JP4688760B2 - 荷電粒子ビーム照射デバイス及び荷電粒子ビーム照射デバイスを動作させるための方法 - Google Patents
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Description
(a)所与の動作条件下で高い初期照射電流I0と低い安定平均照射電流ISとを示す荷電粒子ビーム源を所与の圧力の真空中に配置する段階と、
(b)エミッタ表面から荷電粒子を照射するために荷電粒子ビーム源に所与の動作条件を適用して、荷電粒子ビーム源の照射電流が安定平均照射電流ISよりも高くなるようにする段階と、
(c)少なくとも1つの加熱パルスを荷電粒子ビーム源に印加してエミッタ表面を温度TCにまで加熱することにより清浄化処理を行い、これにより荷電粒子ビーム源の照射電流が低い安定平均照射値ISにまで低下する前に清浄化処理を行うようにする段階と、
(d)清浄化処理(c)を繰返して、荷電粒子ビーム源の照射電流が実質的に安定した平均照射値ISを連続的に上回るように維持する段階と、
を含む。
(a)所与の引き出し電界下で高い初期照射電流I0と低い安定平均照射電流ISとを示す冷陰極電界エミッタを所与の圧力の真空中に配置する段階と、
(b)エミッタ表面から電子を照射するために冷陰極電界エミッタに所与の引き出し電界を印加して、冷陰極電界エミッタの照射電流が安定平均照射電流ISよりも高くなるようにする段階と、
(c)少なくとも1つの加熱パルスを冷陰極電界エミッタに印加してエミッタ表面を温度TCにまで加熱することにより清浄化処理を行い、これにより清浄化処理は、冷陰極電界エミッタの照射電流が低い安定平均照射値ISにまで低下する前に行われるようにする段階と、
(d)清浄化処理(c)を繰返して、冷陰極電界エミッタの照射電流が実質的に安定平均照射値ISを連続的に上回るように維持する段階と、
を含む。
(a)所与の引き出し電界下で高い初期照射電流I0と低い安定平均照射電流ISとを示す冷陰極電界エミッタを所与の圧力の真空中に配置する段階と、
(b)エミッタ表面から電子を照射するために冷陰極電界エミッタに所与の引き出し電界を印加して、冷陰極電界エミッタの照射電流が安定平均照射電流ISよりも高くなるようにする段階と、
(c)引き出し電界の強度を調節して、照射電流が実質的に安定し且つ平均安定照射電流ISを連続的に上回ってISよりも高い事前に定められた値ICに維持する段階と、
(d)少なくとも1つの加熱パルスを冷陰極電界エミッタに印加してエミッタ表面を温度TCにまで加熱することにより清浄化処理を行い、これにより引き出し電界の強度が事前に定められた基準値を超える時に清浄化処理を行うようにする段階と、
(e)調節段階(c)及び清浄化処理(d)を繰返して、冷陰極電界エミッタの照射電流が実質的に安定した照射値ISを連続的に上回るように維持する段階と、
を含む。
(a)荷電粒子ビームを発生させる段階と、
(b)発生した荷電粒子ビームをサンプル又は試料上に合焦させる段階と、
(c)トリガー事象(triggering event)の発生に基づいてエミッタ表面の清浄化のための清浄化処理を自動的に実行する段階と、
を含む。
エミッタ表面を含む、荷電粒子を照射するための荷電粒子ビーム源と、
荷電粒子ビーム源に電圧を印加して荷電粒子ビームを発生させるための電圧ユニットと、
エミッタ表面を加熱するための加熱要素と、
トリガー信号(triggering signal)を受け取るための入力部を含む制御ユニットと、
を含み、
制御ユニットは、トリガー信号を受け取ると、加熱要素を制御して、荷電粒子ビームの発生中に荷電粒子ビーム源のエミッタ表面に少なくとも1つの加熱パルスを印加するように動作する。
ここで種々の実施形態を詳細に参照し、それらの実施例が各図面で例示される。以下の図及び説明では同じ数字は同じ要素を示している。実施例は説明の目的で提供され、本発明を限定するものではない。例えば、1つの実施形態の一部として例示又は説明される特徴は、他の実施形態において又はこれと関連して用いて、別の実施形態をもたらすことができる。本発明はこのような修正及び変更を含むものとする。
22 通常動作
24 頻繁な清浄化
28 ビルドアップ
Claims (39)
- エミッタ表面(5)を有する荷電粒子ビーム源(2、60)を含む荷電粒子ビーム照射デバイスを動作するための方法であって、
(a)所与の動作条件下で高い初期照射電流I0と低い安定平均照射電流ISとを示す前記荷電粒子ビーム源(2、60)を所与の圧力の真空中に配置する段階と、
(b)前記エミッタ表面(5)から荷電粒子を照射するために前記荷電粒子ビーム源(2、60)に前記所与の動作条件を適用して、前記荷電粒子ビーム源の照射電流が前記安定平均照射電流ISよりも高くなるようにする段階と、
(c)少なくとも1つの加熱パルスを前記荷電粒子ビーム源に印加して前記エミッタ表面(5)を温度TCにまで加熱することにより清浄化処理を行い、これにより前記荷電粒子ビーム源の照射電流が前記低い安定平均照射値ISにまで低下する前に前記清浄化処理を行うようにする段階と、
(d)前記清浄化処理(c)を繰返して、前記荷電粒子ビーム源の照射電流が前記実質的に安定した平均照射値ISを連続的に上回るように維持する段階と、
を含む方法。 - 前記清浄化処理(c)は、事前に定められた時間間隔で行われ、又は前記照射電流が、前記安定平均照射値ISよりも高い事前に定められた値ICにまで低下した時に行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ICはIC=αI0で定義され、α>0.9であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- α>0.95であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 事前に定められた最大値Imaxと事前に定められた最小値Imin=IC>ISとが選択され、これにより平均偏差値ΔIはΔI=Imax−Iminで定義され、前記清浄化処理は、前記照射電流が前記最大照射値ImaxからIminにまで低下した時に行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- ΔI/Imax=γであり、γは0.1であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- γは0.05であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- ICはIC=αI0で定義され、αが0.8から0.99の範囲であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスは電子ビーム照射デバイスであり、
前記荷電粒子ビーム源は電子を照射するための電子エミッタであり、
前記所与の動作条件は、電子を引き出すために前記電子エミッタのエミッタ表面に印加される所与の圧力及び所与のエネルギーを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記電子エミッタが冷陰極電界エミッタであり、前記エネルギーが電界であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスがイオンビーム照射デバイスであり、
前記荷電粒子ビーム源がイオンを照射するためのイオンエミッタである、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。 - エミッタ表面(5)を有する冷陰極電界エミッタ(2、60)を含む電子ビーム照射デバイスを動作するための方法であって、
(a)所与の引き出し電界下で高い初期照射電流I0と低い安定平均照射電流ISとを示す前記冷陰極電界エミッタ(2、60)を所与の圧力の真空中に配置する段階と、
(b)前記エミッタ表面(5)から電子を照射するために前記冷陰極電界エミッタ(2、60)に前記所与の引き出し電界を印加して、前記冷陰極電界エミッタの照射電流が前記安定平均照射電流ISよりも高くなるようにする段階と、
(c)前記引き出し電界の強度を調節して、前記照射電流が実質的に安定し且つ前記平均安定照射電流ISを連続的に上回ってISよりも高い事前に定められた値ICに維持する段階と、
(d)少なくとも1つの加熱パルスを前記冷陰極電界エミッタに印加して前記エミッタ表面(5)を温度TCにまで加熱することにより清浄化処理を行い、これにより前記引き出し電界の強度が事前に定められた基準値を超える時に前記清浄化処理を行うようにする段階と、
(e)前記調節段階(c)及び前記清浄化処理(d)を繰返して、前記冷陰極電界エミッタの照射電流が実質的に安定した照射値ISを連続的に上回るように維持する段階と、を含む方法。 - 前記事前に定められた値ICはIC=αI0で定義され、α>0.9であることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- α>0.95であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- TCは2200Kから2500Kであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの加熱パルスのパルス幅が1秒から2秒であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 各清浄化処理が、10の加熱パルスを含むことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 各清浄化処理において、2つから4つの加熱パルスが1秒から3秒毎に前記粒子ビーム源又は冷陰極電界エミッタに印加されることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子ビーム照射デバイスは、前記エミッタ又は冷陰極電界エミッタの周囲に配置された抑制電極(8)を含み、前記清浄化処理中に抑制電圧が該抑制電極(8)に印加されることを特徴とする請求項9から請求項18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記抑制電圧が300Vと1000Vとの間であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記段階(a)は、前記荷電粒子ビーム源又は冷陰極電界エミッタが前記高い初期照射電流I0及び前記低い安定平均照射電流ISを示すように、前記エミッタ表面(5)を清浄化するための主清浄化処理を含む請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記主清浄化処理は、前記エミッタ表面を温度TMCにまで加熱するために少なくとも1つの主加熱パルスを含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- TMCは2500Kから2800Kであることを特徴とする請求項21又は請求項22に記載の方法。
- 前記荷電粒子ビーム源又は前記冷陰極電界エミッタは、前記エミッタ表面が形成されるエミッタ先端を有し、前記エミッタ先端を尖鋭化するために熱ビルドアップ処理(f)が行われることを特徴とする請求項1乃至23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ビルドアップ処理(f)中に複数の加熱パルスが前記荷電粒子ビーム源又は前記冷陰極電界エミッタ(2、60)に印加されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記加熱パルスは、前記エミッタ表面を前記清浄化処理の温度TCよりも高い温度TBにまで加熱することを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記清浄化処理は、前記荷電粒子ビーム照射デバイス又は前記電子ビーム照射デバイスの非動作期間と自動的に同期されることを特徴とする請求項1乃至26のいずれか1項に記載の方法。
- 前記非動作期間は、前記荷電粒子ビーム又は前記電子ビームがサンプル又は試料からデフォーカス又は偏向される期間であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記非動作期間は、タイマーのインパルス、特に請求項1から請求項26のいずれかにおいて定義された前記照射電流の低下、サンプル又は試料の交換、前記荷電粒子ビーム照射デバイス又は電子ビーム照射デバイスの較正、サンプル又は試料の移動、及び/又はステージの移動によって起動されることを特徴とする請求項27又は請求項28に記載の方法。
- エミッタ表面(5)を含む、荷電粒子を照射するための荷電粒子ビーム源(60)と、 前記荷電粒子ビーム源(60)に電圧を印加して荷電粒子ビーム(78)を発生させるための電圧ユニット(86)と、
前記エミッタ表面(5)を加熱するための加熱要素(82)と、
トリガー信号を受け取るための入力部(90)を含む制御ユニット(88)と、
を備え、
前記制御ユニット(88)は、トリガー信号を受け取ると、前記加熱要素(82)を制御して、前記荷電粒子ビーム(78)の発生中に前記荷電粒子ビーム源(60)のエミッタ表面(5)に少なくとも1つの加熱パルスを印加するように動作し、
さらに、前記荷電粒子ビーム源(60)の照射電流を測定するための測定要素(94)と、照射電流が安定平均照射値よりも高い所定の値に低下したとき、トリガー信号を与えるようになったトリガーユニット(98)と、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム照射デバイス。 - 前記荷電粒子ビーム照射デバイスが、ビームブランカ(66)を備え、前記制御ユニット(88)は、前記トリガー信号を受け取ると前記ビームブランカ(66)を制御して、前記発生した粒子ビームを偏向させるように動作することを特徴とする請求項30に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスは、前記荷電粒子ビーム(78)をサンプル又は試料(72)上に合焦及びデフォーカスするための合焦ユニット(92)を備え、前記制御ユニット(88)は、前記トリガー信号を受け取ると、前記合焦ユニット(92)を制御して、前記発生した荷電粒子ビーム(78)を前記サンプル又は試料(72)に対してデフォーカスするように動作することを特徴とする請求項30に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスは電子ビーム照射デバイスであり、前記荷電粒子ビーム源は、電子エミッタ、特に冷陰極電界電子エミッタであることを特徴とする請求項30から請求項32のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記電子ビーム照射デバイスは、走査電子顕微鏡(SEM)、透過電子顕微鏡(TEM)、又は走査透過電子顕微鏡(STEM)であることを特徴とする請求項33に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスはイオンビーム照射デバイスであり、前記荷電粒子ビーム源はイオンエミッタであることを特徴とする請求項30から請求項32のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記荷電粒子ビーム源(60)のエミッタ表面は、250nmよりも小さい曲率半径を有することを特徴とする請求項30から請求項35のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記荷電粒子ビーム照射デバイスは、試料を移動可能に支持するための支持要素(96)と、該支持要素(96)を制御するためのモーションコントローラユニットと、前記支持要素(96)の移動に基づいてトリガー信号を供給するように適合された同期手段(98)とを備えることを特徴とする請求項30から請求項36のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- 前記制御ユニット(88)は、加熱要素(82)を制御して、前記荷電粒子ビーム源の照射電流を継続的に安定平均照射電流よりも高く維持するように作動する請求項30から請求項37のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム照射デバイス。
- エミッタ表面(5)を含む、荷電粒子を照射するための荷電粒子ビーム源(60)と、 前記荷電粒子ビーム源(60)に電圧を印加して荷電粒子ビーム(78)を発生させるための電圧ユニット(86)と、を備え、
前記電圧ユニットは、荷電粒子ビーム源の照射電流が、安定平均照射値よりも高い所定の値で、実質的に一定に保たれるように、前記荷電粒子ビーム源に印加される電圧を調整し、
前記エミッタ表面(5)を加熱するための加熱要素(82)と、
トリガー信号を受け取るための入力部(90)を含む制御ユニット(88)と、
を、さらに備え、
前記制御ユニット(88)は、トリガー信号を受け取ると、前記加熱要素(82)を制御して、前記荷電粒子ビーム(78)の発生中に前記荷電粒子ビーム源(60)のエミッタ表面(5)に少なくとも1つの加熱パルスを印加するように動作し、
さらに、前記荷電粒子ビーム源(60)の照射電流を測定するための測定要素(94)と、電圧ユニット(86)によって印加される電圧が所定の電圧値を超えたとき、トリガー信号を与えるようになったトリガーユニット(98)と、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム照射デバイス。
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