CN110223899B - 装置的压力***的操作方法及执行该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的装置的压力***的方法。本发明涉及一种用于执行这种方法的粒子束装置。该方法包括:将泵与压力储器断开;将压力储器连接至真空腔室上;测量压力储器中存在的储器压力、确定第一时刻时储器压力的第一压力值以及第二时刻时储器压力的第二压力值,第二时刻晚于第一时刻;确定储器压力的第一压力值与储器压力的第二压力值之间的函数关系,函数关系是时间函数;针对晚于第二时刻的时刻来外推函数关系;使用外推的函数关系来确定阈值时刻,阈值时刻是外推的函数关系达到压力阈值时的时刻;确定储器压力达到压力阈值之前的剩余时间段;告知使用者和/或装置的控制***剩余时间段。

Description

装置的压力***的操作方法及执行该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的装置的压力***的方法。此外,本发明涉及一种用于执行这种方法的粒子束装置。具体地,粒子束装置是电子束装置和/或离子束装置。
背景技术
电子束装置、尤其是扫描电子显微镜(下文又称为SEM)和/或透射电子显微镜(下文也称为TEM),用于检查物体(又称为样本)以获得关于物体在某些条件下的性质和行为的了解。
在SEM中,通过束发生器来生成电子束(下文又称为一次电子束),并通过束引导***将电子束聚焦在待检查物体上。物镜用于聚焦目的。通过偏转装置来将一次电子束引导在待检查物体的表面上。这又被称为扫描。被一次电子束扫描的区域又称为扫描区域。在此,一次电子束的电子与待检查物体相互作用。因这种相互作用而出现相互作用粒子和/或相互作用辐射。举例而言,这些相互作用粒子是电子。特别地,电子由物体发射(所谓的二次电子),并且一次电子束的电子被反向散射(所谓的反向散射电子)。相互作用粒子形成所谓的二次粒子束并被至少一个粒子检测器检测。粒子检测器生成用于生成物体的图像的检测信号。因此获得待检查物体的图像。举例而言,相互作用辐射是X射线辐射或阴极射线光。使用至少一个辐射检测器来检测相互作用辐射。
在TEM的情况下,同样通过束发生器来生成一次电子束,并通过束引导***将一次电子束引导至待检查物体上。一次电子束穿过待检查物体。当一次电子束穿过待检查物体时,该一次电子束的电子与待检查物体的材料相互作用。穿过待检查物体的电子被包括物镜的***成像到发光屏上或成像到检测器(例如呈照相机的形式)上。举例而言,上述***此外还包括投影透镜。在此,成像还可以在TEM的扫描模式下进行。此类TEM称为STEM。此外,可以通过至少一个另外的检测器来检测待检查物体处的反向散射电子和/或由待检查物体发射的二次电子,以便对待检查物体进行成像。
在单一粒子束装置中组合STEM和SEM的功能是已知的。因此,能够使用该粒子束装置通过SEM功能和/或STEM功能对物体进行检查。
此外,已知了呈离子束柱形式的粒子束装置。使用布置在离子束柱中的离子束发生器来生成用于处理物体的离子。举例而言,在处理过程中烧蚀物体的材料或向物体上施加材料。此地或替代性地,使用离子进行成像。
另外,现有技术披露了在粒子束装置中一方面使用电子并且另一方面使用离子来分析和/或处理物体的做法。举例而言,将具有SEM功能的电子束柱布置在粒子束装置处。此外,将上文已经进一步解释的离子束柱布置在该粒子束装置处。具有SEM功能的电子束柱尤其用于进一步检查经处理或未经处理的物体、而且还用于处理该物体。
当生成物体的图像时,电子束装置的使用者总是想要获得物体的图像的、对于检查物体而言所需的理想图像品质。换句话说,使用者总是希望生成具有如下高的图像品质的物体图像:该图像品质使得使用者能够由于图像和其中包含的图像信息而很好地分析待检查物体。
如上所述,还能够检测相互作用辐射,例如阴极射线光和X射线辐射。当检测到相互作用辐射时,电子束装置的使用者首先可以基于所检测到的相互作用辐射来获得辐射检测器的检测信号的表示的、对于检查物体而言所需的品质。举例而言,如果辐射检测器检测到X射线辐射,则例如通过辐射检测器的良好检测信号来确定该表示的品质。
图像的品质以及基于所检测到的相互作用辐射而获得的检测信号的表示的品质取决于振动,该振动尤其是由用于在电子束装置内产生真空的泵和将电子束装置的腔室连接到这些泵的阀产生。已知的电子束装置包括真空腔室。该真空腔室可以包括用于生成具有电子的电子束的粒子发生器、和/或可以包括待成像、分析和/或处理的物体。涡轮分子泵与该真空腔室处于流体连通。此外,该涡轮分子泵与真空储器处于流体连通。在该涡轮分子泵与该真空储器之间布置了第一阀。可以使用第一阀来连接或断开涡轮分子泵与真空储器之间的流体连通。真空储器与粗抽泵处于流体连通。在真空储器与粗抽泵之间布置了第二阀。可以使用第二阀来连接或断开该真空储器与粗抽泵之间的流体连通。
使用粗抽泵来建立真空,其中真空储器中存在低的真空储器压力。该低的真空储器压力可以等于或大于0.1Pa。当真空储器压力达到低阈值时,将粗抽泵与真空储器断开。例如,该低阈值可以是0.2Pa。换言之,关闭第二阀来中断真空储器与粗抽泵之间的流体连通。此外,真空储器连接至真空腔室上。换言之,通过打开第一阀来在真空储器与真空腔室之间建立流体连通。当在真空腔室与真空储器之间建立流体连通时,真空储器中存在的真空储器压力增大。当真空储器压力达到真空储器压力的给定阈值时,关闭第一阀来中断真空腔室与真空储器之间的流体连通。此外,同样,通过打开第二阀来再次将粗抽泵连接至真空储器上。使用粗抽泵来抽空真空储器。可以根据需要并且在电子束处于操作中的同时重复上述循环。
第一阀和第二阀的打开和关闭可能对电子束装置造成干扰。这些干扰可能是振动。此外,这些振动可能通过抽空真空储器而引起。如果在发生这样的干扰期间对物体进行成像,则所得的该物体的图像可能品质不足,并且因此必须重复对物体进行成像来获得该物体的高品质图像。当大物体被自动成像时并且当电子束装置的使用者在成像过程中不是一直都在时,上述问题也可能是问题。大物体的成像可能花费数百小时。如果在对大物体成像的整个过程期间,在不同时刻发生若干次干扰,则所获得的若干图像可能品质不足。使用者必须手动挑出那些品质不足的图像并重新捕捉这些图像。此外,在使用用于将物体布置在电子束装置的物体腔室内的微操纵器进行操作的过程中,这些干扰可能造成损坏。当这些干扰发生时,微操纵器可能与物体或与电子束装置的一部分碰撞。这可能毁坏物体并且损坏微操纵器。
因此,希望提供一种不被上述干扰所影响的成像方法。作为一种可能的解决方案,已知的是将第一阀和第二阀保持打开使得在真空腔室、真空储器以及粗抽泵之间始终存在流体连通。然而,这也可能对所获得图像的品质具有负面影响,因为具有恒定流体连通的粗抽泵将保持运行,这可能关于所获得图像导致信噪比降低。
因此,本发明的目的是指明一种用于操作对物体进行成像、分析和/或处理的装置的压力***、尤其真空***的方法、以及一种执行该方法的装置,尽管可能发生由阀引起的干扰,该方法和装置仍提供物体的图像的足够品质。
发明内容
根据本发明,该目的通过以下所述的方法来解决。一种用于操作对物体进行成像、分析和/或处理的装置的压力***的方法,该方法包括:
a)将泵与压力储器断开;
b)测量该压力储器中存在的储器压力、并且确定第一时刻时该储器压力的至少一个第一压力值以及第二时刻时该储器压力的至少一个第二压力值,其中,该第二时刻晚于该第一时刻;
c)确定该储器压力的第一压力值与该储器压力的第二压力值之间的函数关系,其中,该函数关系是时间函数;
d)针对晚于该第二时刻的时刻来外推该函数关系;
e)使用外推的函数关系来确定阈值时刻,其中,该阈值时刻是该外推的函数关系达到针对该储器压力给出的压力阈值时的时刻;
f)确定该储器压力达到该压力阈值之前的剩余时间段,其中,该剩余时间段是阈值时刻与该第二时刻之间的时间差;并且
g)将关于该剩余时间段的信息提供给使用者和/或该装置的控制***。
根据本发明的另外一种方法由以下给出。一种用于操作对物体进行成像、分析和/或处理的装置的压力***的方法,该方法包括:
a)将泵与压力储器断开;
b)测量该压力储器中存在的储器压力、并且确定该储器压力何时达到针对该储器压力给出的压力阈值;
c)在该储器压力达到该压力阈值之后在给定的延迟时间期间,停止对该物体进行成像、分析和/或处理;并且
d)将该泵连接至该压力储器上。
以下给出了一种包括用于控制粒子束装置的程序代码的计算机程序产品。一种包括程序代码的计算机程序产品,该程序代码被加载至处理器中并且在被执行时控制粒子束装置,其控制方式是使得根据以上所述的方法被执行。
以下给出了一种用于执行所述方法的粒子束装置。一种用于对物体进行成像、分析和/或处理的粒子束装置,该粒子束装置包括
-用于生成具有带电粒子的粒子束的至少一个粒子发生器,
-用于将该粒子束聚焦到该物体上的至少一个物镜,
-用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器,这些相互作用粒子和这些相互作用辐射是在该粒子束撞击在该物体上时生成的,
-真空腔室,
-至少一个压力储器,
-被适配成与该压力储器处于流体连通的至少一个泵,以及
-处理器,根据上文所述的计算机程序产品被加载至该处理器中。
本发明的另外的特征从下文的描述、下文的权利要求书和/或附图中变得清楚。
根据本发明的方法用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的装置的压力***。该压力***可以是例如上述装置的真空***和/或阻尼单元。该真空***可以包括真空下的至少一个腔室以及用于产生真空的至少一个泵。上述装置可以布置在该阻尼单元上,该阻尼单元进而布置在表面上。该表面可以例如是房间的地板。该阻尼单元用于阻尼可能经由地板传递至上述装置的振动。
该对物体进行成像、分析和/或处理的装置可以是粒子束装置、尤其电子束装置和/或离子束装置。粒子束装置可以包括用于生成具有带电粒子的粒子束的至少一个粒子发生器以及将粒子束聚焦到物体上的至少一个物镜。所述带电粒子可以是电子和/或离子。此外,粒子束装置可以包括用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器,相互作用粒子和相互作用辐射是在粒子束撞击在物体上时生成的。相互作用粒子可以是二次粒子(例如二次电子)或反向散射粒子(例如反向散射电子)。相互作用辐射可以是X射线或阴极射线光。
该对物体进行成像、分析和/或处理的装置、尤其粒子束装置可以包括至少一个真空腔室。待成像、分析和/或处理的物体可以布置或被布置在该真空腔室中。此外,上述装置可以具有压力储器。该压力储器可以与至少一个泵处于流体连通。在该压力储器与该泵之间布置了阀。可以使用阀来连接或断开该压力储器与该泵之间的流体连通。
根据本发明的方法包括将泵与压力储器断开的步骤。换言之,断开压力储器与泵之间的流体连通。例如,关闭阀来将泵与压力储器断开。
根据本发明的方法还包括测量压力储器中存在的储器压力的步骤。例如,使用被布置在压力储器处的压力测量单元来测量储器压力。特别地,确定第一时刻T1时储器压力的至少一个第一压力值以及第二时刻T2时储器压力的至少一个第二压力值。第二时刻T2晚于第一时刻T1。本发明不限于确定两个压力值,即第一时刻T1时储器压力的第一压力值以及第二时刻T2时储器压力的第二压力值。而是,本发明还包括确定储器压力的多于两个压力值(每个压力值在不同时刻确定)、尤其储器压力的5、10、15、20或多达100个压力值,储器压力的每个压力值是在不同时刻确定的。
此外,根据本发明的方法包括以下步骤,确定储器压力的第一压力值与储器压力的第二压力值之间的函数关系。该函数关系是时间函数。该函数关系可以通过不同的方法、例如通过对储器压力的第一压力值和储器压力的第二压力值进行内插来确定。下文更详细解释另外的方法。该函数关系可以是线性关系或非线性关系。阶梯函数可以由该函数关系构成、或者形成该函数关系。
根据本发明的方法的另外的步骤包括针对晚于第二时刻T2的时刻来外推该函数关系。换言之,确定在第二时刻T2之后,压力储器的储器压力如何增大或减小。在根据本发明的方法的另外的步骤中,使用外推的函数关系来确定阈值时刻。该阈值时刻是外推的函数关系达到针对储器压力给出的压力阈值时的时刻。该压力阈值可以由使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***来给出。该压力阈值是不应被超过或低于的压力值,否则真空腔室中和/或压力储器中的压力不足以对在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置中对物体进行良好的成像、分析和/或处理。
根据本发明的方法的另外的步骤包括确定储器压力达到该压力阈值之前的剩余时间段。该剩余时间段是阈值时刻与第二时刻T2之间的时间差。换言之,该剩余时间段对应于储器压力达到压力阈值前保持的时间段。根据本发明的方法的另外的步骤包括告知使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***该剩余时间段。特别地,可以向使用者显示该剩余时间段。
根据本发明的方法具有以下优点:告知了使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***何时可能发生由于打开和关闭阀而引起的干扰。因此,使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***知道这些干扰何时可能发生并且根据这种情况进行调整。特别地,在泵连接至压力储器上并且使用该泵来抽空压力储器或用空气或气体来填充时,使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***可以停止对物体进行任何成像、分析和/或处理。这样,尤其减少了低品质图像的数量。此外,根据本发明的方法尤其有利于对大物体进行成像。由于干扰发生的时刻是已知的,因此可以在发生干扰期间停止对大物体进行成像。这样,将仅获得不被干扰影响的大物体图像。这些图像具有足够的品质以进行分析。额外地,由于干扰发生的时刻是已知的,因此,还可以在发生干扰期间停止例如使用用于将物体布置在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的物体腔室内的微操纵器进行的操作。这样,降低了毁坏物体以及损坏微操纵器的风险。
在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,压力储器是真空储器,储器压力是真空储器压力,并且压力阈值是上限阈值。真空腔室可以与真空储器处于流体连通。例如,在真空腔室与真空储器之间布置了第一阀。可以使用第一阀来连接或断开真空腔室与真空储器之间的流体连通。此外,被布置在真空储器与泵之间的阀是第二阀。可以使用第二阀来连接或断开该真空储器与泵之间的流体连通。根据本发明的方法的实施例包括以下步骤:在将泵与真空储器断开之后、期间或之前,将该真空储器连接至真空腔室上。换言之,在真空腔室与真空储器之间建立流体连通。例如,打开第一阀来在真空腔室与真空储器之间建立流体连通。额外地或替代性地,可以在真空腔室处布置另外的泵。该另外的泵与真空腔室处于流体连通。此外,该另外的泵与真空储器处于流体连通。例如,该第一阀布置在该另外的泵与真空储器之间。可以使用第一阀来连接或断开该另外的泵、真空储器以及真空腔室之间的流体连通。
在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,压力储器是阻尼单元的过压储器,并且储器压力是过压储器压力,其中压力阈值是下限阈值。
如上所述,在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,该方法包括在剩余时间段之后、即在达到阈值时刻时,停止使用该对物体进行成像、分析和/或处理的装置来对物体进行成像、分析和/或处理。该泵连接至压力储器上。此外,如果压力储器是真空储器,则将该真空储器与真空腔室断开。因此,在泵连接至压力储器上时,不使用该对物体进行成像、分析和/或处理的装置来对物体进行成像、分析和/或处理。
此外,在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,该方法不仅仅提供了该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的单一压力储器的单一剩余时间段。而是,根据本发明的方法的实施例还提供了该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的若干压力储器的若干剩余时间段。因此,该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的压力储器可以是第一压力储器,并且该储器压力可以是第一储器压力。另外,泵可以是第一泵,并且压力阈值可以是第一压力阈值。此外,阈值时刻可以是第一阈值时刻,并且函数关系可以是第一函数关系。第二压力储器可以与至少一个第二泵处于流体连通。在第二压力储器与第二泵之间布置了阀。使用该阀来连接或断开第二压力储器与第二泵之间的流体连通。额外地或替代性地,可以在真空腔室处布置另外的泵,该另外的泵与真空腔室处于流体连通并且与第二压力储器处于流体连通。在该另外的泵与第二压力储器之间布置了阀。可以使用该阀来连接或断开该另外的泵、该第二压力储器以及真空腔室之间的流体连通。
根据本发明的方法的实施例包括将第二泵与第二压力储器断开的步骤。换言之,断开第二压力储器与第二泵之间的流体连通。例如,关闭阀来将第二泵与第二真空储器断开。
根据本发明的方法的实施例还包括测量第二压力储器中存在的第二储器压力的步骤。例如,使用布置在第二压力储器处的另外的压力测量单元来测量第二储器压力。特别地,确定第三时刻T3时第二储器压力的至少一个第一压力值以及第四时刻T4时第二储器压力的至少一个第二压力值。第四时刻T4晚于第三时刻T3。本发明不局限于确定两个压力值,即第三时刻T3时第二储器压力的第一压力值以及第四时刻T4时第二储器压力的第二压力值。而是,本发明还包括第二储器压力的多于两个压力值(每个压力值在不同时刻确定)、尤其第二储器压力的5、10、15、20或多达100个压力值,第二储器压力的每个压力值是在不同时刻确定的。
此外,根据本发明的方法的该实施例包括以下步骤:确定第二储器压力的第一压力值与第二储器压力的第二压力值之间的第二函数关系。第二函数关系是第二时间函数。第二函数关系可以通过不同的方法、例如通过对第二储器压力的第一压力值和第二储器压力的第二压力值进行内插来确定。下文更详细解释另外的方法。第二函数关系是线性关系或非线性关系。阶梯函数可以由该第二函数关系构成、或者形成该第二函数关系。
根据本发明的方法的该实施例的另外的步骤包括针对晚于第四时刻T4的时刻来外推该函数关系。换言之,确定在第四时刻T4之后,第二压力储器的第二储器压力如何增大或减小。在根据本发明的方法的实施例的另外的步骤中,使用外推的第二函数关系来确定第二阈值时刻。第二阈值时刻是外推的第二函数关系达到针对第二储器压力给出的第二压力阈值时的时刻。第二压力阈值可以由使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***来给出。第二压力阈值是不应被超过或低于的压力值,否则真空腔室中和/或第二压力储器中的压力不足以在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置中对物体进行良好的成像、分析和/或处理。
根据本发明的方法的该实施例的另外的步骤包括确定该第二储器压力达到第二压力阈值之前的第二剩余时间段。第二剩余时间段是第二阈值时刻与第四时刻T4之间的时间差。换言之,第二剩余时间段对应于第二储器压力达到第二压力阈值前保持的时间段。在根据本发明的方法的实施例的另外的步骤中,该方法包括告知使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***该第二剩余时间段。特别地,可以向使用者显示该第二剩余时间段。
在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,第二压力储器是第二真空储器,第二储器压力是第二真空储器压力,并且第二压力阈值是第二上限阈值。真空腔室可以与第二真空储器处于流体连通。可以在真空腔室与第二真空储器之间布置第三阀。可以使用第三阀来连接或断开真空腔室与第二真空储器之间的流体连通。此外,被布置在第二真空储器与第二泵之间的阀是第四阀。可以使用第四阀来连接或断开第二真空储器与第二泵之间的流体连通。根据本发明的方法的实施例包括以下步骤,在将第二泵与第二真空储器断开之后、期间或之前,将第二真空储器连接至真空腔室上。换言之,在真空腔室与第二真空储器之间建立流体连通。例如,打开第三阀来在真空腔室与第二真空储器之间建立流体连通。额外地或替代性地,可以在真空腔室处布置另外的泵。该另外的泵与真空腔室处于流体连通。此外,该另外的泵与第二真空储器处于流体连通。例如,第三阀布置在该另外的泵与第二真空储器之间。可以使用第三阀来连接或断开该另外的泵、第二真空储器以及真空腔室之间的流体连接。
在根据本发明的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,第二压力储器是阻尼单元的第二过压储器,并且第二储器压力是第二过压储器压力,其中,第二压力阈值是第二下限阈值。
在根据本发明的方法的另外的实施例中,额外地或替代性地提供了,第一泵与第二泵相同。换言之,第一压力储器和第二压力储器与相同的泵处于流体连通。另外,在根据本发明的方法的另外的实施例中,额外地或替代性地提供了,第一函数关系与第二函数关系相同。
在根据本发明的方法的另一个实施例中,额外地或替代性地提供了,该方法包括告知使用者、和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***:第一剩余时间段和第二剩余时间段中的哪一个较短。额外地或替代性地,该方法包括如果第一剩余时间段与第二剩余时间段之间的时间差短于1分钟或2分钟,则告知使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***:第一剩余时间段和第二剩余时间段中的哪一个较短。上述根据本发明的方法的实施例基于以下想法。如上所述,该对物体进行成像、分析和/或处理的装置可以包括若干个压力储器。可以监测该若干个压力储器中的每一个,并且确定每个压力储器的剩余时间段。告知使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***下一次干扰的时刻,该时刻关于该若干个被监测压力储器具有所有剩余时间段的最小值。此外,如果关于该若干个压力储器的干扰在时间上接近,则根据本发明的方法的实施例将这些干扰组合成单一干扰,从而仅告知使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***关于这些压力储器的单一干扰,其中,该单一干扰由被监测压力储器的所有剩余时间段中的最短剩余时间段给出。
根据本发明的另外的方法还用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的装置的压力***。该另外的方法可以与包括上述步骤中的至少一个步骤、或包括上述步骤中的至少两个步骤的组合的方法相组合。该压力***可以是例如上述装置的真空***和/或阻尼单元。该真空***可以包括真空下的至少一个腔室以及用于产生真空的至少一个泵。上述装置可以布置在该阻尼单元上,该阻尼单元进而布置在表面上。该表面可以例如是房间的地板。该阻尼单元用于阻尼可能经由地板传递至上述装置的振动。
该对物体进行成像、分析和/或处理的装置(在其中使用该另外的方法)可以是粒子束装置、尤其电子束装置和/或离子束装置。粒子束装置可以包括用于生成具有带电粒子的粒子束的至少一个粒子发生器以及将粒子束聚焦到物体上的至少一个物镜。所述带电粒子可以是电子和/或离子。此外,粒子束装置可以包括用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器,相互作用粒子和相互作用辐射是在粒子束撞击在物体上时生成的。相互作用粒子可以是二次粒子(例如二次电子)或反向散射粒子(例如反向散射电子)。相互作用辐射可以是X射线或阴极射线光。
该对物体进行成像、分析和/或处理的装置、尤其粒子束装置可以包括至少一个真空腔室。待成像、分析和/或处理的物体可以布置在或被布置在该真空腔室中。此外,上述装置可以具有压力储器。此外,该压力储器可以与至少一个泵处于流体连通。在该压力储器与该泵之间布置了阀。可以使用阀来连接或断开该压力储器与该泵之间的流体连通。
根据本发明的另外的方法包括将泵与压力储器断开的步骤。换言之,断开压力储器与泵之间的流体连通。例如,关闭阀来将泵与压力储器断开。
根据本发明的另外的方法还包括测量压力储器中存在的储器压力的步骤。例如,使用被布置在压力储器处的压力测量单元来测量储器压力。此外,确定储器压力何时达到针对该储器压力给出的压力阈值。该压力阈值可以由使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***来给出。该压力阈值是不应被超过或低于的压力值,否则真空腔室中和/或压力储器中的压力不足以对在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置中对物体进行良好的成像、分析和/或处理。
根据本发明的另外的方法包括以下步骤:在储器压力达到压力阈值之后在给定延迟时间期间停止对物体进行成像、分析和/或处理。该给定延迟时间可以是少于两分钟、少于一分钟或少于30秒的时间段。根据本发明的另外的方法还包括将泵连接至压力储器上。例如,打开阀以在压力储器与泵之间建立流体连通。因此,在泵连接至压力储器上时,停止对物体进行成像、分析和/或处理。
在根据本发明的另外的方法的实施例中额外地或替代性地提供了,该方法包括:压力储器是真空储器并且储器压力是真空储器压力,其中,压力阈值是上限阈值,并且其中在泵与真空储器断开之后,将真空储器连接至该装置的真空腔室上。例如,关闭或打开阀来中断真空储器与压力腔室之间的流体连通。此外,在真空储器压力达到压力阈值之后,以给定延迟时间将真空储器与真空腔室断开。
在根据本发明的另外的方法的实施例中,额外地或替代性地提供了,该方法包括:压力储器是阻尼单元的过压储器,并且储器压力是过压储器压力,其中压力阈值是下限阈值。
根据本发明的另外的方法具有以下优点:使用者和/或该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的控制***可以在干扰发生之前完成对物体进行成像、分析和/或处理的过程。这样,尤其减少了低品质图像的数量。此外,根据本发明的另外的方法还特别有利于对大物体进行成像或对物体的自动化成像过程。额外地,由于在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置内停止特定操作之前干扰不会开始,因此避免了对物体和/或对该对物体进行成像、分析和/或处理的装置的部件造成损坏、尤其对物体或对用于将物体布置在该对物体进行成像、分析和/或处理的装置内的微操纵器造成损坏。
本发明还涉及一种包括程序代码的计算机程序产品,所述程序代码可以加载或被加载至处理器中,并且在被执行时控制粒子束装置,其控制方式为使得包括上文所述或下文进一步所述的步骤中的至少一个步骤或上文所述或下文进一步所述的步骤中的至少两个步骤的组合的方法被执行。
本发明还涉及一种用于对物体进行成像、分析和/或处理的粒子束装置。该粒子束装置包括用于生成包括带电粒子的粒子束的至少一个粒子发生器。所述带电粒子可以是电子和/或离子。根据本发明的粒子束装置还具有用于将粒子束聚焦到物体上的至少一个物镜。此外,根据本发明的粒子束装置具有用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器,相互作用粒子和相互作用辐射是在粒子束撞击在物体上时生成的。相互作用粒子可以是二次粒子和/或反向散射粒子,尤其是二次电子和反向散射电子。相互作用辐射可以是X射线和/或阴极射线光。
此外,根据本发明的粒子束装置包括真空腔室。该真空腔室可以是物体腔室,待成像、分析和/或处理的物体可以布置在该腔室中。额外地或替代性地,该真空腔室可以是将粒子束装置的需要真空环绕的那些部件布置在其中的任何腔室。此外,根据本发明的粒子束装置包括至少一个压力储器。额外地,至少一个泵被适配成与压力储器处于流体连通。在根据本发明的粒子束装置的一个实施例中,在真空腔室与压力储器之间布置了第一阀。在根据本发明的粒子束装置的另外的实施例中,可以在压力储器与泵之间布置第二阀。
根据本发明的粒子束装置还包括至少一个处理器,如上文提及的,计算机程序产品被加载至该至少一个处理器中。
在根据本发明的粒子束装置的实施例中,额外地或替代性地提供了,压力储器是以下中的一项:(i)被适配成与真空腔室处于流体连通的真空储器;或(ii)阻尼单元的过压储器。上文进一步解释了阻尼单元。
在根据本发明的粒子束装置的另一个实施例中,额外地或替代性地提供了,压力储器是锁定腔室。锁定腔室是粒子束装置的交换腔室,物体引入该交换腔室中、然后被进一步引入粒子束装置的真空腔室中。
在根据本发明的粒子束装置的另外的实施例中,额外地或替代性地提供了,粒子发生器是用于生成包括第一带电粒子的第一粒子束的第一粒子发生器。物镜是用于将第一粒子束聚焦到物体上的第一物镜。根据本发明的实施例的粒子束装置进一步包括用于生成包括第二带电粒子的第二粒子束的第二粒子发生器、以及用于将第二粒子束聚焦到物体上的第二物镜。第二带电粒子可以是电子和/或离子。
在根据本发明的粒子束装置的另外的实施例中,额外地或替代性地提供了,粒子束装置是以下中的至少一项:电子束装置和离子束装置。具体地,粒子束装置可以是电子束装置和离子束装置两者。
附图说明
下文参考附图更详细地解释本文中描述的本发明的实施例,在附图中:
图1示出了粒子束装置的第一实施例的示意图;
图1A示出了粒子束装置的第二实施例的示意图;
图2示出了粒子束装置的第三实施例的示意图;
图3示出了粒子束装置的第四实施例的示意图;
图4示出了根据图3的粒子束装置的另外的示意图;
图5示出了呈泵***形式的真空***的示意图;
图5A示出了根据图5的呈泵***形式的真空***的另外的示意图;
图6示出了用于操作真空***的方法的实施例的流程图;
图6A示出了根据图6的用于操作真空***的方法的实施例的另外的流程图;
图7示出了真空储器中存在的真空储器压力随时间变化的示意图;
图8示出了用于操作真空***的方法的另外的实施例的流程图;
图9示出了用于操作真空***的方法的另一个实施例的流程图;
图10示出了呈泵***形式的另外的真空***的示意图;
图11示出了呈阻尼单元形式的压力***的示意图;
图12示出了用于操作呈阻尼单元形式的压力***的方法的实施例的流程图;
图13示出了压力储器中存在的储器压力随时间变化的示意图。
具体实施方式
图1示出了SEM 100的示意图。SEM 100具有作为阴极的电子源101形式的束发生器、引出电极102、以及阳极103,该阳极被布置在SEM 100的束引导管104的一端上。电子源101是例如热场发射器。然而,本发明并不限于这样的电子源。而是,可以使用任何电子源。
从电子源101出射的电子形成了一次电子束。电子由于电子源101与阳极103之间的电势差而被加速至阳极电势。这个示例性实施例中的阳极电势相对于物体腔室120的接地电势在0.2kV与30kV之间,例如5kV至15kV,具体地8kV,但替代性地,它还可以是接地电势。
两个聚束透镜被布置在束引导管104处,即,第一聚束透镜105和第二聚束透镜106,从电子源101朝向物镜107观看,第一聚束透镜105位于前方,然后是第二聚束透镜106。然而,本发明并不限于使用两个聚束透镜。而是,另外的实施例可以仅包括单一聚束透镜。
第一光圈单元108被布置在阳极103与第一聚束透镜105之间。第一光圈单元108与阳极103和束引导管104一起处于高压电势(即阳极103的电势)、或处于接地电势。第一光圈单元108可以具有若干个第一光圈开口108A。这些第一光圈开口108A之一示于图1中。例如,第一光圈单元108具有两个第一光圈开口108A。若干个第一光圈开口108A中的每个可以具有不同开口直径。可以使用适配机构在SEM 100的光轴OA处布置所选择的第一光圈开口108A。然而,本发明并不限于本实施例。而是,在替代性实施例中,第一光圈单元108可以仅具有单一第一光圈开口108A。这个替代性实施例未使用适配机构。这个替代性实施例的第一光圈单元108围绕光轴OA固定地布置。
静止的第二光圈单元109被布置在第一聚束透镜105与第二聚束透镜106之间。替代地,第二光圈单元109是可移动的。
物镜107具有极片110,在极片中已经制作了孔隙。束引导管104被布置在这个孔隙并且被引导穿过这个孔隙。此外,线圈111被布置在极片110中。
静电减速装置位于束引导管104的下游。它具有被布置在束引导管104的面向物体114的那端处的单一电极112和管形电极113。因此,管形电极113与束引导管104一起处于阳极103的电势,而单一电极112和物体114处于比阳极103电势低的电势。在这种情况下,这是物体腔室120的接地电势。因此,一次电子束的电子可以被减速至分析该物体114所需的期望能量。
此外,SEM 100具有扫描装置115,一次电子束可以经由该扫描装置偏转且跨物体114扫描。在这个过程中,一次电子束的电子与物体114相互作用。作为这种相互作用的结果,将产生被检测到的相互作用粒子和/或相互作用辐射。评估以这种方式获得的检测信号。
作为相互作用粒子,具体地电子从物体114的表面发射(所谓的二次电子)或一次电子束的电子被反向散射(所谓的反向散射电子)。为了检测二次电子和/或反向散射电子,具有第一检测器116和第二检测器117的检测器***被布置在束引导管104中。在束引导管104中,第一检测器116沿着光轴OA被布置在源侧,而第二检测器117沿着光轴OA被布置在物体侧。此外,第一检测器116和第二检测器117被布置为朝向SEM 100的光轴OA彼此偏离。第一检测器116和第二检测器117两者各具有一次电子束可以穿过的通孔,且它们大致处于阳极103和束引导管104的电势。SEM 100的光轴OA穿过对应通孔。
第二检测器117主要用于检测二次电子。从物体114发射的二次电子具有低动能和任意移动方向。然而,二次电子由于由管形电极113在物镜107的方向上生成的强引出场而加速。二次电子几乎平行于光轴OA进入物镜107。二次电子的束团的直径在物镜107中是小的。然而,物镜107影响二次电子的束且生成具有相对于光轴OA的相对陡角的二次电子的短聚焦,使得二次电子在聚焦后彼此发散、并且可以撞击在第二检测器117上。反向散射在物体114上的电子(即,反向散射电子)与从物体114离开时的二次电子相比具有相对较高的动能。仅由第二检测器117在极小程度上检测到反向散射电子。反向散射电子束的高动能和在反向散射到物体114处时相对于光轴OA的角度导致了反向散射电子的束腰,即具有最小直径的束区域,束腰位于第二检测器117附近。因此,反向散射电子的大部分穿过第二检测器117的开口。相应地,反向散射电子主要由第一检测器116检测。
SEM 100的另外实施例的第一检测器116可以具有反向场网格116A,其是具有相反电势的场网格。反向场网格116A可以布置在第一检测器116的面向物体114的那侧。反向场网格116A可以包括相对于束引导管104的电势而言的负电势,使得主要是或仅有具有高能量的反向散射电子可以穿过反向场网格116A且撞击在第一检测器116上。额外地或替代性地,第二检测器117可以具有另外的反向场网格,其类似于第一检测器116的上述反向场网格116A而设计且具有类似功能。
由第一检测器116和第二检测器117生成的检测信号用于生成物体114的表面的一个或多个图像。
明确指出的是,第一光圈单元108和第二光圈单元109的光圈开口以及第一检测器116和第二检测器117的通孔以夸大方式呈现。第一检测器116和第二检测器117的通孔具有垂直于光轴OA的在1mm与5mm之间的最大长度。例如,它们具有圆形设计且具有垂直于光轴OA的在1mm至3mm的范围内的直径。
在此处示出的示例性实施例中,第二光圈单元109是具有供一次电子束穿过的第二光圈开口118的圆形光圈,第二光圈开口118具有在25μm至50μm的范围内、例如为35μm的延伸。第二光圈单元109可以是压力级光圈。另外的示例性实施例的第二光圈单元109可以具有若干个开口,这些开口可以相对于一次电子束机械移动或可以通过使用电和/或磁偏转装置被一次电子束穿过。如上所述,第二光圈单元109还可以是压力级单元。它将具有超高真空(10-7至10-12hPa)的、其中布置有电子源101的第一区域与具有高真空(10-3至10- 7hPa)的第二区域分开。第二区域是通向物体腔室120的束引导管104的中间压力区域。
除上文所述的检测器***外,SEM 100具有被布置在物体腔室120中的辐射检测器500。例如,辐射检测器500定位在束引导管104与物体114之间。此外,辐射检测器500定位在物体114的一侧。辐射检测器500可以是CCD检测器。
物体腔室120在第一压力范围或第二压力范围内工作,其中,第一压力范围仅包括低于或等于10-3hPa的压力,并且其中,第二压力范围仅包括高于10-3hPa的压力。压力传感器600被布置在物体腔室120中用于测量物体腔室120中的压力。连接至压力传感器600且被布置在物体腔室120处的呈泵***601形式的真空***提供物体腔室120中的压力范围,即第一压力范围或第二压力范围。
SEM 100可以进一步具有被布置在物体腔室120中的第三检测器121。如从电子源101沿着光轴OA朝物体114的方向上所见,第三检测器121被布置在物体114的下游。一次电子束可以透射穿过物体114。一次电子束的电子与物体114的材料相互作用。将使用第三检测器121检测透射穿过物体114的电子。
第一检测器116、第二检测器117和辐射检测器500连接至控制单元700。控制单元700包括处理器701,包括程序代码的计算机程序产品被加载至该处理器中,该程序代码在被执行时以使得根据本发明的方法被执行的方式来控制SEM 100。下文将对此进行进一步说明。
图1A示出了另外的SEM 100的示意图。图1A的实施例是基于图1的实施例。相同的附图标记表示相同的部件。与图1的SEM 100相比,图1A的SEM 100包括物体腔室122。限压光圈602被布置在束引导管104与物体腔室122的物体区域123之间。根据图1A的SEM 100尤其适于在第二压力范围内工作的SEM 100。
图2是根据本发明的粒子束装置的另外实施例的示意图。粒子束装置的本实施例用附图标记200来表示、并且包括用于校正例如色像差和球面像差的校正镜。下文将对此进行进一步的详细说明。粒子束装置200包括体现为电子束柱的粒子束柱201、且原则上对应于经校正SEM的电子束柱。然而,根据本发明的粒子束装置200并不限于具有校正镜的SEM。而是,可以使用包括校正单元的任何粒子束装置。
粒子束柱201包括作为阴极的呈电子源202形式的束发生器、引出电极203、以及阳极204。举例而言,电子源202可以是热场发射器。从电子源202出射的电子因电子源202与阳极204之间的电势差而被阳极204加速。相应地,沿着第一光轴OA1提供电子束形式的一次粒子束。
使用第一静电透镜205、第二静电透镜206和第三静电透镜207沿着束路径(其在一次粒子束已从电子源202出射之后大致是第一光轴OA1)引导一次粒子束。
使用至少一个束对准装置沿着束路径调整一次粒子束。本实施例的束对准装置包括枪对准单元,该枪对准单元包括沿着第一光轴OA1布置的两个磁偏转单元208。此外,粒子束装置200包括静电束偏转单元。第一静电束偏转单元209被布置在第二静电透镜206与第三静电透镜207之间。第一静电束偏转单元209还被布置在磁偏转单元208的下游。第一磁偏转单元形式的第一多极单元209A被布置在第一静电束偏转单元209的一侧。此外,第二磁偏转单元形式的第二多极单元209B被布置在第一静电束偏转单元209的另一侧。第一静电束偏转单元209、第一多极单元209A和第二多极单元209B用于相对于第三静电透镜207的轴线和束偏转装置210的入射窗调整一次粒子束。第一静电束偏转单元209、第一多极单元209A和第二多极单元209B可以一起充当维恩(Wien)滤波器。另外的磁偏转装置232被布置在束偏转装置210的入口处。
束偏转装置210用作粒子-光束分离器,其以特定方式偏转一次粒子束。束偏转装置210包括若干个磁性扇区,即第一磁性扇区211A、第二磁性扇区211B、第三磁性扇区211C、第四磁性扇区211D、第五磁性扇区211E、第六磁性扇区211F和第七磁性扇区211G。一次粒子束沿着第一光轴OA1进入束偏转装置210、并且被束偏转装置210在第二光轴OA2的方向上偏转。这种束偏转由处于30°至120°的角度的第一磁性扇区211A、第二磁性扇区211B和第三磁性扇区211C实现。第二光轴OA2被布置为与第一光轴OA1成完全相同的角度。束偏转装置210还在第三光轴OA3的方向上偏转沿着第二光轴OA2引导的一次粒子束。这种束偏转由第三磁性扇区211C、第四磁性扇区211D和第五磁性扇区211E来实现。在图2中所示的实施例中,至第二光轴OA2和至第三光轴OA3的偏转将通过按90°角偏转一次粒子束而完成。因此,第三光轴OA3同轴于第一光轴OA1延伸。然而,根据本发明的粒子束装置200并不限于90°偏转角。而是,可以对束偏转装置210使用任何适当的偏转角(例如70°或110°),使得第一光轴OA1不同轴于第三光轴OA3延伸。有关束偏转装置210的进一步细节,参考WO 2002/067286 A2,该文献通过援引并入本文。
在被第一磁性扇区211A、第二磁性扇区211B和第三磁性扇区211C偏转后,沿着第二光轴OA2引导一次粒子束。一次粒子束被引导至静电反射镜214、并且在其至静电反射镜214的途中穿过第四静电透镜215、磁偏转单元形式的第三多极单元216A、第二静电束偏转单元216、第三静电束偏转单元217、以及磁偏转单元形式的第四多极单元216B。静电反射镜214包括第一反射镜电极213A、第二反射镜电极213B和第三反射镜电极213C。被静电反射镜214反射回来的一次粒子束的电子再次沿着第二光轴OA2前进、并且再次进入束偏转装置210。它们被第三磁性扇区211C、第四磁性扇区211D和第五磁性扇区211E朝向第三光轴OA3偏转。一次粒子束的电子离开束偏转装置210、沿着第三光轴OA3被引导至待检查物体225。在其至物体225的途中,一次粒子束穿过第五静电透镜218、束引导管220、第五多极单元218A、第六多极单元218B、以及物镜221。第五静电透镜218是静电浸没透镜。一次粒子束被第五静电透镜218减速或加速至束引导管220的电势。
一次粒子束被物镜221聚焦在物体225所在的焦平面中。物体225被布置在可移动样本台224上。可移动样本台224被布置在粒子束装置200的物体腔室226中。
物镜221可以实施为磁透镜222与第六静电透镜223的组合。束引导管220的一端可以是静电透镜的一个电极。一次粒子束的粒子在从束引导管220离开后被减速至被布置在样本台224上的物体225的电势。物镜221并不限于磁透镜222与第六静电透镜223的组合。而是,物镜221可以实施为任何适当形式。具体地,物镜221还可以仅为单纯磁透镜或仅为单纯静电透镜。
聚焦在物体225上的一次粒子束与物体225相互作用。生成相互作用粒子和相互作用辐射。具体地,物体225发射二次电子,且从物体225返回反向散射电子。二次电子和反向散射电子再次被加速且沿着第三光轴OA3被引导至束引导管220中。具体地,二次电子和反向散射电子在一次粒子束的束路径上沿着一次粒子束的相反方向行进。
粒子束装置200包括沿着束路径被布置在束偏转装置210与物镜221之间的第一检测器219。通过第一检测器219检测在相对于第三光轴OA3以大角度定向的方向上引导的二次电子。然而,在第一检测器219处在相对于第三光轴OA3具有小轴向距离的方向上引导的反向散射电子和二次电子(即在第一检测器219的位置处离第三光轴OA3具有小距离的反向散射电子和二次电子)进入束偏转装置210、且被第五磁性扇区211E、第六磁性扇区211F和第七磁性扇区211G沿着检测束路径227偏转至分析单元231的第二检测器228。总偏转角可以是例如90°或110°。
第一检测器219主要基于所发射的二次电子生成检测信号。分析单元231的第二检测器228主要基于反向散射电子生成检测信号。由第一检测器219和第二检测器228生成的检测信号被传输至控制单元700且用于获得关于聚焦的一次粒子束与物体225的相互作用区域的性质的信息。如果使用扫描装置229将聚焦的一次粒子束在物体225上扫描并且如果控制单元700获取并且存储由第一检测器219和第二检测器228生成的检测信号,则可以通过控制单元700或监视器(未示出)获取并且显示物体225的被扫描区域的图像。
滤波器电极230可以布置在分析单元231的第二检测器228的前方。由于二次电子与反向散射电子之间的动能差,滤波器电极230可以用于将二次电子与反向散射电子分开。
除第一检测器219和第二检测器228外,粒子束装置200还具有被布置在物体腔室226中的辐射检测器500。辐射检测器500定位在物体225的一侧且被引导至物体225。辐射检测器500可以是CCD检测器、并且检测由于一次粒子束与物体225的相互作用产生的相互作用辐射,尤其是X射线和/或阴极射线光。
物体腔室226在第一压力范围或第二压力范围内工作,其中,第一压力范围仅包括低于或等于10-3hPa的压力,并且其中,第二压力范围仅包括高于10-3hPa的压力。压力传感器600被布置在物体腔室226中用于测量物体腔室226中的压力。连接至压力传感器600且布置在物体腔室226处的呈泵***601形式的真空***提供物体腔室226内的压力范围,即第一压力范围或第二压力范围。
第一检测器219、分析单元231的第二检测器228、和辐射检测器500连接至控制单元700。控制单元700包括处理器701,包括程序代码的计算机程序产品被加载至该处理器中,该程序代码在被执行时以使得根据本发明的方法被执行的方式来控制粒子束装置200。下文将对此进行进一步说明。
图3示出了根据本发明的粒子束装置300的另一实施例的示意图。粒子束装置300具有离子束柱形式的第一粒子束柱301和电子束柱形式的第二粒子束柱302。第一粒子束柱301和第二粒子束柱302被布置在物体腔室303上,在该物体腔室中布置了待成像、分析和/或处理的物体304。明确指出的是,本文中描述的***并不限于离子束柱形式的第一粒子束柱301和电子束柱形式的第二粒子束柱302。实际上,本文中描述的***还将第一粒子束柱301提供为电子束柱形式并且将第二粒子束柱302提供为离子束柱形式。本文中描述的本发明的另外实施例将第一粒子束柱301和第二粒子束柱302两者各自提供为离子束柱形式。
图4示出了图3中所示的粒子束装置300的详细展示。为清晰起见,未展示物体腔室303。离子束柱形式的第一粒子束柱301具有第一光轴305。此外,电子束柱形式的第二粒子束柱302具有第二光轴306。
接下来将描述电子束柱形式的第二粒子束柱302。第二粒子束柱302具有第二束发生器307、第一电极308、第二电极309和第三电极310。举例而言,第二束发生器307是热场发射器。第一电极308具有抑制电极的功能,而第二电极309具有引出电极的功能。第三电极310是阳极、并且同时形成束引导管311的一端。
电子束形式的第二粒子束312由第二束发生器307生成。从第二束发生器307出射的电子因第二束发生器307与第三电极310之间的电势差而被加速至阳极电势,例如,在从1kV至30kV的范围内。电子束形式的第二粒子束312穿过束引导管311、且被聚焦到物体304上。
束引导管311穿过准直器布置313,该准直器布置具有第一环形线圈314和轭315。从第二束发生器307朝物体304的方向上看,准直器布置313之后是针孔光阑316和检测器317,其中在束引导管311中沿着第二光轴306布置了中心开口318。
束引导管311接着延伸穿过第二物镜319中的孔。第二物镜319用于将第二粒子束312聚焦到物体304上。为此目的,第二物镜319具有磁透镜320和静电透镜321。磁透镜320配备有第二环形线圈322、内极片323和外极片324。静电透镜321包括束引导管311的一端325和端接电极326。
束引导管311的一端325和端接电极326同时形成静电减速装置。束引导管311的一端325与束引导管311一起处于阳极电势,而端接电极326和物体304处于低于阳极电势的电势。这允许第二粒子束312的电子被减速至检查该物体304所需的期望能量。
第二粒子束柱302此外具有光栅装置327,通过该光栅装置,第二粒子束312可以被偏转并且可以以光栅形式在物体304上方扫描。
为了成像目的,被布置在束引导管311中的检测器317检测由第二粒子束312与物体304之间的相互作用产生的二次电子和/或反向散射电子。由检测器317生成的信号被传输至控制单元700。
相互作用辐射(例如,X射线或阴极射线光)可以通过使用辐射检测器500(例如CCD检测器)检测,该辐射检测器被布置在物体腔室303中(见图3)。辐射检测器500定位在物体304的一侧且被引导至物体304。
物体304被布置在如图3中所示的样本台形式的物体固持器328上,物体304被该物体固持器布置成可以沿着被布置为互相垂直的三条轴线(具体地x轴、y轴和z轴)移动。此外,样本台可以绕被布置为互相垂直的两条旋转轴线旋转。因此能将物体304移动至期望位置。物体固持器328绕这两条旋转轴线之一的旋转可以用于使物体固持器328倾斜,以使得物体304的表面可以垂直于第二粒子束312或第一粒子束329定向,下文将对此进行进一步说明。替代性地,物体304的表面可以用使得一方面物体304的表面和另一方面第一粒子束329或第二粒子束312成例如在0°至90°的范围内的角度的方式被定向。
如上所述,附图标记301表示离子束柱形式的第一粒子束柱。第一粒子束柱301具有离子源形式的第一束发生器330。第一束发生器330用于生成离子束形式的第一粒子束329。此外,第一粒子束柱301配备有引出电极331和准直器332。在沿着第一光轴305朝物体304的方向上,准直器332之后是可变光圈333。第一粒子束329被聚焦透镜形式的第一物镜334聚焦到物体304上。提供了光栅电极335以将第一粒子束329以光栅形式在物体304上方扫描。
当第一粒子束329冲击物体304时,第一粒子束329与物体304的材料相互作用。在此过程中,生成相互作用辐射并且使用辐射检测器500来检测其。生成相互作用粒子,具体地二次电子和/或二次离子。这些是使用检测器317来检测。
物体腔室303在第一压力范围或第二压力范围内工作,其中,第一压力范围仅包括低于或等于10-3hPa的压力,并且其中,第二压力范围仅包括高于10-3hPa的压力。压力传感器600布置在物体腔室303中用于测量物体腔室303中的压力(见图3)。连接至压力传感器600且布置在物体腔室303处的呈泵***601形式的真空***提供物体腔室303内的压力范围,即第一压力范围或第二压力范围。
第一粒子束329还可以用于处理物体304。例如,可以使用第一粒子束329将材料沉积在物体304的表面上,其中,该材料是使用气体注入***(GIS)提供。额外地或替代性地,可以使用第一粒子束329将结构蚀刻至物体304中。此外,第二粒子束312可以用于例如通过电子束诱导沉积来处理物体304。
检测器317和辐射检测器500连接至控制单元700,如图3和图4中所示。控制单元700包括处理器701,包括程序代码的计算机程序产品被加载至该处理器中,该程序代码在被执行时以使得根据本发明的方法被执行的方式来控制粒子束装置300。下文将对此进行进一步说明。
现在图5关于根据图1的SEM 100示出了呈泵***601形式的真空***的示意图。应注意的是,泵***601还可以布置在进一步讨论的粒子束装置处、即图1A的SEM 100、图2的粒子束装置200以及图3和图4的粒子束装置300处。
SEM 100包括具有真空腔室605的束引导管104。真空腔室605可以包括用于生成电子束的电子源101、和/或可以包括待成像、分析和/或处理的物体114。因此,真空腔室605可以是物体腔室120。应注意的是,本发明不限于上述真空腔室。而是,本发明可以使用SEM100的适用于本发明的任何真空腔室。
第一离子吸气泵603和第二离子吸气泵604被布置在束引导管104处并且与真空腔室605处于流体连通。因此,第一离子吸气泵603和第二离子吸气泵604抽空真空腔室605、并且在真空腔室605内提供真空。
第一涡轮分子泵606被布置在束引导管104处并且与真空腔室605处于流体连通。此外,第一涡轮分子泵606经由第一导管608与第一真空储器607处于流体连通。在第一涡轮分子泵606与第一真空储器607之间布置了第一阀609。可以使用第一阀609来连接或断开第一涡轮分子泵606、真空腔室605、以及第一真空储器607之间的流体连通。第一真空储器607还经由第二导管611与第一粗抽泵610处于流体连通。在第一真空储器607与第一粗抽泵610之间布置了第二阀612。可以使用第二阀612来连接或断开第一真空储器607与第一粗抽泵610之间的流体连通。在第一真空储器607处布置了第一压力测量单元613,以测量第一真空储器607内的第一真空储器压力。
现在图5A关于根据图1的SEM 100示出了呈泵***601形式的真空***的另外的示意图。如图5A所示,泵***601可以包括多于一个泵和/或多于一个真空储器。更确切地,图5和图5A所示的泵***601的实施例包括第二涡轮分子泵606A,该第二涡轮分子泵被布置在束引导管104处并且与真空腔室605处于流体连通。此外,第二涡轮分子泵606A经由第三导管608A与第二真空储器607A处于流体连通。在第二涡轮分子泵606A与第二真空储器607A之间布置了第三阀609A。可以使用第三阀609A来连接或断开第二涡轮分子泵606A、真空腔室605以及第二真空储器607A之间的流体连通。第二真空储器607A经由第四导管611A与第二粗抽泵610A处于流体连通。在第二真空储器607A与第二粗抽泵610A之间布置了第四阀612A。可以使用第四阀612A来连接或断开第二真空储器607A与第二粗抽泵610A之间的流体连通。在第二真空储器607A处布置了第二压力测量单元613A,以测量第二真空储器607A内的第二真空储器压力。
泵***601可以使用循环来操作。更确切地,泵***601可以使用第一泵循环并且使用第二泵循环来操作。
下文描述第一泵循环。使用第一粗抽泵610来建立真空,其中第一真空储器607中存在低的第一真空储器压力。低的第一真空储器压力可以等于或大于10-3hPa。当第一真空储器压力达到低阈值、例如2·10-3hPa时,第一粗抽泵610与第一真空储器607断开。换言之,关闭第二阀612来中断第一真空储器607与第一粗抽泵610之间的流体连通。此外,第一真空储器607连接至真空腔室605和第一涡轮分子泵606上。换言之,通过打开第一阀609来在第一真空储器607、真空腔室605以及第一涡轮分子泵606之间建立流体连通。当在真空腔室605、第一涡轮分子泵606以及第一真空储器607之间建立流体连通时,第一真空储器607中存在的第一真空储器压力增大。当第一真空储器压力达到第一真空储器压力的给定压力阈值、例如5·10-3hPa时,关闭第一阀609,来中断真空腔室605、第一涡轮分子泵606以及第一真空储器607之间的流体连通。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制单元701给出。再次通过第二阀612,第一粗抽泵610连接至第一真空储器607上。使用第一粗抽泵610来抽空第一真空储器607,直至第一真空储器压力再次达到低阈值。当达到低阈值时,第一泵循环再次重新开始。
下文描述第二泵循环。使用第二粗抽泵610A来建立真空,其中第二真空储器607A中存在低的第二真空储器压力。该低的第二真空储器压力可以等于或大于10-3hPa。当第二真空储器压力达到低阈值、例如2·10-3 hPa时,第二粗抽泵610A与第二真空储器607A断开。换言之,关闭第四阀612A来中断第二真空储器607A与第二粗抽泵610A之间的流体连通。此外,第二真空储器607A连接至真空腔室605和第二涡轮分子泵606A上。换言之,通过打开第三阀609A来在第二真空储器607A、真空腔室605以及第二涡轮分子泵606A之间建立流体连通。当在真空腔室605、第二涡轮分子泵606A以及第二真空储器607A之间建立流体连通时,第二真空储器607A中存在的第二真空储器压力增大。当第二真空储器607A的第二真空储器压力达到第二真空储器压力的给定压力阈值、例如5·10-3hPa时,关闭第三阀609A,来中断真空腔室605、第二涡轮分子泵606A以及第二真空储器607A之间的流体连通。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制单元701给出。通过打开第四阀612A,第二粗抽泵610A再次连接至第二真空储器607A上。使用第二粗抽泵610A来抽空第二真空储器607A,直至第二真空储器压力再次达到低阈值。当达到低阈值时,第二泵循环再次重新开始。
第一阀609、第二阀612、第三阀609A、以及第四阀612A的打开和关闭可能对SEM100造成干扰。这些干扰是振动。此外,这些振动可能由于抽空第一真空储器607和第二真空储器607A而引起。如果在干扰期间对物体114进行成像、分析和/或处理,则所获得的物体114的图像例如可能品质不足,并且因此尤其必须对物体114重复成像以获得物体114的良好品质图像。现在来解释避免了这个缺点的根据本发明的方法的实施例。使用根据图1的SEM 100来执行根据本发明的方法。注意,该方法还可以用于其他粒子束装置(尤其图1A的SEM 100、图2的粒子束装置200、以及图3和图4的粒子束装置300)执行。
图6和图6A示出了根据本发明的方法的实施例。将关于第一真空储器607来解释该方法。在方法步骤S1中,通过关闭第一阀609来将第一真空储器607与真空腔室605和第一涡轮分子泵606断开。在方法步骤S2中,通过打开第二阀612来将第一粗抽泵610连接至第一真空储器607上。在方法步骤S3中,用第一粗抽泵610来抽空第一真空储器607。如上所述,使用第一粗抽泵610来建立真空,其中第一真空储器607中存在低的第一真空储器压力。该低的第一真空储器压力可以等于或大于10-3hPa。在方法步骤S4中,当第一真空储器压力达到低阈值、例如2·10-3hPa时,第一粗抽泵610与第一真空储器607断开。换言之,关闭第二阀612来中断第一真空储器607与第一粗抽泵612之间的流体连通。
在方法步骤S5中,第一真空储器607连接至真空腔室605和第一涡轮分子泵606上。换言之,通过打开第一阀609来在第一真空储器607、真空腔室605以及第一涡轮分子泵606之间建立流体连通。此外,在方法步骤S5中,开始使用SEM 100对物体114进行成像、分析和/或处理。
如上所述,在真空腔室605、第一涡轮分子泵606以及第一真空储器607之间建立流体连通之后,第一真空储器607中存在的第一真空储器压力增大。因此,在方法步骤S6中,使用第一压力测量单元613来测量第一真空储器压力。在不同时刻确定第一真空储器压力的压力值。更确切地,确定第一时刻T1时第一真空储器压力的至少一个第一压力值以及在第二时刻T2时第一真空储器压力的至少一个第二压力值,其中T2晚于T1。在其他实施例中,该方法包括确定第一真空储器压力的多于两个压力值、尤其第一真空储器压力的5、10、15、20或多达100个压力值,其中第一真空储器压力的每个压力值是在不同时刻确定的。
图7示出了第一真空储器607中存在的第一真空储器压力随时间变化的示意图。在不同时刻确定第一真空储器压力的10个压力值。更确切地,确定第一时刻T1时第一真空储器压力的第一压力值V1、第二时刻T2时第一真空储器压力的第二压力值V2、第三时刻T3时第一真空储器压力的第三压力值V3、第四时刻T4时第一真空储器压力的第四压力值V4、第五时刻T5时第一真空储器压力的第五压力值V5、第六时刻T6时第一真空储器压力的第六压力值V6、第七时刻T7时第一真空储器压力的第七压力值V7、第八时刻T8时第一真空储器压力的第八压力值V8、第九时刻T9时第一真空储器压力的第九压力值V9、以及第十时刻T10时第一真空储器压力的第十压力值V10。为清楚起见,在图7中仅指出了第一时刻T1至第七时刻T7以及第十时刻T10。此外,压力值V1至V10用字母V一起表示。
在方法步骤S7中,使用压力值V1至V10来确定压力值V1至V10之间的第一函数关系。第一函数关系是第一时间函数。第一函数关系是线性关系或非线性关系。阶梯函数还可以由第一函数关系构成、或者形成第一函数关系。第一函数关系可以由不同的方法来确定。举例而言,第一函数关系可以通过内插法来确定。在内插中可以使用任何合适的内插法,例如线性内插法、非线性内插法、三角内插法、对数内插法和/或样条内插法。此外和/或作为其替代方案,可以通过外推来确定函数关系。在外推中可以使用任何合适的外推法,例如线性外推、非线性外推、三角外推和/或对数外推。作为其替代或附加,可以通过根据压力值V1至V10的集合形成平均值、确定随机值和/或确定最小值或最大值来确定第一函数关系。
所确定的第一函数关系可以是以下函数:
其中,p0是初始时刻t0的第一真空储器607的第一真空储器压力,并且其中,h是可指定的常数。变量p0、t0和h可以是用于确定第一函数关系的拟合参数。
在方法步骤S8中,针对晚于最新时刻的时刻来外推所确定的第一函数关系,在最新时刻时已经测量了第一真空储器607的第一真空储器压力的压力值。在图7中所示的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。因此,针对晚于T10的时刻T来外推所确定的第一函数关系。通过外推第一函数关系,来确定第一真空储器607的第一真空储器压力在第十时刻T10之后如何增大或减小。
在另外的方法步骤S9,使用外推的函数来确定第一阈值时刻TT1(见图7)。第一阈值时刻TT1是外推的函数关系达到针对第一真空储器607的第一真空储器压力给出的压力阈值时的时刻。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制***701给出。例如,该压力阈值为5·10-3hPa。例如,该压力阈值是不应被超过的压力值,否则真空腔室605和/或第一真空储器607中的真空不再足以提供对物体114的良好成像。
在另外的方法步骤S10中,确定第一剩余时间段RT1。第一剩余时间段RT1是在第一真空储器607的第一真空储器压力达到压力阈值之前过去的时间。第一剩余时间段RT1是第一阈值时刻TT1与最新时刻之间的时间差,在该最新时刻时测量了第一真空储器607的第一真空储器压力的压力值。在图7的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。换言之,第一剩余时间段RT1对应于第一真空储器607的第一真空储器压力达到压力阈值之前保持的时间。
在另外的方法步骤S11中,告知使用者、和/或SEM 100的控制***701第一剩余时间段RT1。特别地,可以向使用者显示第一剩余时间段RT1。
在另外的方法步骤S12中,在达到第一阈值时刻TT1时并且在第一剩余时间段RT1之后,停止对物体114进行成像、分析和/或处理。这样,在由上述第一阀609、第二阀612以及第一粗抽泵610引起的干扰期间不对物体114进行成像、分析和/或处理。在方法步骤S12之后,根据本发明的方法可以再次从方法步骤S1开始。因此,根据本发明的方法可以是循环方法。
还可以与泵***601的另外部件(即第二涡轮分子泵606A、第二真空储器607A以及第二粗抽泵610A)类似地执行图6、图6A和图7所示的根据本发明的方法的实施例。对于该实施例确定第二剩余时间段RT2。
图8示出了根据本发明的方法的另外的实施例。图8的方法的实施例是基于图6、图6A和图7所示的方法的实施例。因此,图8的实施例包括如上所述的方法步骤。然而,图8所示的方法的实施例包括方法步骤S11A来代替方法步骤S11。在方法步骤S10与S12之间执行方法步骤S11A。如果SEM 100包括若干个真空储器,则执行图8所示的方法的实施例。例如,SEM100包括第一真空储器607和第二真空储器607A。如上所述,对SEM 100的真空储器607、607A中的每一个执行方法步骤S1至S10。由此,确定第一真空储器607的第一剩余时间段RT1以及第二真空储器607A的第二剩余时间段RT2。在方法步骤S11A中,告知使用者和/或SEM 100的控制***701:第一剩余时间段RT1和第二剩余时间段RT2中的哪一个是较短的剩余时间段。因此,仅向使用者显示第一剩余时间段RT1和第二剩余时间段RT2中的一个。额外地或替代性地,如果第一剩余时间段RT1与第二剩余时间段RT2之间的时间差短于一分钟或两分钟,则向使用者和/或SEM 100的控制***701提供第一剩余时间段RT1和第二剩余时间段RT2中的较短的剩余时间段。上述这两个实施例是基于以下想法。如上所述,SEM 100可以包括若干个真空储器。可以监测该若干个真空储器中的每一个,并且确定每个真空储器的剩余时间段。告知使用者和/或SEM 100的控制***下一次干扰的时刻,该时刻关于该若干个被监测压力储器具有所有剩余时间段的最小值。此外,如果关于该若干个真空储器的干扰在时间上接近,则该方法的实施例将这些干扰组合成单一干扰,从而仅告知使用者和/或SEM100的控制***701关于这些压力储器的单一干扰。该单一干扰对应于所监测的真空储器的在时间上接近的剩余时间段中的最短剩余时间段。
图9示出了根据本发明的另外的方法。现在关于第一真空储器607来解释图9的方法。
图9的方法是基于图6、图6A和7所示的方法的实施例、并且还包括如上所述的方法步骤S1至S5。然而,在方法步骤S5之后执行方法步骤S13。在方法步骤S13中,使用第一压力测量单元613来测量第一真空储器压力,以确定该第一真空储器压力何时达到针对第一真空储器607的第一真空储器压力给出的压力阈值。该第一压力阈值可以由使用者和/或SEM100的控制***701给出。例如,第一压力阈值为5·10-3hPa。例如,第一压力阈值是不应被超过的压力值,否则在真空腔室605和/或第一真空储器607中的真空不再足以提供对物体114的良好成像。
当第一真空储器压力达到第一压力阈值和/或超过第一压力阈值时,在方法步骤S14中,在第一真空储器压力达到第一压力阈值之后以给定的延迟时间将第一真空储器607与真空腔室605断开。该给定延迟时间可以是少于两分钟、少于一分钟或少于30秒的时间段。例如,关闭第一阀609来中断第一真空储器607、真空腔室605以及第一涡轮分子泵606之间的流体连通。在方法步骤15中,在该延迟时间期间,停止通过使用SEM 100来对物体114进行成像、分析和/或处理。在方法步骤15之后,该另外的方法再次以方法步骤S2开始,其中,将第一粗抽泵610连接至第一真空储器607上。在将粗抽泵610连接至第一真空储器607上时,停止对物体114进行成像、分析和/或处理。
图9所示的另外的方法具有以下优点:使用者、和/或SEM 100的控制***701可以在干扰发生之完成对物体114进行成像、分析和/或处理的过程。由此,尤其减少了低品质图像的数量。此外,该另外的方法还特别有利于对大物体进行成像或对物体的自动化成像过程。此外,由于在SEM100内的特定操作停止之前干扰不会开始,因此避免了对物体114和/或对SEM 100的部件造成损坏。
图10关于根据图1的SEM 100示出了呈泵***601形式的另外的真空***的示意图。图10的另外的真空***是基于图5的真空***。相同的附图标记表示相同的部件。因此,图10的另外的真空***包括上文关于图5的真空***所提及的所有特征。然而,除了图5的真空***的特征之外,图10的另外的真空***包括锁定腔室614,该锁定腔室布置在束引导管104处。锁定腔室614是SEM 100的交换腔室,将物体114引入该交换腔室中、然后再将物体114引入物体腔室120中,该物体腔室是图10的真空腔室605。锁定腔室614包括门615,该门可以打开和关闭以将物体114引入锁定腔室614中。此外,锁定腔室614包括锁定腔室阀616,该锁定腔室阀可以打开或关闭以将物体114引入真空腔室605中。锁定腔室614还经由锁定腔室导管617与第一粗抽泵610处于流体连通。在锁定腔室614与第一粗抽泵610之间布置了锁定腔室导管阀618。可以使用锁定腔室导管阀618来连接或断开锁定腔室614与第一粗抽泵610之间的流体连通。在锁定腔室614处布置了锁定腔室压力测量单元619,以测量锁定腔室614内的真空储器压力。
下文描述了锁定腔室614的泵循环。在门615关闭的情况下执行该泵循环。使用第一粗抽泵610来建立真空,其中锁定腔室614中存在低的真空储器压力。该低的真空储器压力可以等于或大于10-3hPa。当该真空储器压力达到低阈值、例如2·10-3hPa时,第一粗抽泵610与锁定腔室614断开。换言之,关闭锁定腔室导管阀618来中断锁定腔室614与第一粗抽泵610之间的流体连通。此外,将锁定腔室614连接至真空腔室605上。换言之,通过打开锁定腔室阀616来在锁定腔室614与真空腔室605之间建立流体连通。当在锁定腔室614与真空腔室605之间建立流体连通时,锁定腔室614中存在的真空储器压力增大。当真空储器压力达到该真空储器压力的给定压力阈值、例如5·10-3hPa时,关闭锁定腔室阀616,来中断锁定腔室614与真空储器605之间的流体连通。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制单元701给出。通过打开锁定腔室导管阀618,来将第一粗抽泵610再次连接至锁定腔室614上。使用第一粗抽泵610来抽空锁定腔室614,直至真空储器压力再次达到低阈值。当达到低阈值时,泵循环再次重新开始。
根据图6、图6A和图7的方法来类似地控制并设定锁定腔室614中的压力。通过关闭锁定腔室阀616,来将锁定腔室614与真空腔室605断开。另外,通过打开锁定腔室导管阀618,第一粗抽泵610连接至锁定腔室614上。锁定腔室614被第一粗抽泵610抽空。如上所述,使用第一粗抽泵610来建立真空,其中锁定腔室614中存在低的真空储器压力。该低的真空储器压力可以等于或大于10-3hPa。当该真空储器压力达到低阈值、例如2·10-3hPa时,第一粗抽泵610与锁定腔室14断开。换言之,关闭锁定腔室导管阀618来中断锁定腔室614与第一粗抽泵610之间的流体连通。此外,将锁定腔室614连接至真空腔室605上。换言之,通过打开锁定腔室阀616来在锁定腔室614与真空腔室605之间建立流体连通。
如上所述,在锁定腔室614与真空腔室605之间建立流体连通之后,锁定腔室614中存在的真空储器压力增大。因此,使用锁定腔室压力测量单元619来测量真空储器压力。在不同时刻确定真空储器压力的压力值。更确切地,确定第一时刻T1时真空储器压力的至少一个第一压力值以及第二时刻T2时真空储器压力的至少一个第二压力值,其中T2晚于T1。在其他实施例中,该方法包括确定真空储器压力的多于两个压力值、尤其真空储器压力的5、10、15、20或多达100个压力值,其中第一真空储器压力的每个压力值是在不同时刻确定的。
图7还示出了锁定腔室614中存在的真空储器压力随时间变化的示意图。在不同时刻确定真空储器压力的10个压力值。更确切地,确定第一时刻T1时真空储器压力的第一压力值V1、第二时刻T2时真空储器压力的第二压力值V2、第三时刻T3时真空储器压力的第三压力值V3、第四时刻T4时真空储器压力的第四压力值V4、第五时刻T5时真空储器压力的第五压力值V5、第六时刻T6时真空储器压力的第六压力值V6、第七时刻T7时真空储器压力的第七压力值V7、第八时刻T8时真空储器压力的第八压力值V8、第九时刻T9时真空储器压力的第九压力值V9、以及第十时刻T10时真空储器压力的第十压力值V10。如上所述,为清楚起见,在图7中仅指出了第一时刻T1至第七时刻T7以及第十时刻T10。此外,压力值V1至V10用字母V一起表示。
使用压力值V1至V10来确定压力值V1至V10之间的函数关系。该函数关系是时间函数。该函数关系可以是线性关系或非线性关系。阶梯函数可以由该函数关系构成、或者形成该函数关系。该函数关系可以由不同的方法来确定。举例而言,该函数关系可以通过内插法来确定。在内插中可以使用任何合适的内插法,例如线性内插法、非线性内插法、三角内插法、对数内插法和/或样条内插法。此外和/或作为其替代方案,可以通过外推来确定函数关系。在外推中可以使用任何合适的外推法,例如线性外推、非线性外推、三角外推和/或对数外推。作为其替代或附加,可以通过根据压力值V1至V10的集合形成平均值、确定随机值和/或确定最小值或最大值来确定函数关系。所确定的函数关系可以如上所述的函数。
针对晚于最新时刻的时刻来外推所确定的函数关系,在最新时刻时已经测量了锁定腔室614的真空储器压力的压力值。在图7中所示的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。因此,针对晚于T10的时刻T来外推所确定的函数关系。通过外推该函数关系,来确定锁定腔室614的真空储器压力在第十时刻T10之后如何增大或减小。
使用外推的函数来确定第一阈值时刻TT1。第一阈值时刻TT1是外推的函数关系达到针对锁定腔室614的真空储器压力给出的压力阈值时的时刻。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制***701给出。例如,该压力阈值为5·10-3hPa。例如,该压力阈值是不应被超过的压力值,否则真空腔室605和/或锁定腔室614中的真空不再足够。
确定第一剩余时间段RT1。第一剩余时间段RT1是锁定腔室614的真空储器压力达到压力阈值之前过去的时间。第一剩余时间段RT1是第一阈值时刻TT1与最新时刻之间的时间差,在该最新时刻时已经测量了锁定腔室614的真空储器压力的压力值。在图7的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。换言之,第一剩余时间段RT1对应于锁定腔室614的真空储器压力达到压力阈值之前保持的时间。告知使用者、和/或SEM 100的控制***701第一剩余时间段RT1。特别地,可以向使用者显示第一剩余时间段RT1。在达到第一阈值时刻TT1时并且在第一剩余时间段RT1之后,停止对物体114进行成像、分析和/或处理。这样,在由上述锁定腔室阀616、锁定腔室导管阀618以及第一粗抽泵610引起的干扰期间不对物体114进行成像、分析和/或处理。
图11关于图1的SEM 100示出了阻尼单元801的示意图。阻尼单元801包括安装板800。SEM 100布置在安装板800处。此外,阻尼单元801的多个压力储器布置在安装板800处。图11示出了其中两个压力储器、即第一压力储器802和第二压力储器803。阻尼单元801的压力储器布置在房间的地板804处。阻尼单元801用于阻尼可能经由地板804传递至上述SEM100的振动。
第一压力储器802和第二压力储器803填充有空气以阻尼上述振动。为了将压力储器802用空气填充,第一压力储器802经由第一阻尼单元导管805与泵811处于流体连通。在第一压力储器802与泵811之间布置了第一阻尼单元阀807。可以使用第一阻尼单元阀807来连接或断开第一压力储器802与泵811之间的流体连通。在第一压力储器802处布置了第一阻尼压力测量单元809,以测量第一压力储器802内的储器压力。
为了将第二压力储器803用空气填充,第二压力储器803经由第二阻尼单元导管806与泵811处于流体连通。在第二压力储器803与泵811之间布置了第二阻尼单元阀808。可以使用第二阻尼单元阀808来连接或断开第二压力储器803与泵811之间的流体连通。在第二压力储器803处布置了第二阻尼压力测量单元810,以测量第二压力储器803内的储器压力。
下文关于第一压力储器802来描述阻尼单元801的压力储器的泵循环。阻尼单元801的另外的压力储器的泵循环与第一压力储器802的泵循环相同。
使用泵811来将空气或气体泵入第一压力储器802中,其中,第一压力储器802中存在储器压力。该储器压力可以等于或大于1hPa。当该储器压力达到上限阈值、例如1.2hPa时,将泵811与第一压力储器802断开。换言之,关闭第一阻尼单元阀807来断开第一压力储器802与泵811之间的流体连通。第一压力储器802中存在的储器压力降低。当储器压力达到该储器压力的给定压力阈值、例如0.5hPa时,通过打开第一阻尼单元阀807将泵811再次连接至第一压力储器802上。再次使用泵811来将第一压力储器802用空气或气体填充,直至储器压力再次达到上限阈值。当达到上限阈值时,泵循环再次重新开始。
图12示出了根据本发明的用于第一压力储器802的方法的实施例。在方法步骤S1A中,通过打开第一阻尼单元阀807来将第一压力储器802连接至泵811上。使用泵811来将空气或气体泵入第一压力储器802中,其中,第一压力储器802中存在储器压力。该储器压力可以等于或大于1hPa。在方法步骤S3A中,当该储器压力达到上限阈值、例如1.2hPa时,将泵811与第一压力储器802断开。换言之,关闭第一阻尼单元阀807来断开第一压力储器802与泵811之间的流体连通。
如上所述,第一压力储器802中存在的储器压力降低。因此,在方法步骤S4A中,使用第一阻尼测量单元809来测量该储器压力。在不同时刻确定储器压力的压力值。更确切地,确定第一时刻T1时储器压力的至少一个第一压力值以及第二时刻T2时储器压力的至少一个第二压力值,其中T2晚于T1。在其他实施例中,该方法包括确定储器压力的多于两个压力值、尤其储器压力的5、10、15、20或多达100个压力值,其中储器压力的每个压力值是在不同时刻确定的。
图13示出了第一压力储器802中存在的储器压力随时间变化的示意图。在不同时刻确定储器压力的10个压力值。更确切地,确定第一时刻T1时储器压力的第一压力值V1、第二时刻T2时储器压力的第二压力值V2、第三时刻T3时储器压力的第三压力值V3、第四时刻T4时储器压力的第四压力值V4、第五时刻T5时储器压力的第五压力值V5、第六时刻T6时储器压力的第六压力值V6、第七时刻T7时储器压力的第七压力值V7、第八时刻T8时储器压力的第八压力值V8、第九时刻T9时储器压力的第九压力值V9、以及第十时刻T10时储器压力的第十压力值V10。为清楚起见,在图13中仅指出了第一时刻T1至第七时刻T7以及第十时刻T10。此外,压力值V1至V10用字母V一起表示。
在方法步骤S5A中,使用压力值V1至V10来确定压力值V1至V10之间的函数关系。该函数关系是时间函数。该函数关系可以是线性关系或非线性关系。阶梯函数可以由该函数关系构成、或者形成该函数关系。该函数关系可以由不同的方法来确定。举例而言,该函数关系可以通过内插法来确定。在内插中可以使用任何合适的内插法,例如线性内插法、非线性内插法、三角内插法、对数内插法和/或样条内插法。此外和/或作为其替代方案,可以通过外推来确定函数关系。在外推中可以使用任何合适的外推法,例如线性外推、非线性外推、三角外推和/或对数外推。作为其替代或附加,可以通过根据压力值V1至V10的集合形成平均值、确定随机值和/或确定最小值或最大值来确定函数关系。
所确定的函数关系可以是以下函数:
其中,p0是初始时刻t0时第一压力储器802的储器压力,并且其中,h是可指定的常数。变量p0、t0和h可以是用于确定函数关系的拟合参数。
在方法步骤S6A中,针对晚于最新时刻的时刻来外推所确定的函数关系,在最新时刻时已经测量了第一压力储器802的储器压力的压力值。在图13中所示的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。因此,针对晚于T10的时刻T来外推所确定的函数关系。通过外推该函数关系,来确定第一压力储器802的真空储器压力在第十时刻T10之后如何增大或减小。
在另外的方法步骤S7A中,使用外推的函数来确定阈值时刻TT1(见图13)。该阈值时刻TT1是外推的函数关系达到针对第一压力储器802的储器压力给出的压力阈值时的时刻。该压力阈值可以由使用者和/或SEM 100的控制***701给出。例如,该压力阈值为0.5hPa。该压力阈值是不应低于的压力值,否则第一压力储器802中的压力不再足以提供良好的阻尼。
在另外的方法步骤S8A中,确定剩余时间段RT1。剩余时间段RT1是第一压力储器802的储器压力达到压力阈值之前过去的时间。第一剩余时间段RT1是阈值时刻TT1与最新时刻之间的时间差,在该最新时刻已经测量了第一压力储器802的储器压力的压力值。在图13的实施例中,第十时刻T10是最新时刻。换言之,剩余时间段RT1对应于第一压力储器802的储器压力达到压力阈值之前保持的时间。
在另外的方法步骤S9A中,告知使用者、和/或SEM 100的控制***701该剩余时间段RT1。特别地,可以向使用者显示剩余时间段RT1。
在另外的方法步骤S10A中,在达到阈值时刻TT1时并且在剩余时间段RT1之后,停止对物体114进行成像、分析和/或处理。这样,在由上述泵811和第一阻尼单元阀807引起的干扰期间不对物体114进行成像、分析和/或处理。
在方法步骤S10A之后,根据本发明的方法可以再次从方法步骤S1A开始。因此,根据本发明的方法可以是循环方法。
本文中讨论的各种实施例可以结合本文中描述的***以适当的组合进行彼此组合。此外,在一些实例中,适当时可以修改流程图、流程和/或所描述的流处理中的步骤顺序。此外,本文中描述的***的各个方面可以使用软件、硬件、软件与硬件的组合和/或具有所描述特征和执行所描述功能的其他计算机实施模块或装置来实施。该***可以进一步包括用于提供与使用者和/或与其他计算机的适当界面的显示器和/或其他计算机部件。
本文中描述的***的方面的软件实现方式可以包括可执行代码,其存储在计算机可读介质中并且由一个或更多个处理器执行。计算机可读介质可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器,并且可以包括例如计算机、硬盘驱动器、ROM、RAM、闪存、便携式计算机存储介质,诸如CD-ROM、DVD-ROM、SO卡、闪存驱动器或具有例如通用串行总线(USB)接口的其他驱动器和/或其上可以存储可执行代码且该代码可以由处理器执行的任何其他适当的有形或非暂时性计算机可读介质或计算机存储器。本文中描述的***可以结合任何适当的操作***使用。
本领域技术人员将从阅读本说明书和/或实践本文中揭露的本发明的努力中了解本发明的其他实施例。说明书和实例旨在仅被认为是示例性的,其中本发明的真实范围和精神由下文权利要求指示。
附图标记清单
100 SEM
101 电子源
102 引出电极
103 阳极
104 束引导管
105 第一聚束透镜
106 第二聚束透镜
107 物镜
108 第一光圈单元
108A 第一光圈开口
109 第二光圈单元
110 极片
111 线圈
112 单一电极
113 管形电极
114 物体
115 扫描装置
116 第一检测器
116A 反向场网格
117 第二检测器
118 第二光圈开口
120 物体腔室
121 第三检测器
122 另外的SEM的物体腔室
123 物体区域
200 具有校正器单元的粒子束装置
201 粒子束柱
202 电子源
203 引出电极
204 阳极
205 第一静电透镜
206 第二静电透镜
207 第三静电透镜
208 磁偏转单元
209 第一静电束偏转单元
209A 第一多极单元
209B 第二多极单元
210 束偏转装置
211A 第一磁性扇区
211B 第二磁性扇区
211C 第三磁性扇区
211D 第四磁性扇区
211E 第五磁性扇区
211F 第六磁性扇区
211G 第七磁性扇区
213A 第一反射镜电极
213B 第二反射镜电极
213C 第三反射镜电极
214 静电反射镜
215 第四静电透镜
216 第二静电束偏转单元
216A 第三多极单元
216B 第四多极单元
217 第三静电束偏转单元
218 第五静电透镜
218A 第五多极单元
218B 第六多极单元
219 第一检测器
220 束引导管
221 物镜
222 磁透镜
223 第六静电透镜
224 样本台
225 物体
226 物体腔室
227 检测束路径
228 第二检测器
229 扫描装置
230 滤波器电极
231 分析单元
232 另外的磁偏转装置
300 粒子束装置
301 第一粒子束柱
302 第二粒子束柱
303 物体腔室
304 物体
305 第一光轴
306 第二光轴
307 第二束发生器
308 第一电极
309 第二电极
310 第三电极
311 束引导管
312 第二粒子束
313 准直器布置
314 第一环形线圈
315 轭
316 针孔光阑
317 检测器
318 中心开口
319 第二物镜
320 磁透镜
321 静电透镜
322 第二环形线圈
323 内极片
324 外极片
325 端
326 端接电极
327 光栅装置
328 物体固持器
329 第一粒子束
330 第一束发生器
331 引出电极
332 准直器
333 可变光圈
334 第一物镜
335 光栅电极
500 辐射检测器
600 压力传感器
601 呈泵***形式的真空***
602 限压光圈
603 第一离子吸气泵
604 第二离子吸气泵
605 真空腔室
606 第一涡轮分子泵
606A 第二涡轮分子泵
607 第一真空储器
607A 第二真空储器
608 第一导管
608A 第三导管
609 第一阀
609A 第三阀
610 第一粗抽泵
610A 第二粗抽泵
611 第二导管
611A 第四导管
612 第二阀
612A 第四阀
613 第一压力测量单元
613A 第二压力测量单元
614 锁定腔室
615 锁定腔室的门
616 锁定腔室阀
617 锁定腔室导管
618 锁定腔室导管阀
619 锁定腔室压力测量单元
700 控制单元
701 处理器
800 安装板
801 阻尼单元
802 第一压力储器
803 第二压力储器
804 地板
805 第一阻尼单元导管
806 第二阻尼单元导管
807 第一阻尼单元阀
808 第二阻尼单元阀
809 第一阻尼压力测量单元
810 第二阻尼压力测量单元
811 泵
OA 光轴
OA1 第一光轴
OA2 第二光轴
OA3 第三光轴
RT1 第一剩余时间段
S1-S15 方法步骤
S1A-S10A 方法步骤
S11A 方法步骤
T 时刻
T1 第一时刻
T2 第二时刻
T3 第三时刻
T4 第四时刻
T5 第五时刻
T6 第六时刻
T7 第七时刻
T10 第十时刻
TT1 第一阈值时刻
V 压力值
V1 第一压力值
V2 第二压力值
V3 第三压力值
V4 第四压力阀
V5 第五压力值
V6 第六压力值
V7 第七压力值
V10 第十压力值

Claims (16)

1.一种用于操作对物体(114,225,304)进行成像、分析和/或处理的装置(100,200,300)的压力***的方法,该方法包括:
a)将泵与压力储器断开;
b)测量该压力储器中存在的储器压力(V)、并且确定第一时刻(T1)时该储器压力(V)的至少一个第一压力值(V1)以及第二时刻(T2)时该储器压力(V)的至少一个第二压力值(V2),其中,该第二时刻(T2)晚于该第一时刻(T1);
c)确定该储器压力(V)的第一压力值(V1)与该储器压力(V)的第二压力值(V2)之间的函数关系,其中,该函数关系是时间函数;
d)针对晚于该第二时刻(T2)的时刻来外推该函数关系;
e)使用外推的函数关系来确定阈值时刻(TT1),其中,该阈值时刻(TT1)是该外推的函数关系达到针对该储器压力(V)给出的压力阈值时的时刻;
f)确定该储器压力(V)达到该压力阈值之前的剩余时间段(RT1),其中,该剩余时间段(RT1)是阈值时刻(TT1)与该第二时刻(T2)之间的时间差;并且
g)将关于该剩余时间段(RT1)的信息提供给使用者和/或该装置(100,200,300)的控制***(701)。
2.根据权利要求1所述的方法,该方法进一步包括以下之一:
(i)该压力储器是真空储器,并且该储器压力是真空储器压力(V),其中,该压力阈值是上限阈值,并且其中,在将该泵与该真空储器断开之后,将该真空储器连接至该装置(100,200,300)的真空腔室(605)上;
(ii)该压力储器是阻尼单元的过压储器,并且该储器压力是过压储器压力(V),其中,该压力阈值是下限阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,该方法进一步包括:
-在该剩余时间段(RT1)之后并且在该阈值时刻(TT1)时,停止对该物体(114,225,304)进行成像、分析和/或处理;并且
-将该泵连接至该压力储器上。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,如果该压力储器是真空储器,则该方法进一步包括:将该真空储器与该真空腔室(605)断开。
5.根据权利要求2所述的方法,其中,该压力储器是第一压力储器,其中,该储器压力(V)是第一储器压力,其中,该泵是第一泵,其中,该压力阈值是第一压力阈值,其中,该阈值时刻(TT1)是第一阈值时刻,并且其中,该函数关系是第一函数关系,该方法进一步包括:
a)将第二泵与第二压力储器断开;
b)测量该第二压力储器中存在的第二储器压力(V),并且确定第三时刻(T3)时该第二储器压力(V)的至少一个第一压力值(V3)以及第四时刻(T4)时该第二储器压力(V)的至少一个第二压力值,其中,该第四时刻(T4)晚于该第三时刻(T3);
c)确定该第二储器压力(V)的第一压力值(V3)与该第二储器压力(V)的第二压力值之间的第二函数关系,其中,该第二函数关系是第二时间函数;
d)针对晚于该第四时刻(T4)的时刻来外推该第二函数关系;
e)使用外推的第二函数关系来确定第二阈值时刻,其中,该第二阈值时刻是该外推的第二函数关系达到针对该第二储器压力(V)给出的第二压力阈值时的时刻;
f)确定该第二储器压力(V)达到该第二压力阈值之前的第二剩余时间段,其中,该第二剩余时间段是第二阈值时刻与该第四时刻(T4)之间的时间差;并且
g)将关于该第二剩余时间段的信息提供给该使用者和/或该装置(100,200,300)的控制***(701)。
6.根据权利要求5所述的方法,该方法进一步包括以下之一:
(i)该第二压力储器是第二真空储器,并且该储器压力是第二真空储器压力(V),其中,该第二压力阈值是第二上限阈值,并且其中,在将该第二泵与该第二真空储器断开之后,将该第二真空储器连接至该装置(100,200,300)的真空腔室(605)上;
(ii)该第二压力储器是该阻尼单元的第二过压储器,并且该第二储器压力是第二过压储器压力,其中,该第二压力阈值是下限阈值。
7.根据权利要求5所述的方法,包括以下特征中的至少一个特征:
-该第一泵与该第二泵相同;
-该第一函数关系与该第二函数关系相同。
8.根据权利要求5所述的方法,该方法进一步包括以下之一:
(i)告知该使用者和/或该装置(100,200,300)的控制***(701)第一剩余时间段(RT1)和第二剩余时间段中的哪一个是较短的剩余时间段;
(ii)如果该第一剩余时间段(RT1)和第二剩余时间段之间的时间差短于两分钟或一分钟,则告知该使用者和/或该装置(100,200,300)的控制***(701)该第一剩余时间段(RT1)和第二剩余时间段中的较短剩余时间段。
9.一种用于操作对物体(114,225,304)进行成像、分析和/或处理的装置(100,200,300)的压力***(601)的方法,该方法包括:
a)将泵与压力储器断开;
b)测量该压力储器中存在的储器压力(V)、并且确定该储器压力(V)何时达到针对该储器压力(V)给出的压力阈值;
c)在该储器压力(V)达到该压力阈值之后在给定的延迟时间期间,停止对该物体(114,225,304)进行成像、分析和/或处理;并且
d)将该泵连接至该压力储器上。
10.根据权利要求9所述的方法,该方法进一步包括以下之一:
(i)该压力储器是真空储器,并且该储器压力是真空储器压力(V),其中,该压力阈值是上限阈值,并且其中,在将该泵与该真空储器断开之后,将该真空储器连接至该装置(100,200,300)的真空腔室(605)上,并且其中,在该真空储器压力(V)达到该压力阈值之后,以该给定的延迟时间将该真空储器与该真空腔室(605)断开;
(ii)该压力储器是阻尼单元的过压储器,并且该储器压力是过压储器压力,其中,该压力阈值是下限阈值。
11.一种包括程序代码的计算机可读存储介质,该程序代码被加载至处理器(701)中并且在被执行时控制粒子束装置(100,200,300),其控制方式是使得根据权利要求1至10之一所述的方法被执行。
12.一种用于对物体(114,225,304)进行成像、分析和/或处理的粒子束装置(100,200,300),该粒子束装置包括
-用于生成具有带电粒子的粒子束的至少一个粒子发生器,
-用于将该粒子束聚焦到该物体(114,225,304)上的至少一个物镜,
-用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器(116,117,219,228,317),这些相互作用粒子和这些相互作用辐射是在该粒子束撞击在该物体(114,225,304)上时生成的,
-真空腔室(605),
-至少一个压力储器,
-被适配成与该压力储器处于流体连通的至少一个泵,以及
-处理器(701),根据权利要求11所述的计算机可读存储介质被加载至该处理器中,使得当所述程序代码被执行,所述程序代码控制粒子束装置使得根据权利要求1至10之一所述的方法被执行。
13.根据权利要求12所述的粒子束装置(100,200,300),其中,该压力储器是以下之一:
(i)被适配成与该真空腔室(605)处于流体连通的真空储器;
(ii)阻尼单元的过压储器。
14.根据权利要求12或13所述的粒子束装置(100,200,300),其中,该压力储器是锁定腔室。
15.根据权利要求12或13所述的粒子束装置(200),其中,该粒子发生器是用于生成具有第一带电粒子的第一粒子束的第一粒子束发生器,其中,该物镜(334)是用于将该第一粒子束聚焦到该物体(304)上的第一物镜,并且其中,该粒子束装置(200)进一步包括:用于生成具有第二带电粒子的第二粒子束的第二粒子束发生器、以及用于将该第二粒子束聚焦到该物体(304)上的第二物镜。
16.根据权利要求12或13所述的粒子束装置(100,200,300),其中,该粒子束装置(100,200,300)是以下中的至少一种:电子束装置和离子束装置。
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