CZ2019742A3

CZ2019742A3 - Systém svazku částic a postup pro provoz systému svazku částic

Info

Publication number: CZ2019742A3
Application number: CZ2019-742A
Authority: CZ
Inventors: BjĂ¶rn Gamm; Marko Matijevic
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy Gmbh
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-06-17
Also published as: US10984983B2; DE102018131609B3; US20200185191A1; JP2020095958A; JP7284695B2; CN111293019A

Abstract

Vynález se týká systému (1) svazků částic a způsobu jeho provozu. Systém (1) svazků částic vykazuje první tubus (3) svazku částic a druhý (5) tubus svazku částic. V prvním provozním režimu systému (1) svazků částic je koncové víčko (61) s otvorem (63) v něm umístěným umístěno mimo trasu (22) prvního svazku (21) částic (například svazku elektronů) a ve druhém provozním režimu systému (1) svazků částic je koncové víčko (61) umístěno tak, že trasa (22) prvního svazku (21) částic může procházet otvorem (63) koncového víčka (61) a sekundární částice vystupující z pracovní oblasti (53) mohou procházet otvorem (63) koncového víčka (61) k detektoru (39) uvnitř prvního tubusu (3) svazku částic. Zatímco je systém (1) svazků částic v prvním provozním režimu, je prvním tubusem (3) svazku částic nasnímán obraz objektu umístěného v pracovní oblasti (53). Zatímco je systém (1) svazků částic v druhém provozním režimu, je objekt obráběn druhým svazkem (51) částic.

Description

Systém svazku částic a postup pro provoz systému svazku částic

Oblast techniky

Vynález se týká systému svazků částic pro obrábění objektu a postupu pro provoz systému svazků částic.

Úkolem tohoto vynálezu je zajistit systém svazků částic a postupu pro provoz systému svazků částic, jejichž prostřednictvím bude možné co nejpřesněji obrábět objekt.

Podstata vynálezu

Aspekt tohoto vynálezu se týká systému svazků částic pro opracování objektu. Systém svazků částic zahrnuje první tubus svazku částic a druhý tubus svazku částic se společnou pracovní oblastí. První tubus svazku částic je konfigurován pro generování prvního svazku částic, a druhý tubus svazku částic je konfigurován pro generování druhého svazku částic. Obráběný objekt je možné umístit do společné pracovní oblasti, takže je možné jak první svazek částic, tak i druhý svazek částic (současně) zaměřit na stejnou oblast objektu. Hlavní osa prvního tubusu svazku částic a hlavní osa druhého tubusu svazku částic mohou být umístěné tak, že spolu svírají úhel zhruba 54°.

První tubus svazku částic obsahuje uvnitř jeden nebo více detektorů pro detekci sekundárních částic. Pro zjednodušení popisu je v následujícím používán u detektoru pouze singulár. Sekundární částice mohou vznikat jak vzájemnou interakcí prvního svazku částic s objektem, tak i vzájemnou interakcí druhého svazku částic s objektem. V této souvislosti jsou jako sekundární částice označovány zpět rozptýlené elektrony, sekundární elektrony nebo sekundární ionty.

Systém svazků částic dále zahrnuje koncové víčko s otvorem.

Systém svazků částic může být provozován v prvním provozním režimu. V prvním provozním režimu je koncové víčko umístěné mimo trasu prvního svazku částic. Kromě toho je v prvním provozním režimu umístěno koncové víčko mimo trasu druhého svazku částic, takže koncové víčko nemá v prvním provozním režimu žádný vliv na průchod prvního svazku částic a druhého svazku částic a ani na dráhy sekundárních částic.

Systém svazků částic může být dále provozován v druhém provozním režimu. V druhém provozním režimu je koncové víčko umístěné tak, že trasa prvního svazku částic může procházet otvorem v koncovém víčku a sekundární částice vystupující ze společné pracovní oblasti mohou procházet otvorem v koncovém víčku k detektoru v prvním tubusu svazku částic. Když je první svazek částic zaměřen v druhém provozním režimu na objekt, prochází tedy první svazek částic otvorem koncového víčka. Dále pak v druhém provozním režimu procházejí otvorem koncového víčka sekundární částice, které pak procházejí k detektoru v prvním tubusu svazku částic.

První tubus svazku částic může být tubusem svazku elektronů, takže první svazek částic může být svazkem elektronů. Alternativně může být první tubus svazku částic tubusem svazku iontů, takže první svazek částic může být svazkem iontů.

Druhý tubus svazku částic může být tubusem svazku elektronů, takže druhý svazek částic může být svazkem elektronů. Alternativně může být druhý tubus svazku částic tubusem svazku iontů, takže druhý svazek částic může být svazkem iontů.

První tubus svazku částic může zahrnovat minimálně jednu elektrodu, která vytváří elektrostatické pole, přičemž elektrostatické pole je vhodné pro zpomalení nebo urychlení

- 1 CZ 2019 - 742 A3 prvního svazku částic. Elektrostatické pole může být vytvořeno tak, že se minimálně část pole nachází mezi výstupním otvorem, kterým může první svazek částic vystupovat z prvního tubusu svazku částic, a objektem (23), přičemž je systém svazků částic v prvním provozním režimu. Díky tomu má elektrostatické pole dále i ten účinek, že sekundární částice vystupující z objektu k detektoru umístěnému v prvním tubusu svazku částic jsou takto urychlovány, čímž je možné detekovat vysoké množství sekundárních částic. To má za následek, že první tubus svazku částic disponuje v prvním provozním režimu velmi vysokým rozlišením pro pořizování snímků objektu. Elektrostatické pole však má přitom tu nevýhodu, že působí i na druhý svazek částic a ovlivňuje tak průchod paprsku druhého svazku částic, v prvním provozním režimu je tedy elektrostatickým polem snížena přesnost, s jakou je možné zaměřit druhý svazek částic na objekt.

V druhém provozním režimu je síla elektrostatického pole ve společné pracovní oblasti snížena umístěním koncového víčka mezi první tubus svazku částic a objekt, takže vliv elektrostatického pole na druhý svazek částic je ve druhém provozním režimu menší než v prvním provozním režimu. V souladu s tím je možné v druhém provozním režimu zaměřit druhý svazek částic na objekt s vyšší přesností. Ačkoli je v druhém provozním režimu elektrostatické pole ve společné pracovní oblasti ve srovnání s prvním provozním režimem slabší, jsou i tak sekundární částice v dostatečné míře urychlovány k detektoru umístěnému v prvním tubusu svazku částic, takže i během druhého provozního režimu mohou být tyto sekundární částice detektorem detekovány.

Systém svazků částic tak zajišťuje první provozní režim, ve kterém pracuje s vysokou přesností první tubus svazku částic, a druhý provozní režim, ve kterém pracuje s vysokou přesností druhý tubus svazku částic. Takto mohou být během prvního provozního režimu použity detekované sekundární částice pro vytvoření obrazových dat, která reprezentují vysoce přesný obraz objektu. Tato obrazová data mohou pak být použita pro řízení druhého svazku částic, respektive druhého tubusu svazku částic v druhém provozním režimu, ve kterém je možné zaměřit na objekt s velmi vysokou přesností druhý svazek částic.

Pro řízení průběhu může být systém svazků částic vybaven řízením, které je konfigurováno tak, aby systém svazků paprsků ovlivňovalo tak, aby byl prováděn zde popsaný postup.

Další aspekt předkládaného vynálezu se týká postupu pro provozování systému svazků částic, zejména pro provozování zde popsaného systému svazků částic. Postup zahrnuje první sekvenci a druhou sekvenci. Na začátku první sekvence je systém svazků částic uveden do prvního provozního režimu, takže všechny další kroky prováděné v první sekvenci jsou prováděné v prvním provozním režimu. Na začátku druhé sekvence je systém svazků částic uveden do druhého provozního režimu, takže všechny další kroky prováděné v druhé sekvenci jsou prováděné v druhém provozním režimu.

Podle příkladem uvedené formy provedení zahrnuje první sekvence detekování sekundárních částic vystupujících z objektu umístěného ve společné pracovní oblasti minimálně jedním detektorem umístěným v prvním tubusu svazku částic, přičemž systém svazků částic se nachází v prvním provozním režimu. Takto je možné vytvořit během první sekvence vysoce přesný obraz objektu. Druhá sekvence zahrnuje obrábění objektu druhým svazkem částic, zatímco je systém svazků částic v druhém provozním režimu, a to zejména na základě sekundárních částic zachycených v první sekvenci. Objekt tak může být druhým svazkem částic obráběn s vysokou přesností, zejména na základě obrazu, který je založený na sekundárních částicích zachycených s vysokou přesností během první sekvence.

Podle další formy provedení zahrnuje postup dále vytvoření elektrostatického pole prvním tubusem svazku částic po dobu první a druhé sekvence, přičemž je toto pole vhodné pro zpomalování nebo urychlování prvního svazku částic. Elektrostatické pole zpomalující svazek částic má dva důležité účinky. Zaprvé mohou částice prvního svazku částic procházet prvním tubusem svazku částic předtím, než z něj vystoupí, s vysokou kinetickou energií (například 10 ke V). Tím je redukován vliv Coulombovy interakce mezi částicemi prvního svazku částic, což

-2CZ 2019 - 742 A3 vede k vyšší přesnosti prvního tubusu svazku částic. Částice prvního svazku částic zpomalené elektrostatickým polem nepoškozují objekt nebo ho poškozují jen minimálně, protože jsou částice prvního svazku částic zpomalené elektrostatickým polem. Elektrostatické pole urychlující svazek částic může přispět ke zlepšení/změně kontrastu snímaného obrazu objektu, zejména pokud je na objekt zavedeno kladné napětí.

Dalším důležitým účinkem elektrostatického pole je, že jsou sekundární částice, vytvářené při vzájemné interakci prvního svazku částic a/nebo druhého svazku částic s objektem urychlovány k minimálně jednomu detektoru umístěnému v prvním tubusu svazku částic, tím je umožněno detekovat velké množství vzniklých sekundárních částic, což zvyšuje přesnost obrazu objektu, který je možné s využitím detekovaných sekundárních částic vytvořit.

Po dobu vytváření elektrostatického pole je elektrické napětí, respektive elektrická napětí respektive elektrický potenciál respektive elektrické potenciály, které jsou zavedeny na elektrodu (elektrody) (a objekt) s cílem vytvoření elektrostatického pole, udržována/y v podstatě konstantní. Vzhledem k tomu není potřebné napětí, respektive potenciály během první a druhé sekvence měnit.

Elektrostatické pole je možné vytvořit tak, aby se alespoň část pole nacházela mezi výstupním otvorem, kterým může vystupovat první svazek částic z prvního tubusu svazku částic, a objektem, zatímco systém svazků částic se nachází v prvním provozním režimu. Takto mohou být efektivně detekovány sekundární částice vystupující z objektu.

Ve druhém provozním režimu je mezi prvním tubusem svazku částic a objektem umístěno koncové víčko. Například může být koncové víčko umístěno mezi výstupním otvorem prvního tubusu svazku částic a objektem, aby byl systém svazků částic nastaven do druhého provozního režimu. Tím je snížena síla elektrostatického pole v pracovní oblasti ve srovnání s případem, při kterém je systém svazků částic v prvním provozním režimu. Tímto se sníží síla elektrostatického pole ve společné pracovní oblasti, které negativně ovlivňuje přesnost druhého tubusu svazku částic v druhém provozním režimu.

Podle jedné formy provedení zahrnuje první sekvence dále to, že je systém svazků částic uveden do prvního provozního režimu. Například je systém svazků částic uveden do prvního provozního režimu tím, že je koncové víčko umístěno mimo trasu paprsku prvního svazku částic.

Podle příkladu formy provedení zahrnuje dále druhá sekvence to, že je systém svazků částic uveden do druhého provozního režimu. Například je systém svazků částic uveden do druhého provozního režimu tím, že je koncové víčko umístěno mezi první tubus svazku částic a pracovní oblast.

Podle dalších příkladů formy provedení může první sekvence zahrnovat následující další kroky: vytvoření obrazových dat, která reprezentují obraz objektu, na základě sekundárních částic detekovaných v první sekvenci; a/nebo zaměření druhého svazku částic a/nebo prvního svazku částic na objekt, zatímco je systém svazků částic v prvním provozním režimu, aby byly vygenerovány sekundární částice vystupující z objektu; a/nebo obrábění objektu druhým svazkem částic, zatímco je systém svazků částic v prvním provozním režimu. Tyto kroky mohou být prováděny během první sekvence postupně nebo současně a opakovaně.

Podle dalších příkladů formy provedení zahrnuje druhá sekvence následující další kroky: detekování sekundárních částic vystupujících z objektu a procházejících otvorem koncového víčka pomocí minimálně jednoho detektoru umístěného do prvního tubusu svazku částic, zatímco je systém svazků částic v druhém provozním režimu; a/nebo vytvoření obrazových dat, která reprezentují obraz objektu, založených na sekundárních částicích detekovaných v druhé sekvenci; a/nebo zaměření druhého svazku částic a/nebo prvního svazku částic procházejícího otvorem koncového víčka na objekt, zatímco je systém svazků částic v druhém provozním režimu, aby

-3CZ 2019 - 742 A3 byly vygenerovány sekundární částice vystupující z objektu. Tyto kroky druhé sekvence mohou být prováděny během první sekvence postupně nebo současně a opakovaně.

Podle dalších forem provedení je první sekvence provedena před, zejména pak bezprostředně před druhou sekvencí. Dále nebo alternativně může být první sekvence provedena po, zejména bezprostředně po druhé sekvenci. První sekvence tedy může být provedena před druhou sekvencí a/nebo po ní a zejména může být s druhou sekvencí prováděna opakovaně. V souladu s tím tedy mohou být první a druhá sekvence například opakovaně prováděny střídavě jedna po druhé. Postup může například skončit tehdy, pokud je splněna podmínka pro ukončení.

Objasnění výkresů

Formy provedení vynálezu jsou v následujícím blíže objasněny s použitím obrázků. Obrázky přitom zobrazují následující:

obrázek 1 systém svazků částic podle jedné formy provedení v prvním provozním režimu;

obrázek 2 první zobrazení systému svazků částic zobrazeného na obrázku 1 v druhém provozním režimu;

obrázek 3 druhé zobrazení systému svazků částic zobrazeného na obrázku 1 v druhém provozním režimu;

obrázek 4 možné kroky postupu pro provoz systému svazků částic zobrazeného na obrázcích 1 až 3; a obrázek 5 další formu provedení postupu pro provoz systému svazků částic zobrazeného na obrázcích 1 až 3.

Příklady uskutečnění vynálezu

Obrázek 1 zobrazuje systém 1 svazků částic podle jedné formy provedení v prvním provozním režimu. Systém 1 svazků částic zahrnuje první tubus svazku částic. V představeném příkladu je první tubus svazku částic tubusem 3 svazku elektronů, který je konfigurován jako rastrový elektronový mikroskop. Systém 1 svazků částic zahrnuje dále druhý tubus svazku částic. V představeném příkladu je druhý tubus svazku částic tubusem 5 svazku iontů. Prvním tubusem svazku částic však může být i tubus svazku iontů; a druhým tubusem svazku částic může být i tubus svazku elektronů.

Tubus 3 svazku elektronů zahrnuje zdroj 7 částic, kondenzorovou čočku 9, booster 11 a čočku 13 objektivu. Zdroj 7 částic zahrnuje katodu F5, potlačovací elektrodu 17 a extrakční elektrodu 19.

Zdrojem 7 částic je generován svazek 21 elektronů, který prochází mezi katodou 15 a povrchem pozorovaného, respektive obráběného objektu 23.

Svazek 21 elektronů prochází přes kondenzorovou čočku 9, booster 11 a čočku 13 objektivu. Tubus 3 svazku elektronů, zejména čočka 13 objektivu, je konfigurována tak, aby byl svazek 21 elektronů fokusován na rovinu 25 objektu, ve které je umístěný, respektive ve které je možno umístit objekt 23.

Booster lije konfigurován k tomu, aby obklopil část svazku 21 elektronů, takže boosterem JJ_ mohou procházet elektrony svazku 21 elektronů s vysokou kinetickou energií, například s kinetickou energií 10 keV. Tím jsou minimalizovány sférické a chromatické aberace svazku 21

-4CZ 2019 - 742 A3 elektronů a redukován vliv rušivých polí.

Čočka 13 objektivu zahrnuje vnitřní pólový díl 27, vnější pólový díl 29 a budicí cívku 31, za účelem vytvoření magnetického pole v mezeře 33 mezi vnitřním pólovým dílem 27 a vnějším pólovým dílem 29. Čočka 13 objektivu zahrnuje dále první elektrodu 35, která je tvořená koncovou částí boosteru 11 na straně objektu, a druhou elektrodu 37, která je umístěná na koncové části vnějšího pólového dílu 29 přivrácené k objektu. Čočka 13 objektivu tak představuje kombinovanou magnetickou a elektrostatickou čočku objektivu. Druhá elektroda 37 může být elektricky izolovaná od vnějšího pólového dílu 29, takže může být do druhé elektrody 37 zaveden elektrický potenciál, který se liší od potenciálu, který je zaveden na vnější pólový díl 29.

Tubus 3 svazku elektronů zahrnuje dále první detektor 39 pro detekování sekundárních částic (zejména sekundárních elektronů), přičemž je první detektor 39 umístěn uvnitř boosteru 11, a tedy i uvnitř tubusu 3 svazku elektronů. První detektor 39 je konfigurován tak, aby detekoval sekundární částice vznikající při vzájemné interakci svazku 21 elektronů s objektem 23, které přes výstupní otvor 41 tubusu 3 svazku elektronů na straně objektu proniknou dovnitř tubusu 3 svazku elektronů a zasáhnou první detektor 39. Příklad trajektorie 43 sekundárního elektronu je zobrazen čárkovanou čarou.

Tubus 3 svazku elektronů zahrnuje uvnitř boosteru 11 druhý detektor 45 pro detekování sekundárních částic. Druhý detektor je konfigurován tak, aby detekoval sekundární částice (zejména zpět rozptýlené elektrony), které vystupují z objektu 23 a procházejí výstupním otvorem 41 dovnitř čočky 13 objektivu a otvorem 47 v prvním detektoru 39 na druhý detektor 45. Příklad trajektorie 49 zpětně rozptýleného elektronu je zobrazen čárkovanou čarou.

Na první elektrodu 35 může být zaveden první elektrický potenciál a na druhou elektrodu 37 může být zaveden druhý elektrický potenciál, který je menší než první elektrický potenciál. Tím je svazek 21 elektronů po průchodu boosterem 11 před výstupem z tubusu 3 svazku elektronů přes výstupní otvor 41 zpomalen, tzn. je snížena kinetická energie elektronů svazku 21 částic. Alternativně může být na první elektrodu 35 zaveden první elektrický potenciál a na druhou elektrodu 37 může být zaveden druhý elektrický potenciál, který je větší než první elektrický potenciál. Tím je svazek 21 elektronů po průchodu boosterem 11 před výstupem z tubusu 3 svazku elektronů přes výstupní otvor 41 urychlen, tzn. je zvýšena kinetická energie elektronů svazku 21 částic.

Navíc může být na objekt 23 zaveden třetí elektrický potenciál, který je menší nebo větší než druhý potenciál druhé elektrody 37.

Zavedením výše uvedených elektrických potenciálů na první elektrodu 35 a druhou elektrodu 37 (a objekt 23) může být vytvořeno elektrostatické pole, které vede k tomu, že jsou sekundární částice, zejména sekundární elektrony a zpětně rozptýlené elektrony, vznikající při interakci svazku 21 elektronů s objektem 23, urychlovány k výstupnímu otvoru 41 a procházejí výstupním otvorem 41 do vnitřku tubusu 3 svazku elektronů a zde pokračují dál, až zasáhnou první detektor 39 nebo druhý detektor 45. Tím je možné přivést k prvnímu detektoru 39 a druhému detektoru 45 velké množství sekundárních částic, výsledkem toho je, že může tubus 3 svazku elektronů v této konfiguraci analyzovat objekt 23 s velmi vysokým prostorovým rozlišením.

Tubus 5 svazku iontů je konfigurován tak, aby generoval svazek 51 iontů, který je vhodný pro obrábění objektu 23, zejména pro úběr materiálu z objektu 23 nebo při přivedení procesního plynu k vylučování materiálu na objektu 23. Tubus 3 svazku elektronů a tubus 5 svazku iontů mají společnou pracovní oblast 53, ve které se protíná hlavní osa 55 tubusu 3 svazku elektronů s hlavní osou 57 tubusu 5 svazku iontů. Tubus 5 svazku iontů zahrnuje deflektory 59, které vychylují svazek 51 iontů tak, aby bylo možné obrábět různá místa na objektu 23.

-5 CZ 2019 - 742 A3

Svazek 51 iontů prochází elektrostatickým polem, které je první elektrodou 35 a druhou elektrodou 37 vytvářeno mezi druhou elektrodou 37 a objektem 23. To má za následek, že je svazek 51 iontů po výstupu z tubusu 5 svazku iontů tímto elektrostatickým polem vychýlen, což se negativně projevuje na přesnosti, s jakou je možné zaměřit svazek 51 iontů na objekt 23.

Systém J_ svazků částic zahrnuje dále koncové víčko 61. Koncové víčko 61 vykazuje otvor 63, který může být menší než výstupní otvor 41 tubusu 3 svazku elektronů. Koncové víčko 61 je spojené s polohovacím zařízením 65, které je konfigurováno tak, aby polohovalo koncové víčko 61 mimo trasu 22 svazku 21 elektronů (a mimo trasu svazku 51 iontů), takže koncové víčko 61 pak neomezuje trasu 22 svazku 21 elektronů, trasu svazku 51 iontů a trajektorie 43, 49 sekundárních částic výstupním otvorem 41. Na obrázku 1 zobrazený stav systému 1 svazků částic, ve kterém je koncové víčko 61 umístěno tak, že neomezuje trasy svazku 21 elektronů a svazku 51 iontů ani trajektorie sekundárních částic procházejících výstupním otvorem 41, je označován jako první provozní režim systému 1 svazků částic.

Obrázek 2 zobrazuje výřez systému 1 svazků částic zobrazeného na obrázku 1 v druhém provozním režimu. V druhém provozním režimu systému 1 svazků částic je koncové víčko 61 umístěno tak, aby mohla trasa 22 svazku 21 elektronů procházet otvorem 63 koncového víčka 61 a aby mohly sekundární částice vystupující ze společné pracovní oblasti 53 procházet otvorem 63 koncového víčka 61 k detektoru 39. V druhém provozním režimu systému 1 svazků částic je koncové víčko 61 umístěno mezi tubusem 3 svazku elektronů a objektem 23, zejména mezi čočkou 13 objektivu a objektem 23, a dále zejména mezi druhou elektrodou 37 a objektem 23. Polohovací zařízení 65 je konfigurováno tak, aby odpovídajícím způsobem polohovalo koncové víčko 61 tak, aby mohl být systém svazků částic uveden z prvního provozního režimu do druhého provozního režimu a z druhého provozního režimu do prvního provozního režimu.

V druhém provozním režimu systému 1 svazků částic může být svazek 21 elektronů i nadále zaměřen otvorem 63 koncového víčka 61 do společné pracovní oblasti 53 na objekt 23. Kromě toho může být i nadále zaměřen svazek 51 iontů do společné pracovní oblasti 53 na objekt 23. Jinými slovy existuje i v druhém provozním režimu společná pracovní oblast 53 tubusu 3 svazku elektronů a tubusu 5 svazku iontů.

V druhém provozním režimu systému 1 svazků částic způsobí koncové víčko 61, že elektrostatické pole vytvořené první elektrodou 35 a druhou elektrodou 37 mezi elektrodou 37 a objektem 23 ve společné pracovní oblasti 53 bude slabší v porovnání s případem, ve kterém se systém 1 svazků částic nachází v prvním provozním režimu. Koncové víčko 61 elektrostatické pole sice oslabí, přesto však otvorem 63 koncového víčka 61 prochází v porovnání s prvním provozním režimem oslabené elektrostatické pole, takže sekundární částice vystupující z objektu 23 mohou být stejně jako předtím, i když ne tak efektivně, urychlovány k výstupnímu otvoru 41 tubusu 3 svazku elektronů, a tím i k prvnímu detektoru 39 a druhému detektoru 45. Proto je rozlišení tubusu 3 svazku elektronů dosažitelné v druhém provozním režimu menší než v prvním provozním režimu.

Na druhé straně působí elektrostatické pole, které je ve srovnání s prvním provozním režimem oslabené, ve druhém provozním režimu slaběji na trasu svazku 51 iontů, takže je možné zaměřit svazek iontů na objekt 23 s vyšší přesností ve srovnání s prvním provozním režimem.

Jak v prvním provozním režimu systému 1 svazků částic zobrazeném na obrázku 1, tak i v druhém provozním režimu systému 1 svazků částic zobrazeném na obrázku 2, mohou být svazek 21 elektronů a svazek 51 iontů zaměřeny postupně nebo současně na stejnou oblast objektu 23, aby byla na jedné straně vytvořena na základě detekovaných sekundárních částic obrazová data, která reprezentují obraz objektu 23, a na druhé straně bylo zajištěno obrábění objektu 23 svazkem 51 iontů. Sekundární částice, které jsou používány pro vytvoření obrazových dat, mohou vznikat interakcí svazku 21 elektronů s objektem 23 nebo interakcí svazku 51 iontů s objektem 23 nebo interakcí jak svazku 21 elektronů, tak i svazku 51 iontů s objektem 23.

- 6 CZ 2019 - 742 A3

Systém 1 svazků částic může dále zahrnovat na obrázcích nezobrazené řízení, které může řídit tubus 3 svazku elektronů, tubus 5 svazku iontů a polohovací zařízení 65. Zejména je řízení konfigurováno tak, aby uvedlo systém J_ svazků částic do prvního provozního režimu. K tomu dojde tím, že je koncové víčko 61 umístěno mimo trasu 22 svazku 21 elektronů, jak je příkladem zobrazeno na obrázku 1. Dále může řízení uvést systém J_ svazků částic do druhého provozního režimu. K tomu dojde tím, že je koncové víčko umístěno mezi tubus 3 svazku elektronů a společnou pracovní oblast 53. Zejména je koncové víčko 61 umístěno tak, aby trasa 22 svazku 21 elektronů mohla procházet otvorem 63 koncového víčka 61 a aby sekundární částice vystupující ze společné pracovní oblasti 53 mohly procházet otvorem 63 koncového víčka 61 k některému z detektorů 39, 45 tubusu 3 svazku elektronů.

Dále je řízení konfigurováno tak, aby systém 1 svazků částic řídilo tak, aby prováděl zde popsané postupy.

Na obrázcích 1 a 2 je objekt 23 zobrazen v podstatě s ortogonální orientací vůči prvnímu tubusu svazku částic (tubusu 3 svazku elektronů). V různých aplikacích systému 1 svazků částic však může být objekt 23 orientován v podstatě ortogonálně k druhému tubusu svazku částic (tubusu 5 svazku iontů). Jak první sekvence, tak i druhá sekvence může zahrnovat, aby byl objekt polohován tak, aby byl objekt orientován v podstatě ortogonálně k hlavní ose 55 prvního tubusu 3 svazku částic nebo v podstatě ortogonálně k hlavní ose 57 druhého tubusu 5 svazku částic.

Na obrázku 3 je zobrazen výřez systému 1 svazků částic v druhém provozním režimu, přičemž objekt 23 je orientován v podstatě ortogonálně k druhému tubusu svazku částic (tubusu 5 svazku iontů). Namísto způsobu zobrazeného na obrázcích 1 a 2 může být výhodné umístit polohovací zařízení 65 podél směru, který je šikmý (zejména v podstatě ortogonální) na hlavní osu 55 prvního tubusu svazku částic (tubusu 3 svazku elektronů) a je šikmý (zejména v podstatě ortogonální) na hlavní osu 57 druhého tubusu svazku částic (tubusu 5 svazku iontů), jak je zobrazeno na obrázku 3. Tím je možné zabránit kolizi mezi objektem 23 a polohovacím zařízením 65. Orientace objektu 23 však není omezena na v podstatě ortogonální orientaci vůči prvnímu tubusu 3 svazku částic a/nebo druhému tubusu 5 svazku částic. Místo toho může mít objekt 23 každou myslitelnou/možnou orientaci. Zejména může objekt 23 v první sekvenci setrvat v relativní orientaci vůči prvnímu tubusu 3 svazku částic a/nebo druhému tubusu 5 svazku částic nebo může být ustaven s odlišnou orientací. Dále může objekt 23 i v druhé sekvenci setrvat v relativní orientaci vůči prvnímu tubusu 3 svazku částic a/nebo druhému tubusu 5 svazku částic nebo může ustaven s odlišnou orientací. Zejména se mohou orientace v první a druhé sekvenci navzájem lišit nebo mohou být shodné.

Ve vztahu k obrázkům 4 a 5 jsou dále popsány postupy, které mohou být se systémem 1 svazků částic prováděny. Obrázek 4 zobrazuje příklad sestavy kroků, které mohou být součástí postupu.

Příklad postupu zahrnuje první sekvenci SI a druhou sekvenci S2. Kroky první sekvence jsou prováděny, zatímco je systém 1 svazků částic v prvním provozním režimu; a kroky druhé sekvence jsou prováděny, zatímco je systém 1 svazků částic v druhém provozním režimu. Výjimkou z toho jsou pouze přechody systému svazků částic mezi provozními režimy.

První sekvence SI může jako první krok Sil zahrnovat nastavení systému 1 svazků částic do prvního provozního režimu. V prvním provozním režimu pracuje tubus 3 svazku elektronů z důvodu silného (ve srovnání s druhým provozním režimem) elektrostatického pole mezi tubusem 3 svazku elektronů a objektem 23 (resp. ve společné provozní oblasti 53) s velmi vysokou přesností. Oproti tomu pracuje tubus 5 svazku iontů z důvodu silného elektrostatického pole se sníženou přesností ve srovnání s druhým provozním režimem.

Poté, co byl systém 1 svazků částic nastaven do prvního provozního režimu SIL mohou být v první sekvenci provedeny kroky popsané v následujícím. Například je na objekt 23 namířen

-7 CZ 2019 - 742 A3 svazek 21 elektronů nebo svazek 51 iontů nebo oba, aby byly vygenerovány sekundární částice S12. Sekundární částice mohou být detekovány pomocí detektorů 39, 45 umístěných v tubusu 3 svazku elektronů S13. Na základě těchto detekovaných sekundárních částic mohou být vytvořena obrazová data, která reprezentují obraz objektu 23, S14. Na základě obrazových dat je možné posuzovat a řídit postup obrábění objektu 23.

Předtím, poté nebo současně může být na objekt 23 namířen svazek iontů, aby ho obráběl, tzn. aby z něj byl odebírán materiál nebo aby na něj byl za přívodu procesního plynu materiál nanášen S15.

Po dobu trvání první sekvence může být mezi tubusem 3 svazku elektronů a objektem 23. (respektive ve společné pracovní oblasti 53) vytvářeno elektrostatické pole SO, které přispívá ke zlepšení detekce sekundárních částic (S13).

V závislosti na případu použití zahrnuje první sekvence SI pouze části výše popsaných kroků S12 až S14. Například není během první sekvence objekt 23 obráběn svazkem 51 iontů; namísto toho jsou pouze vytvářena obrazová data objektu 23, S14, když jsou detekovány sekundární částice S13, které jsou vytvářené prostřednictvím svazku 21 elektronů a/nebo svazku 51 iontů S12. Přitom je zde tedy jen využita výhoda prvního provozního režimu, díky které pracuje tubus 3 svazku elektronů s velmi vysokou přesností.

Kroky první sekvence SI mohou být v rámci první sekvence prováděny víckrát, zejména mohou být opakovány. Například je nejdříve namířen na objekt svazek 21 elektronů S12, aby byla vytvořena obrazová data S14. Na základě obrazových dat jsou stanoveny parametry pro následné obrábění objektu svazkem iontů v rámci první sekvence S15. Po obrobení objektu 23 v první sekvenci svazkem 51 iontů S15 může být na objekt opět namířen svazek 21 elektronů S12, aby byla opět vytvořena obrazová data S14, jejichž prostřednictvím bude objekt znovu obráběn svazkem 51 iontů S15. V souladu s tím mohou být kroky první sekvence SI víckrát opakovány před tím, než je první sekvence SI ukončena a je pokračováno druhou sekvencí S2.

Před první sekvencí SI a/nebo po ní může být provedena druhá sekvence S2.

Druhá sekvence S2 může jako první krok zahrnovat nastavení systému 1 svazků částic do druhého provozního režimu S21. V druhém provozním režimu pracuje tubus 3 svazku elektronů z důvodu slabého (ve srovnání s prvním provozním režimem) elektrostatického pole mezi tubusem 3 svazku elektronů a objektem 23 (respektive ve společné pracovní oblasti 53) s nižší přesností. Oproti tomu pracuje tubus 5 svazku iontů z důvodu slabšího elektrostatického pole s velmi vysokou přesností ve srovnání s prvním provozním režimem.

Poté, co byl systém 1 svazků částic nastaven do druhého provozního režimu S21, mohou být v druhé sekvenci S2 prováděny kroky popsané v následujícím. Například je na objekt 23 namířen svazek 21 elektronů nebo svazek 51 iontů nebo oba, aby byly vygenerovány sekundární částice S22. Sekundární částice mohou být detekovány pomocí detektorů 39, 45 umístěných v tubusu 3 svazku elektronů S23. Na základě těchto detekovaných sekundárních částic mohou být vytvořena obrazová data, která reprezentují obraz objektu 23, S24. Na základě obrazových dat je možné posuzovat a řídit postup obrábění objektu 23.

Předtím, poté nebo současně může být na objekt 23 namířen svazek iontů, aby ho obráběl, tzn. aby z něj byl odebírán materiál nebo aby na něj byl za přívodu procesního plynu materiál nanášen S25.

Po dobu trvání druhé sekvence S2 může být mezi tubusem 3 svazku elektronů a objektem 23 (respektive ve společné pracovní oblasti 53) vytvářeno elektrostatické pole S0, které je ve společné pracovní oblasti koncovým víčkem ve srovnání s prvním provozním režimem oslabeno, ale přesto přispívá ke zlepšení detekce sekundárních částic.

-8CZ 2019 - 742 A3

V závislosti na případu použití zahrnuje druhá sekvence S2 pouze části výše popsaných kroků S22 až S25. Například je během druhé sekvence S2 objekt 23 pouze obráběn svazkem 51 iontů S25; a nejsou vytvářena žádná obrazová data objektu 23, S24. Přitom je zde tedy jen využita výhoda druhého provozního režimu, díky které pracuje tubus 5 svazku iontů s velmi vysokou přesností.

Kroky druhé sekvence S2 mohou být v rámci druhé sekvence S2 prováděny víckrát a zejména mohou být opakovány. Například je nejdříve namířen na objekt svazek 21 elektronů, aby byla vytvořena obrazová data S22. Na základě obrazových dat jsou stanoveny parametry pro následné obrábění objektu svazkem iontů v rámci druhé sekvence S25. Po obrobení objektu 23 v druhé sekvenci svazkem 51 iontů S25 může být na objekt opět namířen svazek 21 elektronů S22, aby byla opět vytvořena obrazová data S24, jejichž prostřednictvím bude objekt znovu obráběn svazkem 51 iontů S25. V souladu s tím mohou být kroky druhé sekvence S2 víckrát opakovány před tím, než je druhá sekvence S2 ukončena a je pokračováno první sekvencí Sl.

Obrazová data získaná v první sekvenci SI, S14 mohou být použita pro řízení svazku 21 elektronů a/nebo svazku 51 iontů v první a druhé sekvenci S12, S15, S22, S25. Stejně tak mohou být obrazová data vytvořená v druhé sekvenci S2, S24 použita pro řízení svazku 21 elektronů a/nebo svazku 51 iontů v první a druhé sekvenci S12, S15, S22, S25.

Obrázek 5 zobrazuje další příklad postupu pro provoz systému 1 svazků částic. Postup začíná tím, že jsou provedeny kroky první sekvence. Po první sekvenci je zkontrolováno, zdaje splněná první podmínka ukončení. První podmínka ukončení závisí na tom, jaký druh objektu má být vytvořen, respektive na tom, jak má být objekt obráběn. Například je na základě obrazových dat zaznamenaných v první sekvenci posouzeno, že objekt vykazuje požadovaný vzhled. První podmínka ukončení může spočívat i v tom, aby byl objekt obroben nebo analyzován v předem definovaném rozsahu.

Když je první podmínka ukončení splněna, postup končí. Pokud není první podmínka ukončení splněna, jsou provedeny kroky druhé sekvence.

Po provedení kroků druhé sekvence je zkontrolováno, zdaje splněna druhá podmínka ukončení. Druhá podmínka ukončení může být rovna první podmínce ukončení, může se však od první podmínky ukončení i lišit.

Pokud z kontroly druhé podmínky ukončení vyplyne, že je druhá podmínka ukončení splněná, je postup ukončen. Pokud z kontroly druhé podmínky ukončení vyplyne, že není druhá podmínka ukončení splněná, pokračuje postup první sekvencí.

Podle obměny postupu zobrazeného na obrázku 5 může být kontrola první nebo druhé podmínky ukončení vypuštěna.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Postup pro provozování systému (1) svazků částic, přičemž systém (1) svazků částic zahrnuje první tubus (3) svazku částic a druhý tubus (5) svazku částic se společnou pracovní oblastí (53), přičemž první tubus (3) svazku částic je konfigurován tak, aby vytvářel první svazek (21) částic, a přičemž druhý tubus (5) svazku částic je konfigurován tak, aby vytvářel druhý svazek (51) částic;

-9CZ 2019 - 742 A3 přičemž první tubus (3) svazku částic zahrnuje uvnitř prvního tubusu (3) svazku částic umístěný detektor (39, 45) pro detekování sekundárních částic;

přičemž systém (1) svazků částic zahrnuje dále koncové víčko (61) s otvorem (63) v něm umístěným, přičemž je koncové víčko (61) v prvním provozním režimu systému (1) svazků částic umístěno mimo trasu (22) prvního svazku (21) částic a přičemž je koncové víčko (61) v druhém provozním režimu systému (1) svazků částic umístěno tak, aby trasa (22) prvního svazku (21) částic mohla procházet otvorem (63) koncového víčka (61) a aby mohly sekundární částice vystupující z pracovní oblasti (53) procházet otvorem (63) koncového víčka (61) k detektoru (39, 45), přičemž postup zahrnuje první sekvenci a druhou sekvenci; přičemž první sekvence zahrnuje:

- detekování sekundárních částic vycházejících z objektu (23) umístěného v pracovní oblasti (53) detektorem (39, 45), zatímco je systém (1) svazků paprsků v prvním provozním režimu;

přičemž druhá sekvence zahrnuje:

- obrábění objektu (23) druhým svazkem (51) částic, zatímco je systém (1) svazků paprsků v druhém provozním režimu, zejména na základě sekundárních částic detekovaných během první sekvence.
2. Postup podle nároku 1, vyznačující se tím, že postup dále zahrnuje: vytvoření elektrostatického pole prvním tubusem (3) svazku částic po dobu trvání první a druhé sekvence, přičemž je toto pole vhodné pro zpomalení nebo urychlení prvního svazku (21) částic.
3. Postup podle nároku 2, vyznačující se tím, že je napětí vytvářející pole po dobu, po kterou je systém (1) svazků částic v prvním a druhém provozním režimu, udržováno v podstatě konstantní.
4. Postup podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že je pole vytvořeno tak, aby se alespoň část pole nacházela mezi výstupním otvorem (41), kterým může vystupovat první svazek (21) částic z prvního tubusu (3) svazku částic, a objektem (23), zatímco je systém (1) svazků paprsků v prvním provozním režimu.
5. Postup podle nároku 4, vyznačující se tím, že je systém (1) svazků částic nastaven do druhého provozního režimu, ve kterém je mezi výstupní otvor (41) a objekt (23) umístěno koncové víčko (61).
6. Postup podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že, zatímco je systém (1) svazků paprsků v druhém provozním režimu, je koncové víčko (61) umístěno tak, aby koncové víčko (61) redukovalo sílu pole v pracovní oblasti (53) ve srovnání s případem, ve kterém je systém (1) svazků paprsků v prvním provozním režimu.
7. Postup podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že první sekvence dále zahrnuje: nastavení systému (1) svazků částic do prvního provozního režimu, zejména tím, že je koncové víčko (61) umístěno mimo trasu (22) prvního svazku (21) částic.
8. Postup podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že druhá sekvence dále zahrnuje: nastavení systému (1) svazků částic do druhého provozního režimu, zejména tím, že je koncové víčko (61) umístěno mezi první tubus (3) svazku částic a pracovní oblast (53).
9. Postup podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že první sekvence dále zahrnuje: vytvoření obrazových dat, která reprezentují obraz objektu (23), na základě sekundárních částic detekovaných v první sekvenci; a/nebo

- 10CZ 2019 - 742 A3 zaměření druhého svazku (51) částic a/nebo prvního svazku (21) částic na objekt (23), zatímco je systém (1) svazků paprsků v prvním provozním režimu, aby byly vytvořeny sekundární částice vystupující z objektu (23); a/nebo obrábění objektu (23) druhým svazkem (51) částic, zatímco je systém (1) svazků paprsků v prvním provozním režimu, zejména na základě obrazových dat vytvořených během první sekvence.
10. Postup podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že druhá sekvence dále zahrnuje:

detekování sekundárních částic vystupujících z objektu (23), které procházejí otvorem (63) koncového víčka (61), detektorem (39, 45), zatímco je systém (1) svazků paprsků v druhém provozním režimu; a/nebo vytvoření obrazových dat, která reprezentují obraz objektu (23), na základě sekundárních částic detekovaných v druhé sekvenci; a/nebo zaměření druhého svazku (51) částic a/nebo prvního svazku (21) částic procházejícího otvorem (63) koncového víčka (61) na objekt (23), zatímco je systém (1) svazků paprsků v druhém provozním režimu, aby byly vytvořeny sekundární částice vystupující z objektu (23).
11. Postup podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že je první sekvence provedena před, zejména bezprostředně před, druhou sekvencí; a/nebo je první sekvence provedena po, zejména bezprostředně po, druhé sekvenci; a/nebo přičemž jsou první a druhá sekvence opakovány střídavě jedna za druhou, dokud není splněna podmínka ukončení.
12. Postup podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že je první svazek částic svazkem elektronů nebo svazkem iontů a přičemž je druhý svazek částic svazkem elektronů nebo svazkem iontů.
13. Systém (1) svazků částic pro obrábění objektu, zahrnující:

první tubus (3) svazku částic a druhý tubus (5) svazku částic se společnou pracovní oblastí (53), přičemž první tubus (3) svazku částic je konfigurován tak, aby vytvářel první svazek (21) částic, a přičemž druhý tubus (5) svazku částic je konfigurován tak, aby vytvářel druhý svazek (51) částic;

přičemž první tubus (3) svazku částic zahrnuje uvnitř prvního tubusu (3) svazku částic umístěný detektor (39, 45) pro detekování sekundárních částic;

koncové víčko (61) s otvorem (63) v něm, přičemž je koncové víčko (61) v prvním provozním režimu systému (1) svazků umístěno mimo trasu (22) prvního svazku (21) částic a přičemž je koncové víčko (61) v druhém provozním režimu systému (1) svazků částic umístěno tak, aby mohla trasa (22) prvního svazku (21) částic procházet otvorem (63) koncového víčka (61) a aby sekundární částice vystupující z pracovní oblasti (53) mohly procházet otvorem (63) koncového víčka (61) k detektoru (39, 45); a řízení, které je konfigurováno tak, aby byl systém (1) svazků paprsků řízen tak, aby prováděl postup podle některého z nároků 1 až 12.