專利名稱：帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)確地定位諸如電子束、離子束或激光束的射束的方法，以用于執(zhí)行射束處理來創(chuàng)建、修改或者對顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。
背景技術(shù)：
帶電粒子束、激光束以及中性粒子束被用在諸如半導(dǎo)體電路和微電機(jī)組件的制作的各種微細(xì)加工應(yīng)用中。術(shù)語“微細(xì)加工”被用來包括創(chuàng)建和改造具有數(shù)十微米或更小的尺寸的結(jié)構(gòu)，包括納米加工工藝?！疤幚怼睒悠分傅氖菍悠飞系慕Y(jié)構(gòu)的微細(xì)加工。隨著越來越小的結(jié)構(gòu)被制作，必須更精確地導(dǎo)引射束。需要準(zhǔn)確射束定位的半導(dǎo)體制造的一方面是用于透射電子顯微鏡的薄樣品提取。這樣的樣品被用于監(jiān)測半導(dǎo)體制造工藝。被稱為薄片的、薄的垂直樣品被提取來提供結(jié)構(gòu)的垂直截面。透射電子顯微鏡(TEM)允許觀測者對納米級的或更小的極小特征進(jìn)行成像。在TEM中，寬射束沖擊樣品并且透射通過樣品的電子被聚焦以形成樣品的圖像。在掃描透射電子顯微鏡(STEM)中，一次電子束被聚焦為細(xì)小的點(diǎn)，并且該點(diǎn)跨樣品表面被掃描。透射通過樣品的電子由在樣品遠(yuǎn)側(cè)的電子檢測器收集，并且圖像上的每個(gè)點(diǎn)的強(qiáng)度對應(yīng)于在一次射束沖擊表面上的對應(yīng)點(diǎn)時(shí)所收集的電子的數(shù)量。這個(gè)技術(shù)能夠允許觀測者對一納米以下尺寸的特征進(jìn)行成像。對于TEM和STEM兩者，在制備薄樣品的同時(shí)進(jìn)行射束定位是重要的，因?yàn)樯涫仨毑晃g刻掉所關(guān)心的特征，但樣品必須足夠地薄以允許一次射束中的多數(shù)電子行進(jìn)通過該樣品并且在對面的位置離開。樣品的厚度通常小于100 nm。因此，需要電子顯微鏡和微細(xì)加工應(yīng)用中的準(zhǔn)確射束放置。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，射束在樣品上的沖擊點(diǎn)趨向于隨時(shí)間漂移。也就是說，當(dāng)操作者指示系統(tǒng)將射束定位在點(diǎn)Pl處時(shí)，在短時(shí)間之后該射束實(shí)際上最終落在點(diǎn)P2處。點(diǎn)Pl與P2的坐標(biāo)之間的差被稱為漂移。包括射束漂移、鏡臺漂移以及樣品漂移的漂移可以是由熱不穩(wěn)定性引起的，所述熱不穩(wěn)定性引起樣品被定位在其上的鏡臺或生成并聚焦射束的元件的輕微移動(dòng)。圖1示出了在用于成像或微細(xì)加工的典型帶電粒子束系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子束鏡筒的圖。帶電粒子源102提供諸如電子或離子的帶電粒子，其被用來形成射束。聚束透鏡系統(tǒng)104從源102引出帶電粒子，將帶電粒子形成為射束103并且向樣品113導(dǎo)引射束103。樣品113通過樣品支架112和鏡臺110被保持在鏡筒100的樣品室115中的固定位置上。物鏡透鏡系統(tǒng)106基于射束103中的帶電粒子與樣品113的交互而產(chǎn)生樣品113的圖像。在諸如TEM的一些帶電粒子系統(tǒng)中，射束3中的帶電粒子中的一些穿過樣品113并且通過投影透鏡系統(tǒng)114被投影到處于鏡筒100底部的觀察裝置116上。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子束鏡筒的物鏡透鏡系統(tǒng)和樣品室的截面視圖。物鏡透鏡106包括多個(gè)線圈202a-202c，其圍繞帶電粒子束103的軸形成電磁體。物鏡透鏡106的線圈202a-202c通常緊靠樣品室115被定位。當(dāng)樣品室115的溫度發(fā)生變化時(shí)，鏡臺110和樣品支架112的位置相對于電磁體的磁極改變，這會(huì)引起熱漂移。這種熱漂移主要由位于樣品室115附近的物鏡透鏡106的線圈202a-202c引起。線圈202a_202c攜帶電流以產(chǎn)生物鏡透鏡106通過其進(jìn)行操作的磁場。如果系統(tǒng)的放大率改變，則安培匝數(shù)的量也改變，這會(huì)導(dǎo)致功率耗散的改變并且由此導(dǎo)致線圈溫度的改變，線圈通常緊靠樣品室115被安裝，并且熱傳導(dǎo)將使樣品室115的溫度改變。雖然所述漂移可能是小的，但由于更小的結(jié)構(gòu)被制作或成像，所以漂移會(huì)變得更顯著。用于防止熱漂移的一個(gè)方法是通過用停滯空氣層使物鏡線圈與樣品室彼此絕熱來減少它們之間的熱傳遞，所述停滯空氣可以是良好的熱絕熱體。但即使是停滯空氣層，也不足以防止漂移。其他方法包括使用恒定功率透鏡。但是，使用恒定功率透鏡會(huì)產(chǎn)生額外的功率耗散、過大尺寸的線圈、能量和冷卻水的纏繞(spooling)以及能夠提供具有小于百萬分之一(“PPM”)的誤差的電壓的昂貴且極穩(wěn)定的電源。例如，具有I PPM誤差(即0.001伏特)的、1000伏特的電源提供了在999.999伏特與1000.001伏特之間的穩(wěn)定電壓。用于對熱漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牧硪环椒ㄊ歉淖兯蚶鋮s液的流動(dòng)來控制線圈的溫度。然而，線圈溫度不是均勻的，或者更確切地說外側(cè)線圈溫度會(huì)發(fā)生變化。因此，改變水或冷卻液的流動(dòng)來控制線圈的溫度在減少熱漂移方面還不是有效的。用于對熱漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠忠环椒ㄊ鞘褂蒙涫D(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子束開始漂移時(shí)，帶電粒子束能夠通過射束鏡筒內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板或透鏡被偏轉(zhuǎn)而使射束往回移動(dòng)到正確的對準(zhǔn)位置。然而，偏轉(zhuǎn)射束以對熱漂移進(jìn)行補(bǔ)償降低了射束的性能。更好的方法將是減少或者消除熱漂移的成因而不是對它進(jìn)行補(bǔ)償。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是控制物鏡線圈與樣品室之間的熱傳遞以減少或者消除帶電粒子束系統(tǒng)中的熱漂移。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的方法。所述方法包括:提供包括帶電粒子束、透鏡系統(tǒng)以及樣品室的帶電粒子束鏡筒；在所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間布置溫控裝置以控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞；以及控制所述溫控裝置的溫度以減少或者消除所述樣品室內(nèi)的樣品的位置相對于所述帶電粒子束的位置的熱漂移。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的設(shè)備。所述設(shè)備包括:溫控裝置，其被布置在帶電粒子束鏡筒的透鏡系統(tǒng)與所述帶電粒子束鏡筒的樣品室之間；以及與所述溫控裝置熱通信的溫度控制器，所述溫度控制器包括用于控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞以減少或者消除帶電粒子束的熱漂移的裝置。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了帶電粒子束系統(tǒng)。所述帶電粒子束系統(tǒng)包括:帶電粒子源；聚焦鏡筒，所述聚焦鏡筒包括透鏡系統(tǒng)；樣品室，所述樣品室包括樣品；以及溫控裝置，其被布置在所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間以控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞。前文已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以使得下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述可以被更好地理解。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文中被描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，所公開的概念和具體實(shí)施例可以作為用于修改或者設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)而被容易地利用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，這樣的等效構(gòu)造不背離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
為了更徹底地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)對結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述進(jìn)行參考，在附圖中:
圖1示出了在用于成像或微細(xì)加工的典型帶電粒子束系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子束鏡筒的 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子束鏡筒的物鏡透鏡系統(tǒng)和樣品室的截面視 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶電粒子束鏡筒的物鏡透鏡系統(tǒng)和樣品室的截面視 圖4示出了適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶電粒子束系統(tǒng)的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例控制物鏡線圈與樣品室之間的熱傳遞以減少或者消除帶電粒子束系統(tǒng)中的熱漂移。帶電粒子束可以包括但不限于電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描透射電子顯微鏡(STEM)、聚焦離子束系統(tǒng)(FIB)或包括一個(gè)以上的帶電粒子束鏡筒的多束系統(tǒng)。熱傳遞能夠通過利用線圈與樣品室之間的低熱傳導(dǎo)性而被控制，并且以使得熱傳遞始終是相同量的方式穩(wěn)定或向其增加少量熱。用于控制熱傳遞的簡單且非常有效的方式是將溫控裝置放置在物鏡線圈與樣品室之間，使得溫控裝置與這兩個(gè)元件都絕熱。溫控裝置優(yōu)選地被維持在恒定溫度。溫控裝置優(yōu)選地被定位成阻擋物鏡線圈之間的輻射熱傳遞。樣品室與溫控裝置之間的連接是低熱傳導(dǎo)性連接。以這種方式，樣品室由被維持在恒定溫度的溫控元件包圍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，熱控或穩(wěn)定的高導(dǎo)熱性圓板(disc)能夠被放置在樣品室與物鏡線圈之間以減少漂移。高導(dǎo)熱性圓板能夠與外部裝置熱連接，所述外部裝置諸如為在帶電粒子束鏡筒外部的冷卻和/或加熱系統(tǒng)。冷卻和/或加熱系統(tǒng)能夠被控制以將高導(dǎo)熱性圓板維持在恒定溫度。與用于減少熱漂移的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，以這種方式減少熱漂移能夠大大地降低所需要的成本和功率。例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來控制高導(dǎo)熱性圓板的溫度可能需要如兩瓦特那樣少的功率，并且消除了對于昂貴的恒定電源的需求。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來控制高導(dǎo)熱性圓板的溫度能夠減少用于數(shù)據(jù)時(shí)間的等待時(shí)間和由于漂移補(bǔ)償而導(dǎo)致的等待時(shí)間。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶電粒子束鏡筒的物鏡透鏡系統(tǒng)與樣品室的截面視圖。溫控裝置302被布置在物鏡透鏡系統(tǒng)106與樣品室115之間。溫控裝置302使物鏡透鏡系統(tǒng)106與樣品室115彼此熱隔離。溫控裝置302控制產(chǎn)生自線圈202a-202c中的電流的熱向樣品室115的傳遞。即使當(dāng)線圈中的電流被改變以改變系統(tǒng)的放大率時(shí)，控制熱向樣品室115的傳遞也使樣品室115、鏡臺110以及樣品支架112的溫度能夠在帶電粒子束系統(tǒng)的操作期間保持基本上恒定。在操作期間使鏡臺110和樣品支架112維持在基本上恒定的溫度減少或者消除了由鏡臺110和樣品支架112相對于帶電粒子束103的位置的膨脹或收縮所引起的漂移。
溫控裝置302能夠由能夠?qū)б晌镧R透鏡系統(tǒng)106的線圈202a_202c產(chǎn)生的熱遠(yuǎn)離樣品室115的任何熱穩(wěn)定材料或任何導(dǎo)熱材料制成。優(yōu)選地，溫控裝置302被安裝在物鏡透鏡系統(tǒng)106與樣品室110之間的光路徑上，以減少或者消除物鏡透鏡系統(tǒng)106與樣品室110之間的輻射和/或傳導(dǎo)熱傳遞。溫控裝置302優(yōu)選地與樣品室110絕熱以減少由于傳導(dǎo)和對流而導(dǎo)致的熱傳遞。例如，溫控裝置302能夠由在樣品室110與溫控裝置302之間的空間中的用高R空氣填充的空氣間隙來絕熱。圖4示出了適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶電粒子束鏡筒400的圖。帶電粒子源102提供被用來形成射束的諸如電子或離子的帶電粒子。聚束透鏡系統(tǒng)104從源102引出帶電粒子，使所述帶電粒子形成為射束103，并且向樣品113導(dǎo)引射束103。樣品113通過樣品支架112和鏡臺110被保持在鏡筒400內(nèi)的固定位置上。物鏡透鏡系統(tǒng)106基于射束103中的帶電粒子與樣品113的交互來產(chǎn)生樣品113的圖像。在諸如TEM的一些帶電粒子系統(tǒng)中，射束103中的帶電粒子中的一些穿過樣品113并且通過投影透鏡系統(tǒng)114而被投影到處于鏡筒400底部的觀測裝置116上。溫控裝置302被布置在物鏡透鏡系統(tǒng)106與樣品室115之間，以控制物鏡透鏡系統(tǒng)106與包括鏡臺110、樣品支架112以及樣品113的樣品室115之間的熱傳遞。溫控裝置302優(yōu)選地與溫度控制器410熱耦合。溫度控制器410是能夠被選擇性地用作為用于由物鏡透鏡系統(tǒng)106的線圈產(chǎn)生的廢熱的散熱裝置(heat sink)的裝置。通過選擇性地將由物鏡透鏡系統(tǒng)106的線圈所產(chǎn)生的廢熱導(dǎo)引到溫度控制器410而不是樣品室115，樣品室115能夠被維持在基本上恒定的溫度，從而減少或者消除了樣品113的位置相對于帶電粒子束103的位置的熱漂移。溫度控制器410使溫控裝置302優(yōu)選地維持在不少于7攝氏度并且不超過35攝氏度的溫度，更優(yōu)選地在不少于12攝氏度并且不超過30攝氏度的溫度，以及最優(yōu)選地在不少于17攝氏度并且不超過25攝氏度的溫度。溫度控制器410使溫控裝置302優(yōu)選地維持在不超過樣品室的溫度的5攝氏度并且不少于樣品室的溫度的5攝氏度的溫度。溫度控制器410使溫控裝置302最優(yōu)選地維持在與樣品室的溫度相同的溫度。在可替換的實(shí)施例中，溫度控制器410還能夠被選擇性地用作為熱源。通過選擇性地將由溫度控制器410產(chǎn)生的熱導(dǎo)引到樣品室115，樣品室115能夠被更迅速地提高到操作溫度，由此減少用于收集數(shù)據(jù)的等待時(shí)間。溫度控制器410優(yōu)選地是在帶電粒子鏡筒400外部的裝置。例如，溫度控制器410可以是引導(dǎo)來自溫控裝置302的廢熱并且借助于對流或強(qiáng)制規(guī)定將所述廢熱排出到環(huán)境空氣中的散熱器。可替換地，溫度控制器410能夠包括能夠從溫控圓板302接收足夠的廢熱以使樣品室115維持在基本上恒定的溫度的冷卻系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)。溫度控制器410優(yōu)選地包括恒溫器或類似裝置以調(diào)節(jié)溫控圓板302的溫度。調(diào)節(jié)溫控圓板302的溫度包括從溫控圓板302去除廢熱。調(diào)節(jié)溫控圓板302的溫度還能夠包括將由溫度控制器410產(chǎn)生的熱供應(yīng)給溫控圓板302。對于具有被直接安裝在樣品室115下方的透鏡系統(tǒng)108的、諸如TEM系統(tǒng)的帶電粒子束系統(tǒng)，溫控裝置402被布置在透鏡系統(tǒng)108與樣品室115之間以控制透鏡系統(tǒng)108與樣品室115之間的熱傳遞。如果樣品室115需要與透鏡或作為系統(tǒng)中的熱漂移的源的其他發(fā)熱元件熱隔離，則溫控裝置302和溫控裝置402 二者皆能夠被用在相同的系統(tǒng)中。如在本文中所使用的那樣，術(shù)語“基本上恒定的溫度”意指無變化的溫度，或變化足夠地小使得在系統(tǒng)中不存在由于溫度變化而導(dǎo)致的熱漂移的溫度，或變化足夠地小使得由于溫度變化而導(dǎo)致的系統(tǒng)中的熱漂移對于正由系統(tǒng)執(zhí)行的分析而言在可接受的范圍內(nèi)的溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，熱漂移不大于每分鐘0.5納米。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，熱漂移不大于每分鐘0.1納米。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的方法包括:提供包括帶電粒子束、透鏡系統(tǒng)以及樣品室的帶電粒子束鏡筒；在透鏡系統(tǒng)與樣品室之間布置溫控裝置以控制透鏡系統(tǒng)與樣品室之間的熱傳遞；以及控制溫控裝置的溫度以減少或者消除布置在樣品室內(nèi)的樣品的位置相對于帶電粒子束的位置的熱漂移。在一些實(shí)施例中，控制溫控裝置的溫度還包括使溫控裝置維持在基本上恒定的溫度。而在一些實(shí)施例中，控制溫控裝置的溫度還包括使溫控裝置維持在樣品室的溫度的5攝氏度以內(nèi)的溫度。在一些實(shí)施例中，控制溫控裝置的溫度還包括使溫控裝置維持在與樣品室的溫度基本上相同的溫度。在一些實(shí)施例中，使溫控裝置維持在基本上恒定的溫度還包括使所述溫控裝置維持在17攝氏度與25攝氏度之間。在一些實(shí)施例中，粒子束的熱漂移不超過每分鐘0.5納米。而在一些實(shí)施例中，粒子束的熱漂移不超過每分鐘0.1納米。在一些實(shí)施例中，控制溫控裝置的溫度還包括將熱從溫控裝置導(dǎo)引到散熱裝置。而在一些實(shí)施例中，控制溫控裝置的溫度還包括將熱從熱源導(dǎo)弓I到溫控裝置。在一些實(shí)施例中，用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的方法還包括將絕熱空氣層布置在樣品室與溫控裝置之間。在一些實(shí)施例中，帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的設(shè)備包括:溫控裝置，其被布置在帶電粒子束鏡筒的透鏡系統(tǒng)與該帶電粒子束鏡筒的樣品室之間；以及與溫控裝置熱通信的溫度控制器，其包括用于控制透鏡系統(tǒng)與樣品室之間的熱傳遞以減少或者消除帶電粒子束系統(tǒng)的熱漂移的裝置。在一些實(shí)施例中，溫度控制器包括恒溫器和散熱裝置。在一些實(shí)施例中，散熱裝置包括在帶電粒子束系統(tǒng)外部并且將廢熱排出到環(huán)境空氣中的散熱器。而在一些實(shí)施例中，散熱裝置包括在帶電粒子束系統(tǒng)外部的冷卻單元或制冷單元。在一些實(shí)施例中，用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的設(shè)備還包括在樣品室與溫控裝置之間的絕熱空氣層。在一些實(shí)施例中，帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，帶電粒子束系統(tǒng)包括帶電粒子源、包括透鏡系統(tǒng)的聚焦鏡筒、包括樣品的樣品室以及布置在透鏡系統(tǒng)與樣品室之間以控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞的溫控裝置。在一些實(shí)施例中，帶電粒子束系統(tǒng)還包括與溫控裝置熱通信以控制所述溫控裝置的溫度的溫度控制器。而在一些實(shí)施例中，溫度控制器包括恒溫器和散熱裝置。在一些實(shí)施例中，散熱裝置包括在帶電粒子束系統(tǒng)外部并且將廢熱排出到環(huán)境空氣中的散熱器。在一些實(shí)施例中，散熱裝置包括在帶電粒子束系統(tǒng)外部的冷卻單元或制冷單元。
在一些實(shí)施例中，帶電粒子束系統(tǒng)還包括布置在樣品室與溫控裝置之間的絕熱空氣層。而在一些實(shí)施例中，帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。盡管已經(jīng)對本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)理解的是，能夠在本文中進(jìn)行各種變化、替換和改造而不背離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。此外，本申請的范圍不是旨在被限于在本說明書中所描述的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法和步驟的具體實(shí)施例。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容中將容易地理解的那樣，可以根據(jù)本發(fā)明利用執(zhí)行與在本文中所描述的對應(yīng)實(shí)施例基本上相同的功能或者實(shí)現(xiàn)與其基本上相同的結(jié)果的當(dāng)前存在的或以后將開發(fā)的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求旨在將這樣的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟包括在它們的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的方法，所述帶電粒子束系統(tǒng)包括帶電粒子源、用于容納樣品的樣品室以及用于將帶電粒子束聚焦到樣品上的透鏡系統(tǒng)，所述帶電粒子束系統(tǒng)包括在所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的溫控裝置，所述方法包括控制所述溫控裝置的溫度以減少或者消除布置在所述樣品室內(nèi)的樣品的位置相對于所述帶電粒子束的位置的熱漂移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述溫控裝置的溫度還包括使所述溫控裝置維持在基本上恒定的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，控制所述溫控裝置的溫度還包括使所述溫控裝置維持在所述樣品室的溫度的5攝氏度以內(nèi)的溫度。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制所述溫控裝置的溫度還包括使所述溫控裝置維持在與所述樣品室的溫度基本上相同的溫度。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，使所述溫控裝置維持在基本上恒定的溫度包括使所述溫控裝置維持在17攝氏度與25攝氏度之間。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粒子束的漂移不超過每分鐘0.5納米。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粒子束的漂移不超過每分鐘0.1納米。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制所述溫控裝置的溫度還包括將熱從所述溫控裝置導(dǎo)弓I到散熱裝置。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制所述溫控裝置的溫度還包括將熱從熱源導(dǎo)弓I到所述溫控裝置。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括將絕熱空氣層布置在所述樣品室與所述溫控裝置之間。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。
12.一種用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 溫控裝置，其被布置在帶電粒子束鏡筒的透鏡系統(tǒng)與所述帶電粒子束鏡筒的樣品室之間；以及 與所述溫控裝置熱通信的溫度控制器，所述溫度控制器包括用于控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞以減少或者消除帶電粒子束的熱漂移的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述溫度控制器包括恒溫器和散熱裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述散熱裝置包括在所述帶電粒子束系統(tǒng)外部并且將廢熱排出到環(huán)境空氣中的散熱器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述散熱裝置包括在所述帶電粒子束系統(tǒng)外部的冷卻單元或制冷單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其還包括布置在所述樣品室與所述溫控裝置之間的絕熱空氣層。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。
18.一種帶電粒子束系統(tǒng)，其包括: 帶電粒子源； 聚焦鏡筒，所述聚焦鏡筒包括透鏡系統(tǒng)； 樣品室，所述樣品室包括樣品；以及 溫控裝置，其被布置在所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間以控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其還包括與所述溫控裝置熱通信以控制所述溫控裝置的溫度的溫度控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度控制器包括恒溫器和散熱裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述散熱裝置包括在所述帶電粒子束系統(tǒng)外部并且將廢熱排出到環(huán)境空氣中的散熱器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述散熱裝置包括在所述帶電粒子束系統(tǒng)外部的冷卻單元或制冷單元。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其還包括布置在所述樣品室與所述溫控裝置之間的絕熱空氣層。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述帶電粒子束系統(tǒng)包括電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡或聚焦離子束系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移控制。本發(fā)明涉及一種用于減少帶電粒子束系統(tǒng)中的漂移的方法和設(shè)備。所述方法包括提供包括帶電粒子束、透鏡系統(tǒng)以及樣品室的帶電粒子束鏡筒；在所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間布置溫控裝置以控制所述透鏡系統(tǒng)與所述樣品室之間的熱傳遞；以及控制所述溫控裝置的溫度以減少或者消除所述樣品室內(nèi)的樣品的位置相對于所述帶電粒子束的位置的熱漂移。
文檔編號H01J37/02GK103187223SQ20121057785
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者C.M.斯米特, J.A.M.范登厄特拉 申請人:Fei 公司