物鏡(10)觀察，首先放置所述第一極靴(6a)，然后是所述第二極靴(6b)；可以相對(duì)于所述第二光闌組件(9)相互獨(dú)立地調(diào)整所述第一極靴(6a)以及所述第二極靴(6b)；并且優(yōu)選是薄膜光闌的所述第二光闌組件(9)是將具有第一壓力的真空的第一區(qū)域與具有第二壓力的真空的第二區(qū)域相互分隔開的壓力級(jí)光闌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒子束裝置(1)，其中所述第二聚束透鏡(7)具有第三極靴(7a)和第四極靴(7b)，從所述粒子束產(chǎn)生器(2) 朝向所述物鏡(10)觀察，首先首先放置所述第三極靴(7a)，然后是所述第四極靴(7b)；并 且可以相對(duì)于所述第二光闌組件(9)同時(shí)或者相互獨(dú)立地調(diào)整所述第三極靴(7a)和所 述第四極靴(7b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粒子束裝置(1)，其中，在所述第一光闌組件(8)和所述 第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)之間放置至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)組件(25，26，27)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具 有孔尺寸可調(diào)的光闌孔(98)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件⑶具有第一光闌元件(85)和第二光闌元件(89)；所述第一光闌元件(85)和所述第二光闌元件(89) —起合作來形成光闌孔(98)；并且所述第一光闌元件(85)和所述第二光闌元件(89)相對(duì)彼此可移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子束裝置(1)，所述第一光闌組件(8)具有第一光闌止擋元件(182)和第二光闌止擋元件(183)； 所述第一光闌元件(85)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第一光闌止擋元件(182)以形成所 述光闌孔(98)；并且/或者所述第二光闌元件(89)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第二光闌止擋元件(183)以形成所 述光闌孔(98)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具有第一止擋元件(81)和第二止擋元件(82)；并且移動(dòng)所述第一光闌元件(85)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第一止擋元件(81)以形成具 有第一孔尺寸的光闌孔(98)，或者使其接觸所述第二止擋元件(82)以形成具有第二孔尺 寸的光闌孔(98)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具有第三止擋元件(83)和第四止擋元件(84)；并且所述第二光闌元件(89)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第三止擋元件(83)或者所述第四 止擋元件(84)以形成所述光闌孔(98)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中，所述第一光闌組件(8) 具有至少一個(gè)用于移動(dòng)所述第一光闌元件(85)和/或所述第二光闌元件(89)的驅(qū)動(dòng)組件 (95，99)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)至少具有以下 特征之一所述驅(qū)動(dòng)組件(95)具有壓電元件；所述驅(qū)動(dòng)組件具有電磁移動(dòng)元件；或者所述驅(qū)動(dòng)組件(99)具有雙金屬元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具有以 下特征的至少之一所述驅(qū)動(dòng)組件(95)具有向所述驅(qū)動(dòng)組件(95)供應(yīng)電壓的供應(yīng)組件(20)；或者所述驅(qū)動(dòng)組件(99)具有向所述驅(qū)動(dòng)組件(99)供應(yīng)或者從所述驅(qū)動(dòng)組件(99)排出熱 量的供應(yīng)組件(20)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述驅(qū)動(dòng)組件(99)被 設(shè)計(jì)為利用光信號(hào)進(jìn)行控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌元件 (85)和所述第二光闌元件(89)通過彈性連接元件(99)相互連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的粒子束裝置(1)，其中所述彈性連接元件(99)被設(shè)計(jì)為雙 ^^ I^l ο
15.根據(jù)權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8) 至少具有以下特征之一所述第一光闌元件(85)被設(shè)計(jì)為至少部分具有彈性；或者所述第二光闌元件(89)被設(shè)計(jì)為至少部分具有彈性。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具有以下特 征的至少之一所述第一光闌元件(85)具有通過第一接點(diǎn)(88)相互連接的第一接合件(86)和第二 接合件(87)；或者所述第二光闌元件(89)具有通過第二接點(diǎn)(92)相互連接的第三接合件(90)和第四 接合件(91)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)具有以下特 征的至少之一所述第一接點(diǎn)(88)被設(shè)計(jì)為具有彈性；或者所述第二接點(diǎn)(92)被設(shè)計(jì)為具有彈性。
18.根據(jù)權(quán)利要求6至17所述的粒子束裝置(1)，其中第一光闌組件(8)具有以下特 征的至少之一所述第一光闌止擋元件(182)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第二光闌止擋元件(183)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第一止擋元件(81)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第二止擋元件(82)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第三止擋元件(83)被偏心地設(shè)計(jì)；或者 所述第四止擋元件(84)被偏心地設(shè)計(jì)。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的粒子束裝置(1)，其中所述第一光闌組件(8)相 對(duì)于接地電位的電位在從IkV至20kV的范圍中。
20.一種位于粒子束裝置(1)中的、具有可調(diào)光闌孔(98)的光闌組件(8)，其中 所述光闌組件(8)具有第一光闌元件(85)和第二光闌元件(89)，所述第一光闌元件(85)和所述第二光闌元件(89) —起合作來形成光闌孔(98)； 所述光闌組件(8)具有第一止擋元件(81，82)；并且所述第一光闌元件(85)是可移動(dòng)的，使其接觸第一止擋元件(81，82)以形成所述光闌 孔(98)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光闌組件(8)，其中 所述光闌組件(8)具有第二止擋元件(82)；并且所述第一光闌元件(85)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第一止擋元件(81)以形成具有第 一孔尺寸的光闌孔(98)，或者使其接觸所述第二止擋元件(82)以形成具有第二孔尺寸的 光闌孔(98)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的光闌組件(8)，其中 所述光闌組件(8)具有第三止擋元件(83)，并且所述第二光闌元件(89)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第三止擋元件(83)以形成所述光 闌孔(98)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光闌組件(8)，其中 所述光闌組件(8)具有第四止擋元件(84)；并且所述第二光闌元件(89)是可移動(dòng)的，使其接觸所述第三止擋元件(83)或者所述第四 止擋元件(84)以形成所述光闌孔(98)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)具 有至少一個(gè)用于移動(dòng)所述第一光闌元件(85)和/或者所述第二光闌元件(89)的驅(qū)動(dòng)組件 (95，99)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)具有以下特征的至 少之一所述驅(qū)動(dòng)組件(95)具有壓電元件， 所述驅(qū)動(dòng)組件具有電磁移動(dòng)元件；或者 所述驅(qū)動(dòng)組件(99)具有雙金屬元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)具有以下特征的至少之一所述驅(qū)動(dòng)組件(95)具有向所述驅(qū)動(dòng)組件(95)供應(yīng)電壓的供應(yīng)組件(20)，或者 所述驅(qū)動(dòng)組件(99)具有向所述驅(qū)動(dòng)組件(99)供應(yīng)或者從所述驅(qū)動(dòng)組件(99)排出熱 量的供應(yīng)組件(20)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項(xiàng)所述的光闌組件(8)，其中所述驅(qū)動(dòng)組件(99)被 設(shè)計(jì)為利用光信號(hào)進(jìn)行控制。
28.根據(jù)權(quán)利要求20至27中任一項(xiàng)所述的光闌組件(8)，其中所述第一光闌元件(85) 和所述第二光闌元件(89)通過彈性連接元件(99)相互連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的光闌組件(8)，其中所述彈性連接元件(99)被設(shè)計(jì)為雙金屬。
30.根據(jù)權(quán)利要求20至27所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)至少具有以下 特征之一所述第一光闌元件(85)被設(shè)計(jì)為至少部分具有彈性；或者 所述第二光闌元件(89)被設(shè)計(jì)為至少部分具有彈性。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)具有以下特征的至 少之一所述第一光闌元件(85)具有通過第一接點(diǎn)(88)相互連接的第一接合件(86)和第二 接合件(87)，或者第二光闌元件(89)具有通過第二接點(diǎn)(92)相互連接的第三接合件(90)和第四接合 件(91)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的光闌組件(8)，其中所述光闌組件(8)具有以下特征的至 少之一所述第一接點(diǎn)(88)被設(shè)計(jì)為具有彈性；或者 所述第二接點(diǎn)(92)被設(shè)計(jì)為具有彈性。
33.根據(jù)權(quán)利要求20至32中任一項(xiàng)所述的光闌組件(8)，其中，所述光闌組件(8)具 有以下特征的至少之一所述第一止擋元件(81)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第二止擋元件(82)被偏心地設(shè)計(jì)； 所述第三止擋元件(83)被偏心地設(shè)計(jì)；或者 所述第四止擋元件(84)被偏心地設(shè)計(jì)。
34.一種在粒子束裝置(1)中改變粒子束流的方法，所述粒子束裝置具有 粒子束產(chǎn)生器(2)，用于產(chǎn)生粒子束；物鏡(10)，用于將所述粒子束聚焦到樣品(16)上；第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)和第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)，從所述粒子束產(chǎn)生器(2) 朝向物鏡(10)觀察，首先放置所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)，然后是所述第二聚束透鏡 (7，7a，7b，7c)；第一光闌組件(8)，其位于所述粒子束產(chǎn)生器(2)和所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c) 之間；以及第二光闌組件(9)，其位于所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)和所述第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)之間；所述第一光闌組件(8)具有孔尺寸可調(diào)的光闌孔(98)，并且所述孔尺寸至少可以在一 個(gè)第一孔尺寸和一個(gè)第二孔尺寸之間變化，所述第一孔尺寸大于所述第二孔尺寸；其中所述方法包括以下步驟改變所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)的激勵(lì)，其中在第一束流中，在所述第二光闌 組件(9)的區(qū)域中產(chǎn)生所述粒子束的交叉點(diǎn)，并且，在第二束流中，在與所述第二光闌組件 (9)相距預(yù)定距離處產(chǎn)生所述粒子束的交叉點(diǎn)，且所述第一束流大于所述第二束流，并且在所述第二束流中，為了減小能量擴(kuò)散和粒子束擴(kuò)散，將所述第一光闌組件(8)設(shè)定 為它的第二孔尺寸。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，對(duì)于小于所述第一束流但大于所述第二束流 的第三束流，操作所述第一聚束透鏡(6，6a，6b，6c)和所述第二聚束透鏡(7，7a，7b，7c)使 得所述粒子束產(chǎn)生器(2)和所述物鏡(10)之間不出現(xiàn)所述粒子束的交叉點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粒子束裝置(1)，其具有光闌孔可調(diào)的第一光闌組件(8)。本發(fā)明還涉及一種用于粒子束裝置(1)的光闌組件(8)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于在粒子束裝置(1)中調(diào)整束流的方法。粒子束裝置(1)包括具有第一極靴(6a)和第二極靴(6b)的第一聚束透鏡(6)?？梢韵鄬?duì)于第二光闌組件(9)相互獨(dú)立地調(diào)整第一極靴(6a)與第二極靴(6b)兩者。第二光闌組件(9)被設(shè)計(jì)為壓力級(jí)光闌，其將具有第一壓力的真空的第一區(qū)域與具有第二壓力的真空的第二區(qū)域相互隔開。根據(jù)本發(fā)明的方法涉及調(diào)整該粒子束裝置(1)中的束流。
文檔編號(hào)H01J37/26GK101996839SQ20101051082
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者德克·普雷克扎斯, 邁克爾·阿爾比茲 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Nts有限責(zé)任公司