ES2313542T3 - Procedimiento de regulacion de un haz de iones. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de regulación de un haz de iones que es emitido por un dispositivo de generación de haz de iones hacia un objetivo y que es apto para erosionar este objetivo, estando caracterizado este procedimiento porque incluye una etapa de grabado de un motivo de prueba sobre el objetivo, según un motivo de referencia predeterminado digitalizado, una etapa de formación de una imagen digitalizada del motivo de prueba grabado y una etapa de diferenciación entre esta imagen digitalizada del motivo de prueba grabado y la imagen digitalizada del motivo de referencia predeterminado, y porque se repiten estas etapas después de la modificación de al menos un parámetro de regulación del dispositivo, hasta la obtención de una regulación conveniente.
Description
Procedimiento de regulación de un haz de
iones.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de generación de un haz de iones así como a un
procedimiento de regulación de este haz.
Esta invención se aplica, en particular, a la
fabricación de estructuras de tamaños muy pequeños, inferiores a 50
nm, y más en particular a la fabricación de
nano-estructuras que tienen tamaños del orden de 10
nm o menos.
La invención encuentra aplicaciones en diversos
campos, tales como la electrónica (en particular, en lo que se
refiere a los dispositivos, por ejemplo los transistores, de
electrón único), el almacenaje de datos a densidad ultra alta (que
utilizan nano-estructuras formadas sobre materiales
magnéticos), y los dispositivos de semiconductores de velocidad
ultra alta (que utilizan nano-estructuras formadas
sobre materiales semi-conductores).
Debemos indicar a partir de ahora que la
presente invención utiliza, con preferencia, una fuente puntual de
iones, es decir, una fuente de iones con zona de emisión puntual y
muy brillante.
Además, esta fuente puntual de iones es con
preferencia una LMIS, es decir, una fuente de iones de metal líquido
(en inglés, "liquid metal ion source").
Se conoce una fuente de iones de metal líquido a
partir del documento que se va a mencionar en lo que sigue:
[1] Solicitud internacional PCT/FR95/00903,
número de publicación internacional WO 96/02065, invención de
Jacques Gierak y Gérard Ben Assayag, correspondiente a la patente
americana US-A-5.936.251.
La fuente descrita en este documento [1] es un
ejemplo de fuente utilizable en la presente invención.
Un dispositivo de generación de un haz de iones,
que comprende una fuente de iones de metal líquido así como un
sistema de lente electrostática asimétrica de tres elementos, se
conoce mediante el documento siguiente:
[2]
US-A-4.426.582, invención de J.H.
Orloff y L.W. Swanson.
El dispositivo conocido por medio del documento
[2] presenta un inconveniente: no permite separar la función de
extracción de los iones de la función de aceleración de los
iones.
Se conocen, además, dispositivos de generación
de haces de iones en los que se alinea una fuente de iones, un
diafragma y lentes electrostáticas de enfoque gracias a
desplazamientos apropiados de la fuente de iones y del
diafrag-
ma.
ma.
Estos dispositivos conocidos, denominados FIB y
que producen haces de iones enfocados (en inglés, "focused ion
beams"), no permiten la fabricación de
nano-estructuras de buena calidad, con tamaños
inferiores a 50 nm.
Además, se conoce un dispositivo de regulación
de la forma de un haz de iones enfocado, por medio del documento
siguiente:
[3]
US-A-4.704.526, invención de H.
Kyogoku y T. Kaito (Seiko Instruments and Electronics Ltd).
La técnica de regulación conocida por medio de
este documento [3], no es más que una transposición de la técnica
de regulación utilizada convencionalmente en Microscopía Electrónica
de Barrido, o en litografía por medio de haces de electrones.
Una técnica de ese tipo no es utilizable más que
en el campo nanométrico.
Además, esta técnica conocida necesita la
realización previa de marcadores de escalonado costosos y frágiles,
que no son reutilizables.
La presente invención tiene por objeto subsanar
los inconvenientes anteriores.
Contrariamente al dispositivo conocido mediante
el documento [2], el dispositivo objeto de la presente invención
permite separar la función de extracción de los iones de la función
de aceleración de los iones.
Además, la invención utiliza una técnica de
alineamiento de un diafragma y de lentes electrostáticas según un
eje óptico mecánicamente perfecto, técnica que conduce a
comportamientos muy superiores a los que permiten los dispositivos
FIB conocidos, mencionados anteriormente; la presente invención
permite la fabricación de nano-estructuras de buena
calidad, de tamaños inferiores a 50 nm.
Además, el procedimiento de regulación de haz de
iones objeto de la invención es mucho más preciso que la técnica
conocida por el documento [3] y no necesita la realización previa de
marcadores de escalonado costosos y frágiles.
El procedimiento objeto de la invención es
utilizable ventajosamente en todo sistema de
nano-fabricación por FIB y se aplica en particular
a la regulación del haz de iones generado por el dispositivo objeto
de la invención.
De manera precisa, la presente invención tiene
por objeto un dispositivo de generación de un haz de iones, estando
este dispositivo caracterizado porque comprende una fuente de iones,
un medio de extracción de los iones emitidos por la fuente, un
medio de aceleración de los iones así extraídos, un medio de
selección de los iones así acelerados, y un sistema de óptica
electrostática destinado a enfocar los iones así seleccionados
según un primer eje, y porque el dispositivo comprende, además, un
medio de variación de la distancia entre la fuente de iones y el
medio de extracción de los iones, siendo contada esta distancia
según un segundo eje que es paralelo con el primer eje y que
constituye el eje del haz de iones emitidos por la fuente.
Según un modo preferido de realización del
dispositivo objeto de la invención, la fuente de iones es una fuente
puntual de iones.
Con preferencia, esta fuente puntual de iones es
una fuente de iones de metal líquido.
Según un modo preferido de realización de la
invención, el medio de extracción de los iones y el medio de
aceleración de los iones, son independientes uno del otro, y están
controlados por separado cada uno respecto al otro mediante
aplicación de potenciales respectivos variables.
Con preferencia, el medio de selección de iones
comprende un medio de selección de un diafragma entre una
pluralidad de diafragmas, y de posicionamiento del diafragma
seleccionado sobre el primer eje.
El dispositivo objeto de la invención comprende
además, con preferencia, un medio de desplazamiento de la fuente
paralelamente al medio de selección de los iones, estando previsto
este medio para hacer coincidir el primer y el segundo ejes.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un procedimiento de regulación de un haz de iones que es
emitido por un dispositivo de generación de haz de iones hacia un
objetivo y que es apto para erosionar este objetivo, estando
caracterizado este procedimiento porque incluye una etapa de grabado
de un motivo de prueba sobre el objetivo, según un motivo de
referencia predeterminado digitalizado, una etapa de formación de
una imagen digitalizada del motivo de prueba grabado y una etapa de
diferenciación entre esta imagen digitalizada del motivo de prueba
grabado y la imagen digitalizada del motivo de referencia
predeterminado, y porque se repiten estas etapas después de la
modificación de al menos un parámetro de regulación del dispositivo,
hasta la obtención de una regulación conveniente.
Según un primer modo de aplicación particular
del procedimiento objeto de la invención, se forma la imagen del
motivo de prueba, por medio del dispositivo, haciendo entonces
funcionar este último en modo de microscopio iónico de barrido y
recogiendo los electrones secundarios generados barriendo el
objetivo mediante el haz de iones, y se digitaliza la imagen
obtenida, y se repiten las etapas después de la modificación de al
menos un parámetro de regulación del dispositivo, hasta que la
imagen digitalizada del motivo de prueba coincide con la imagen
digitalizada del motivo de referencia.
En ese caso, el o los parámetros de regulación
pueden ser parámetros de enfoque o parámetros de corrección de
astigmatismo.
Según un segundo modo de aplicación particular
del procedimiento objeto de la invención, el motivo de prueba es un
conjunto de trazos de longitud predeterminada, formado manteniendo
el haz de iones en una posición fija y desplazando el objetivo, y
la imagen del motivo de prueba se forma por microscopía iónica de
barrido y luego se digitaliza, y los parámetros son parámetros de
ganancia, con vistas al escalonado del tamaño del campo de
escritura.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se comprenderá mejor con
la lectura de la descripción de ejemplos de realización
proporcionados a continuación, a título puramente ilustrativo y en
ningún caso limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los
que:
La figura 1 es una vista esquemática, en corte,
de un modo de realización particular del dispositivo objeto de la
invención, y
la figura 2 es una vista esquemática, en
perspectiva, del dispositivo de la figura 1, que muestra una barra
que forma un soporte de diafragmas, utilizado en el dispositivo de
la figura 1.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una vista esquemática de un modo
de realización particular del dispositivo de generación de un haz
de iones objeto de la invención.
El dispositivo de la figura 1 comprende una
fuente 2 de iones, destinada a producir el haz de iones, así como
un sistema 4 de extracción y de aceleración del haz de iones
producido, comprendiendo este sistema un electrodo 6 de extracción
del haz producido, así como un electrodo 8 de aceleración final del
haz extraído. Este electrodo 8 constituye la entrada del sistema 10
de óptica electrostática que incluye asimismo el dispositivo de la
figura 1.
Igualmente se aprecia en esta figura el soporte
12 de la fuente 2 de iones.
Esta fuente 2 es una fuente de iones
convencional, de metal líquido, por ejemplo destinada a formar un
haz de iones 14 de galio.
Sin embargo, en la presente invención, se podría
utilizar otra LMIS, por ejemplo del tipo de que se describe en el
documento [1], para formar un haz de iones de aluminio, por
ejemplo.
Volviendo a la figura 1, la fuente 2 de iones
convencional comprende un vástago conductor 16 que termina en
punta, así como un filamento conductor 18 que incluye arrollamientos
20 atravesados por la punta. De forma conocida, el vástago se
sujeta mediante un par de mordazas 22. También se aprecian elementos
conductores 24 y 26 que sirven para mantener los extremos del
filamento. Se aprecia igualmente un apoyo 28 en el que se ha
montado el soporte 12 de la fuente 2.
El electrodo 6 de extracción está dotado de un
diafragma 30 de extracción y de orificios tales como el orificio
32, que permiten bombear los gases residuales dado que el
dispositivo está destinado a trabajar en vacío.
El sistema 4 de extracción y de aceleración
utilizado en el dispositivo de la figura 1, es original debido a su
geometría. El electrodo 6 de extracción del haz 14 no intercepta
este haz 14 en ningún punto. El potencial V0 de extracción
característico de la emisión de iones se controla, en el ejemplo
considerado, modificando mecánicamente la distancia D entre la
fuente 2 y el electrodo 6 de extracción, siendo contada esta
distancia paralelamente al eje Z del haz de iones 14 emitido por la
fuente 2.
Para esto, se utiliza un medio de desplazamiento
del electrodo 6 de extracción con relación a la fuente 2 (o de la
fuente con relación a este electrodo). Este medio de desplazamiento
se ha simbolizado mediante la flecha F de la figura 1. Éste puede
ser realizado por un experto en la materia (y consiste, por ejemplo,
en un medio mecánico en base a un vástago fileteado).
Además, el electrodo 6 de extracción y el
electrodo de aceleración final 8, son independientes y pueden ser
controlados por separado mediante aplicación de potenciales
variables.
El sistema 4 de extracción y aceleración, es
asimismo original en virtud de sus características ópticas. En
funcionamiento, se aplica un potencial V1 a la fuente 2, y un
potencial V2 al electrodo 6 de extracción. Cuando la diferencia
V1-V2, igual a V0, es del orden de 10 kV, se emite
un haz de iones Ga^{+} que tiene una densidad angular del orden
de 20 \muA por unidad de ángulo sólido (a nivel del eje Z del haz,
que forma un eje central de revolución).
Si se aumenta V0 hasta alrededor de 17 kV, la
densidad angular medida en las mismas condiciones alcanza alrededor
de 80 \muA/estereorradián.
El sistema permite también aumentar, de forma
importante, el escalonado útil de una LMIS, lo que constituye uno
de los puntos cruciales para la aplicación de la técnica de FIB a la
nano-fabricación.
El sistema 4 de extracción y de aceleración es
igualmente original debido a sus características de aprovechamiento
que permiten un aprovechamiento mejorado del funcionamiento de la
fuente 2.
Cada uno de los electrodos 6 y 8 puede ser
manejado de forma independiente y específica por medio de un
generador de alta tensión (por ejemplo, del orden de 20 a 40 kV),
debidamente adaptado (no representado).
La emisión de los iones está controlada por una
primera alimentación de alta tensión (no representada) que se ha
optimizado específicamente para regular la corriente del haz de
iones emitido por la fuente 2. El valor de esta corriente está
controlado por contra-reacción con la ayuda de un
dispositivo analógico optimizado para disponer de una dinámica de
respuesta rápida. Este control se obtiene modificando el valor del
potencial aplicado a la fuente 2 en torno a un valor que permite
mantener una emisión de iones por evaporación de campo (del orden
de 10^{9} V/m).
Se precisa que la corriente emitida puede ser
conocida gracias a un microamperímetro que se sitúa en la
alimentación eléctrica que permite polarizar la punta de la fuente.
Como variante, para conocer esta corriente, es posible medir la
corriente que llega al electrodo 8 de aceleración.
La energía final de los iones se obtiene
llevando el electrodo 8 de aceleración final a un potencial V2
positivo con relación a masa. Este potencial V2 está controlado con
una estabilidad muy alta. Esta estabilidad está asegurada por un
generador (no representado) cuyo nivel de estabilidad es del orden
de 10^{-6}. Se utiliza, por ejemplo, una alimentación de tipo
conmutada que tiene ese nivel de estabilidad.
El sistema 4 de extracción y de aceleración del
haz de iones 14 trabaja con rendimientos superiores a los mostrados
por los sistemas de extracción y aceleración convencionales.
El dispositivo de la figura 1 comprende también
un sistema 34 (figura 2) de selección de la abertura óptica de la
columna de iones enfocados del dispositivo, comprendiendo esta
columna la fuente 2, el soporte de fuente 12 y el sistema 10 de
óptica electrostática.
El sistema 34 de selección de apertura óptica
comprende un conjunto que incluye un manguito 36 previsto para
recibir una barra 38 de manejo mecánico o electromecánico
simbolizada mediante la flecha F1, portando esta barra 38 una
pluralidad de diafragmas calibrados 40.
Esta barra 38 permite disponer sobre el eje
central Z1 del sistema 10 de óptica electrostática, gracias a una
traslación según un eje X perpendicular a este eje Z1, un diafragma
calibrado 40 elegido entre los diafragmas calibrados portados por
la barra 38. Estos diafragmas definen diferentes valores de apertura
para el sistema óptico electrostático 10 de la columna de iones
enfocados.
En las figuras 1 y 2 se define igualmente un eje
Y que es perpendicular al eje X, así como al eje Z, siendo este
último paralelo al eje Z1.
El sistema 34 de selección de apertura óptica es
original en virtud de su finalidad.
A diferencia de todos los sistemas de selección
de apertura óptica conocidos, este sistema utilizado en el
dispositivo de la figura 1 no tiene intención de permitir un
alineamiento entre una fuente, un diafragma y las lentes
electroópticas, donde los medios móviles susceptibles de ser
"centrados" según el eje X y el eje Y son tanto el diafragma
como la fuente de iones. Un sistema conocido de ese tipo no permite,
de hecho, más que disponer de varios diafragmas fácilmente
intercambiables, que tienen tamaños diferentes o el mismo
tamaño.
En el caso del dispositivo de la figura 1, el
centrado de los elementos esenciales del sistema óptico
electrostático 10, a saber el conjunto formado por el diafragma 40
y por las lentes electrostáticas 42 y 44 sobre las que se volverá
después en lo que sigue, está asegurado por tolerancias de
fabricación estrechas. De ese modo, el diafragma de entrada del
sistema de óptica electrostática y las lentes asociadas 42 y 44, se
alinean según un sólo y único eje óptico Z1.
Esto tiene como principal interés el hecho de
limitar las aberraciones ópticas inducidas por los defectos de
descentrado. Estos defectos constituyen el límite experimental de
todos los sistemas de óptica electrostática conocidos.
Volviendo ahora sobre las lentes electrostáticas
42 y 44 utilizadas en el dispositivo de la figura 1, se precisa que
las mismas sean en total dos, estando la primera 42 vista en corte
muy esquemático en el plano de la figura 1, mientras que la segunda
44 se ve desde el exterior. También se aprecian varios orificios 46
de los que están dotadas estas lentes, y que permiten en particular
hacer el vacío en el sistema 10 de óptica electrostática.
Con el fin de poder sustituir el diafragma 40
(figura 1) y posicionar el diafragma de sustitución según el eje X
con una incertidumbre inferior a una décima de micra, se hace
necesario un escalonado previo de la posición absoluta, según X,
del centro de cada diafragma. Un control en un banco del tipo de los
bancos de control óptico, permite conocer con precisión la posición
de los diferentes diafragmas.
El único ajuste realmente necesario en el caso
del dispositivo de la figura 1, consiste en un desplazamiento del
soporte 12, que porta la fuente 2, paralelamente al plano de entrada
del sistema 10 de óptica electrostática, y por tanto paralelamente
al diafragma 40 (figura 1), siendo este plano paralelo a los ejes X
e Y. Esto permite alinear el eje central Z del cono de emisión del
haz de iones 14 con el eje óptico Z1 del sistema 10 de óptica
electrostática.
Para esto, el apoyo 28, que porta el soporte de
fuente 12, se ha dotado de platinas micrométricas simbolizadas por
medio de los trazos mixtos 48, y que permiten desplazar este apoyo y
por tanto el soporte 12 según el eje X y el eje Y.
En relación con los sistemas conocidos, el
sistema de selección de apertura óptica del dispositivo de la figura
1 cumple las funciones siguientes:
- definir con la mejor precisión posible, un
sólo y único eje óptico que pasa por el centro del diafragma de
entrada del sistema de óptica electrostática y por el centro de los
diversos electrodos (no representados) que definen las dos lentes
electrostáticas, y
- permitir un cambio muy rápido del parámetro de
apertura óptica de la columna de iones enfocados.
Conviene apreciar que el hecho de disponer de
varios diafragmas permite disponer de una posibilidad de regulación
más importante del sistema de óptica electrostática, y además
espaciar las intervenciones destinadas al mantenimiento del
dispositivo.
Ahora se consideran procedimientos conformes a
la invención, en particular procedimientos de enfoque y ajuste del
tamaño de un campo de escritura por fabricación mediante haz de
iones enfocado. Estos procedimientos son importantes con vistas a
una automatización muy eficaz de la nano-fabricación
por FIB.
Los procedimientos que se explican en lo que
sigue pretenden resolver el problema fundamental de regulación de
los parámetros de una columna iónica que proporciona una sonda
iónica (haz de iones enfocado que se envía sobre un objetivo), a un
nivel de una decena de nanometros.
Esta sonda iónica está destinada a formar
estructuras de tamaño nanométrico por irradiación iónica
controlada.
La forma geométrica (tamaño), la tendencia
(reducción más o menos rápida del número de partículas cuando se
aleja del eje central del haz), así como el carácter esférico de la
distribución en la sonda iónica a nivel del objetivo, son
preponderantes. A un nivel de algunos nanometros, los problemas se
complican mucho más.
Los procedimientos aquí propuestos pretenden
permitir un ajuste rápido y muy preciso del perfil de esta sonda
iónica en modo manual (que necesita la intervención de los
usuarios), automático (que no necesita ninguna intervención), o
semi-automático.
Los puntos considerados son:
- el enfoque (concentración) del haz de iones
bajo la acción de las lentes electrostáticas (que incluye el
dispositivo de generación del haz), a nivel de un objetivo o de una
muestra, en una mancha de tamaño nanométrico,
- la corrección de defectos de esfericidad de la
sonda iónica incidente, y
- el escalonado del campo de escritura (campo
direccionable por el haz bajo la acción de deflectores
electrostáticos) en la superficie del objetivo, con el fin de
conocer en todo momento, de manera precisa, la posición relativa de
algunos nanometros próximos.
Se precisa que el dispositivo de generación del
haz comprenda deflectores electrostáticos, destinados a desviar
este haz, y que el sistema particular de óptica electrostática 14 de
la figura 1 contenga electrodos de barrido, no representados, que
forman los deflectores electrostáticos.
Se van a considerar los problemas a
resolver.
La utilización de un haz de iones enfocado en
una mancha de 10 nm para aplicaciones de
nano-fabricación, tiene limitaciones específicas
que son muy diferentes de las que intervienen, por ejemplo, en
microscopía electrónica de barrido:
- El efecto de pulverización inducido por los
iones energéticos que bombardean el objetivo, conduce a destruir,
en un plazo de tiempo más o menos largo, las estructuras de
escalonado (generalmente, marcadores de oro sobre silicio) que se
utilizan convencionalmente por ejemplo en litografía por haz de
electrones. Además, las estructuras calibradas de algunas decenas
de nanometros son delicadas de fabricar, muy frágiles y, sobre todo,
costosas.
- La duración de utilización del haz de iones
puede alcanzar varias horas, lo que impone controlar periódicamente
las características de este haz de iones para limitar la influencia
de las desviaciones y de las inestabilidades
transi-
torias.
torias.
- Las distancias de trabajo reducidas, que son
necesarias para la obtención de un crecimiento geométrico de la
mancha de fuente inferior a 1, reducen mucho la profundidad de campo
utilizable. Además, algunas muestras incluyen motivos con alturas
muy diferentes unas de otras, de modo que estos motivos no están
todos situados a la distancia focal ideal.
- En este último caso, un ion que cae sobre una
muestra a nivel del eje óptico, recorre un camino mucho más corto
que otro ion que ha sido desviado varios milímetros con relación a
este eje. Esta diferencia de camino óptico provoca la aparición de
defectos o de aberraciones. Para limitar estas aberraciones a un
valor aceptable, se limita el tamaño de escritura en un campo del
orden de una centena de micrometros. De ese modo, sin dispositivo
anexo, la técnica de nano-fabricación por FIB no
puede formar más que pequeños motivos elementales.
- Cuando se utiliza un desplazamiento
ultra-preciso de la muestra, aparece posibilidad de
conectar varias sub-estructuras elementales para
definir un motivo de mayor tamaño. Pero esto permanece subordinado a
una calibración rigurosa del tamaño del campo de escritura
elemental por FIB. En efecto, se necesita una correspondencia lo
más perfecta posible entre las coordenadas de los puntos definidos
en el interior de un campo de barrido y las coordenadas de
desplazamiento de la platina que porta la muestra.
Todo esto resulta complejo debido a que el
barrido de la sonda iónica se obtiene con la ayuda de un generador
de CAO (concepción asistida por ordenador) de tipo digital/analógico
siempre que la platina que porta la muestra esté, en sí misma,
manejada por una interfaz específica e independiente. Conviene
apreciar asimismo que cualquier variación de la distancia entre la
muestra y la columna iónica, de la energía de los iones o de la
naturaleza de estos últimos, modifica el valor de la amplitud del
campo de barrido.
En la presente invención, se propone un
procedimiento rápido, muy preciso y susceptible de ser automatizado
para calibrar el sistema óptico de una columna iónica, utilizando la
propiedad que tienen los iones incidentes pesados, tales como los
iones de galio o de otros metales, por ejemplo el aluminio, de
grabar localmente el objetivo que golpean.
Con este procedimiento, el mismo dispositivo de
generación de haz de iones está capacitado para formar sus propias
marcas de calibración, y después verificarlas con total
autonomía.
- Se propone, en principio, utilizar el efecto
de erosión del haz de iones incidente, generado por un dispositivo
de generación de haz de iones, para grabar una estructura simple,
según un motivo predeterminado por CAO, por ejemplo de tipo
cuadrado, orificio simple ("spot") o cruz, en una zona
"sacrificada" de la muestra. Tras el grabado por FIB, esta
estructura se llena a continuación de imágenes con el mismo
dispositivo que se hace funcionar en modo de MIB o de Microscopía
Iónica de Barrido, en las mismas condiciones, sin ninguna
modificación, recogiendo simplemente los electrones secundarios que
resultan del barrido de la superficie de la muestra por el haz de
iones. La imagen de MIB obtenida se digitaliza y, sobre esta imagen
de MIB digitalizada, correspondiente a la estructura grabada de
forma efectiva, es entonces posible superponer informáticamente el
motivo predeterminado inicial digitalizado (cuadrado, orificio o
cruz, por ejemplo), y diferenciar (de manera digital) las dos
imágenes. En caso de un motivo de tipo cuadrado, por ejemplo, se
puede detectar entonces un defecto proveniente de un mal enfoque, y
después subsanarlo aumentando paso a paso el efecto enfocador de las
lentes de las que se ha dotado el dispositivo de generación de haz.
El proceso puede ser automatizado para diferentes crecimientos, y
ser repetido etapa por etapa, hasta que la imagen de MIB
digitalizada y el motivo inicial coincidan perfectamente.
- El mismo efecto de erosión puede ser también
aprovechado para corregir un defecto eventual de "esfericidad",
denominado también defecto de astigmatismo, a nivel de la mancha de
iones incidentes. En este caso, la perforación de un único orificio
del orden de 10 a 20 nm, permite obtener muy rápidamente, en algunas
décimas de segundo, una imagen fiel de la impronta de la sonda
iónica. Si se pone de manifiesto una tendencia elíptica de la
mancha, siempre en comparación con una imagen "ideal" de
referencia (imagen circular), y según sea la orientación de la
elipse obtenida, es posible disparar un procedimiento de
correcciones y de pruebas iterativas, hasta que el criterio de
decisión satisfactoria, establecido por los usuarios, haga que el
sistema informático utilizado salga de esta secuencia (con
preferencia, automática).
- El escalonado del tamaño del campo de
escritura por FIB, es el último punto crucial que es posible llevar
a cabo, con preferencia de forma automatizada, con un procedimiento
conforme a la invención. Este procedimiento consiste, en primer
lugar, en grabar trazos (red de trazos paralelos o red de trazos
cruzados) que tienen una longitud conocida con una incertidumbre
muy baja. Para esto, el haz de iones se mantiene en modo "spot"
y no barre la superficie de la muestra mientras que esta última se
desplaza por medio de la platina que soporta esta muestra,
realizándose la medición de los desplazamientos de esta platina por
interferometría láser. En este caso, la precisión mecánica puede
descender hasta algunos nanometros (del orden de 10 nm a 5 nm).
En este caso, los marcadores se forman, no
barriendo la superficie del objetivo por medio de la sonda iónica,
sino únicamente desplazando este objetivo, manteniendo fijo el eje
central del haz de iones de grabado. Una imagen de MIB de las
estructuras así fabricadas, permite entonces, tras la digitalización
de esta imagen, ajustar la ganancia de la etapa amplificadora del
dispositivo de generación del haz, de modo que un peso digital de 1
o de algunos bits corresponde a un desplazamiento conocido (de un
cierto número de nanometros) a nivel de la muestra. El escalonado
del campo de barrido se realiza entonces con la técnica de medición
por interferometría láser, la técnica más eficaz que se conoce
hasta hoy en día para medir desplazamientos relativos, técnica que
también es utilizada por la Oficina Nacional de Mediciones.
Claims (5)
1. Procedimiento de regulación de un haz de
iones que es emitido por un dispositivo de generación de haz de
iones hacia un objetivo y que es apto para erosionar este objetivo,
estando caracterizado este procedimiento porque incluye una
etapa de grabado de un motivo de prueba sobre el objetivo, según un
motivo de referencia predeterminado digitalizado, una etapa de
formación de una imagen digitalizada del motivo de prueba grabado y
una etapa de diferenciación entre esta imagen digitalizada del
motivo de prueba grabado y la imagen digitalizada del motivo de
referencia predeterminado, y porque se repiten estas etapas después
de la modificación de al menos un parámetro de regulación del
dispositivo, hasta la obtención de una regulación conveniente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que se forma la imagen del motivo de prueba, por medio del
dispositivo, haciendo entonces funcionar este último en modo de
microscopio iónico de barrido y recogiendo los electrones
secundarios generados barriendo el objetivo mediante el haz de
iones, y se digitaliza la imagen obtenida, y en el que se repiten
las etapas después de la modificación de al menos un parámetro de
regulación del dispositivo, hasta que la imagen digitalizada del
motivo de prueba coincide con la imagen digitalizada del motivo de
referencia.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que los parámetros de regulación son parámetros de enfoque.
4. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que los parámetros de regulación son parámetros de corrección de
astigmatismo.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el motivo de prueba es un conjunto de trazos de longitud
predeterminada, formado manteniendo el haz de iones en una posición
fija y desplazando el objetivo, y la imagen del motivo de prueba se
forma por microscopía iónica de barrido y luego se digitaliza, y los
parámetros son parámetros de ganancia, con vistas al escalonado del
tamaño del campo de escritura.
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