用于激光束和帶電粒子束的重合對準(zhǔn)的方法
【專利摘要】一種用于將激光束對準(zhǔn)成與帶電粒子束重合的方法和裝置。所述發(fā)明提供了一種用于對準(zhǔn)激光束穿過物鏡的中心并最終瞄準(zhǔn)多束系統(tǒng)的共心點(diǎn)的方法。該裝置利用了定位于帶電粒子系統(tǒng)的真空室內(nèi)或外的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)的部件。
【專利說明】用于激光束和帶電粒子束的重合對準(zhǔn)的方法
發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶電粒子束系統(tǒng)，更確切地說，涉及一種用于在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)對準(zhǔn)激光束的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明背景
[0002]帶電粒子束系統(tǒng)用于各種應(yīng)用中，包括微型裝置的制造、修理和檢查，如集成電路、磁性錄音頭以及光刻掩膜。帶電粒子束包括離子束和電子束。
[0003]聚焦束中的離子通常具有足夠的動量通過從表面上物理地噴射材料來進(jìn)行微機(jī)械加工。因為電子比離子輕得多，所以電子束通常局限于通過在蝕刻劑蒸汽和基底之間弓I起化學(xué)反應(yīng)來清除材料。離子束和電子束兩者都可以用于以比最好的光學(xué)顯微鏡所能實現(xiàn)的更大的放大率和更高的分辨率使表面成像。
[0004]由于離子束甚至在被用于成像時易于破壞樣品表面，所以經(jīng)常在雙束系統(tǒng)中使離子束柱與電子束柱相組合。此類系統(tǒng)經(jīng)常包括能夠以對目標(biāo)造成最小破壞來提供高分辨率影像的掃描電子顯微鏡(SEM)和能夠用于改變工件和形成影像的離子束系統(tǒng)，如聚焦束系統(tǒng)或成形束系統(tǒng)。包括液態(tài)金屬聚焦離子束(LMIS FIB)和電子束的雙束系統(tǒng)是眾所周知的。
[0005]對于一些微機(jī)械加工應(yīng)用而言，許多實例中的聚焦離子束(FIB)銑削的緩慢程度不能讓人接受。其他技術(shù)(如用飛秒激光器銑削)可以用于更快速地清除材料，但這些技術(shù)的分辨率低于典型的LMIS FIB系統(tǒng)。激光器通常能夠以比帶電粒子束高得多的速率向基底供應(yīng)能量，并且因此激光器通常具有比帶電粒子束(對于IkHz激光脈沖重復(fù)頻率，通常高達(dá)7 XlOVm3/ s)高得多的材料清除速率(對于鎵FIB，通常為0.1至3.0iim3 / S)。激光系統(tǒng)使用若干種不同的機(jī)理用于微機(jī)械加工，包括激光燒蝕，在激光燒蝕中，快速地供應(yīng)至一小體積上的能量致使原子從基底上被爆炸式地驅(qū)逐。所有此類使用激光束用于快速地從基底上清除材料的方法將在此通稱為激光束銑削。
[0006]帶電粒子束系統(tǒng)與激光束系統(tǒng)的組合可以展現(xiàn)出兩者的優(yōu)點(diǎn)。例如，使高分辨率LMIS FIB與飛秒激光器組合允許激光束用于快速材料清除并且允許離子束用于高精度微機(jī)械加工，以便在相同系統(tǒng)內(nèi)提供擴(kuò)展范圍的銑削應(yīng)用。電子束系統(tǒng)或者單獨(dú)地或者結(jié)合FIB的組合允許樣品的非破壞性成像。
[0007]圖1示出了具有帶電粒子束柱101和激光器104的組合的現(xiàn)有技術(shù)雙束系統(tǒng)100。Marcus Straw等人的美國專利申請?zhí)?011 / 0248164 “組合式激光器和帶電粒子束系統(tǒng)(Combination Laser and Charged Particle Beam System) ”中描述了此類雙束系統(tǒng)，此申請被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并通過引用結(jié)合于此。美國專利申請?zhí)?011 / 0248164通過其包含在此背景部分而不被承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。如在圖1的示意圖中所示，來自激光器104的激光束102通過位于真空室108內(nèi)的透鏡106被聚焦成一條會聚激光束120。激光束102通過窗口 110進(jìn)入該室。位于與帶電粒子束112相鄰的單個透鏡106或一組透鏡(未示出)用于使激光束120聚焦，從而使得當(dāng)帶電粒子束在位置116上沖擊樣品114時，該激光束與帶電粒子束112 (由帶電粒子束柱101產(chǎn)生)或者重合且共焦或者相鄰。[0008]整合激光束系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)提出了巨大的挑戰(zhàn)。在空間上穩(wěn)定激光束中會出現(xiàn)問題，該激光束與帶電粒子束結(jié)合使用。激光器的穩(wěn)定性通過其精確地保持其與輸出孔徑的方向和其初始位置來確定。然而，激光束位置在時間上會隨著溫度的變化、激光器內(nèi)的機(jī)械振動以及其他環(huán)境條件而漂移。因此需要定期重復(fù)對準(zhǔn)激光束，以補(bǔ)償漂移。在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)對準(zhǔn)激光束目前是一個非常冗長且耗時的手動過程并且需要重要的專業(yè)技能。激光束系統(tǒng)內(nèi)的自動化束定位是眾所周知的。見科學(xué)儀器評論80，013102 (2009年)“用于脈沖紅外激光器的自動束對準(zhǔn)系統(tǒng)(Automatic beam alignment system for apulsed infrared laser)”。過去的系統(tǒng)通常使用一種接收來自束位置檢測器的信號的控制器，并且因此發(fā)出用于機(jī)動光學(xué)元件(例如，可調(diào)反射鏡)的命令，以便保持束的正確對準(zhǔn)。
[0009]不幸地，除了手動地對準(zhǔn)激光束外，目前沒有允許方便地在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)對準(zhǔn)激光束定位的實用系統(tǒng)。帶電粒子束系統(tǒng)的小樣品室使得難于容納束對準(zhǔn)系統(tǒng)所需的部件。需要一種方法和裝置，用于以方便的方式在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)對準(zhǔn)激光束而不需要手動地進(jìn)行對準(zhǔn)。
發(fā)明概述
[0010]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法和裝置，以在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行激光束的對準(zhǔn)，這是結(jié)合電子束或聚焦離子束來完成的，該電子束或聚焦離子束提供與系統(tǒng)的共心點(diǎn)的重合對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，束定位系統(tǒng)可以用于提供此種類型的對準(zhǔn)。
[0011]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有真空室、該真空室內(nèi)的工件支座、用于生成帶電粒子束的帶電粒子束系統(tǒng)、用于生成激光束的激光束系統(tǒng)以及用于對準(zhǔn)激光束的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在該真空室內(nèi)具有激光束位置檢測器。該系統(tǒng)在真空室外將具有第二束位置檢測器和束傾斜反射鏡，以對激光束做出調(diào)整，從而使得激光束對準(zhǔn)帶電粒子束系統(tǒng)的共心點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種對激光束做出調(diào)整的方法，該方法包括:能夠生成帶電粒子束的帶電粒子束源、提供真空室、提供能夠生成激光束的激光束源、提供允許該激光束源對準(zhǔn)帶電粒子束系統(tǒng)的共心點(diǎn)的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種將激光系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)一起使用的方法，其中，這些步驟包括生成有待在該工件上使用的帶電粒子束、生成有待在該工件上使用的激光束，其中，該激光束共心地對準(zhǔn)該工件。使用位于系統(tǒng)的真空室內(nèi)的對準(zhǔn)檢測器以及位于該檢測器外的對準(zhǔn)檢測器執(zhí)行激光束的對準(zhǔn)過程。
[0014]為了可以更好地理解本發(fā)明的以下詳細(xì)說明，上文已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。下文將描述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到所披露的概念和具體實施例可容易地用作改進(jìn)或設(shè)計用于完成本發(fā)明相同目的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到這些同等構(gòu)造不脫離如隨附權(quán)利要求中所闡明的本發(fā)明的精神和范圍。
附圖簡要說明
[0015]為了更加徹底地理解本發(fā)明和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說明，其中:
[0016]圖1不出了包括帶電粒子束和激光束子系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)雙束系統(tǒng)的不意圖。[0017]圖2示出了顯示激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)的本發(fā)明的實施例的示意圖。
[0018]圖3示出了顯示與多束系統(tǒng)整合的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)的本發(fā)明的實施例的示意圖。
[0019]圖4為一個流程圖，示出了激光束對準(zhǔn)過程的步驟。
[0020]不旨在按比例繪制附圖。在附圖中，用相同的數(shù)字表示各圖中所示的每個完全相同或幾乎完全相同的部件。出于清晰性的目的，在每張圖中，不是每個部件都可以都被標(biāo)號。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)描述
[0021]激光束系統(tǒng)與帶電粒子系統(tǒng)的結(jié)合涉及到的困難是對準(zhǔn)激光束所需的時間量和專業(yè)技能。用于在真空室內(nèi)對準(zhǔn)激光束的一般方法是非常冗長且耗時的手動過程。本發(fā)明的實施例提供了較在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)手動地對準(zhǔn)激光束的一般方法的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一些實施例提供了一種用于使用激光器位置傳感器在帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)對準(zhǔn)激光束的系統(tǒng)。
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的用于帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)201的示意圖。激光束源205生成激光束204。兩個快速傾斜反射鏡202、203被定位成控制激光束204的方向?？焖賰A斜反射鏡(FSM)具有機(jī)械地傾斜反射鏡的能力，以便控制激光束的方向。FSM對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是眾所周知的，并且不需要在此進(jìn)一步描述。其他類型的束傾斜反射鏡在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，包括掃描反射鏡?？梢允褂没陔娏饔嫷膾呙璺瓷溏R代替FSM，并且基于電流計的掃描反射鏡對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也是眾所周知的?？焖賰A斜束反射鏡202和203通過線207和208連接到快速傾斜反射鏡控制器206和213上。為電流計或起到類似電流計作用的音圈或裝置用于快速傾斜反射鏡中，以使用其從控制器上接收到的電信號?？焖賰A斜反射鏡控制器206和213控制激光束的精細(xì)定位和跟蹤。
[0023]快速傾斜反射鏡202通過控制器206耦聯(lián)到四單元檢測器210上。四單元檢測器210位于帶電粒子束系統(tǒng)201的室壁209外。室壁209將帶電粒子束系統(tǒng)201的真空室與外部分隔開。隨著激光束204被快速傾斜反射鏡202和203反射，用束采樣器或分束器211分開激光束204，以形成一條第二束223。分束器211為一個將束分成兩條分量束(component beam)的常規(guī)分束器。這兩條分量束之間的功率分流由分束器的反射和透射系數(shù)確定。第二束223被引導(dǎo)向四單元檢測器210。通常，第二束223為這兩條分離束中的較弱的束。四單元檢測器210和四單元檢測器215可以是能夠檢測激光束源的對準(zhǔn)或位置的常規(guī)對準(zhǔn)檢測器。位敏檢測器(PSD)是另一種類型的對準(zhǔn)檢測器。PSD通?？梢允菍⑷肷涔饣蚣す馐D(zhuǎn)化為連續(xù)位置數(shù)據(jù)的光電裝置。換言之，PSD可以檢測并記錄入射光束的位置。PSD可以具有各種配置，包括象限檢測器配置或雙軸橫向效應(yīng)檢測器。這些兩種類型的目的是感測與光軸正交的X-Y平面內(nèi)的束形心的位置。為了從PSD測量X和Y位置，四個電極附裝(未示出)在該檢測器上，并且然后一種算法處理光吸收生成的四個電流。四單元檢測器210通常被固定住并且向FSM控制器206提供激光束204的位置數(shù)據(jù)。然后其調(diào)整快速傾斜反射鏡202，從而使得激光束到達(dá)對準(zhǔn)點(diǎn)220。激光束204通過窗口 212進(jìn)入真空室，該激光束通過該窗口使用物鏡214被聚焦。
[0024]四單元檢測器215耦聯(lián)到控制器213和快速傾斜反射鏡203上。四單元檢測器215位于真空室內(nèi)的室壁209內(nèi)。四單元檢測器215與快速傾斜反射鏡控制器213和快速傾斜反射鏡203 —起工作，以便將激光束204機(jī)械地對準(zhǔn)對準(zhǔn)點(diǎn)221。室內(nèi)四單元檢測器215能夠以相對良好的位置精度和高重復(fù)性被遠(yuǎn)程定位。其他類型的對準(zhǔn)檢測器可以執(zhí)行激光對準(zhǔn)的檢測或位置檢測。四單元檢測器通常為一個帶有兩條跨其表面的縫隙的均勻圓盤。其從該圓盤的每個象限上生成四個信號。激光束在圓盤上是不同的，直到該圓盤的每個象限的信號長度相等。室內(nèi)四單元檢測器215能夠被收縮或移動，以便用收縮器222為激光束204清理干凈路徑。收縮器222可以從真空室360外被遠(yuǎn)程控制并且可以是能夠?qū)⑺膯卧獧z測器215從其對準(zhǔn)位置移動至離開激光束路徑的位置的任何機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)可以是在X-Y-Z方向上被手動地調(diào)整的桿，或者該機(jī)構(gòu)可以是一個可以在X-Y-Z方向上電子地調(diào)整四單元檢測器215的電子部件。該機(jī)構(gòu)必須允許收縮器222將四單元檢測器215精確地并且反復(fù)地移動進(jìn)和移動出正確的位置。收縮器222對準(zhǔn)物鏡214的光軸。在本發(fā)明的一個實施例中，物鏡214為四單元檢測器215(未示出)提供硬停止。其將包括電子地控制的致動器臂，該致動器臂將四單元檢測器215滑入和滑出正確對準(zhǔn)的位置。
[0025]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的系統(tǒng)300，該系統(tǒng)包括用于用聚焦離子束(FIB) 352 (由FIB柱304產(chǎn)生)快速清除材料以便進(jìn)一步處理材料的聚焦激光束216 (由激光器306產(chǎn)生)和用于監(jiān)控材料清除過程的電子束350 (由SEM柱302產(chǎn)生)。激光器306將激光束308引導(dǎo)向第一傾斜反射鏡202,該第一傾斜反射鏡反射激光束308以形成一條第一反射束312。第一反射束312被引導(dǎo)向第二傾斜反射鏡203,該第二傾斜反射鏡反射第一反射束312以形成一條第二反射束322，該第二反射束被引導(dǎo)通過真空室360內(nèi)的透明窗口212?！巴该鳌敝傅氖窃摯翱趯φ谑褂玫木唧w類型激光的波長是透明的。傾斜反射鏡202和203 (或者類似反射元件)用于調(diào)整激光束216在樣品320上的位置。
[0026]物鏡214使激光束322 (其可以是基本上平行的)聚焦成一條聚焦激光束216，其中焦點(diǎn)在樣品320的表面處或附近。在一些實施例中，激光束216優(yōu)選地能夠以大于正在被機(jī)加工的樣品320內(nèi)的材料的燒蝕閾值的注量被操作。本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以使用提供足夠注量的(現(xiàn)有的或有待開發(fā)的)任何類型的激光器。優(yōu)選激光器提供短的、納秒至飛秒的脈沖激光束。合適的激光器包括例如鈦寶石振蕩器或放大器、基于光纖的激光器、或摻鐿或摻鉻薄盤形激光器。其他實施例可以使用具有較少的與工件反應(yīng)的注量并且沒有燒蝕的激光器，如使用激光器的熱感應(yīng)化學(xué)解吸工藝或激光光化學(xué)工藝。目前的系統(tǒng)允許操控有待被精確地控制的快速傾斜反射鏡202和203，其中通過四單元檢測器210和215的讀數(shù)計算調(diào)整，從而使得可以進(jìn)行激光束的對準(zhǔn)通過物鏡214的中心，并且最終瞄準(zhǔn)目標(biāo)320的共心點(diǎn)。四單元檢測器214位于盡實際可能地靠近物鏡214的輸出端，以提供激光束更高的精度并且防止聚焦激光束引起對檢測器的破壞。
[0027]樣品320通常定位于精密臺(未示出)上，該精密臺優(yōu)選地可以在X-Y平面內(nèi)平移樣品，并且更優(yōu)選地還可以沿Z軸平移工件，以及為了制造三維結(jié)構(gòu)中的最大靈活性而能夠傾斜和旋轉(zhuǎn)樣品。系統(tǒng)300可選地包括一個或多個帶電粒子束柱，如電子束柱302、離子束柱304或者兩者，其可以用于使樣品成像以監(jiān)控激光燒蝕過程，或用于其它加工(如FIB銑削)或成像任務(wù)。離子束柱304通常形成一束離子352，這些離子被聚焦到激光束318的焦點(diǎn)處或附近的樣品表面320上。FIB柱304還可以能夠掃描基底表面上的離子束352，以進(jìn)行成像和/或FIB銑削。系統(tǒng)300還可以包括注入330系統(tǒng)，該注入系統(tǒng)用于供應(yīng)在存在電子束350或聚焦離子束352的情況下與基底320反應(yīng)的前驅(qū)氣體。[0028]如現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)眾所周知的，電子束柱302包括用于產(chǎn)生電子的電子源(未示出)和用于形成電子的精細(xì)聚焦束350的電子光學(xué)透鏡(未示出)，該電子的精細(xì)聚焦束可以用于樣品表面320的SEM成像。電子束350可以通過偏轉(zhuǎn)線圈或板(未示出)定位在樣品320的表面上并且可以在其上被掃描。透鏡和偏轉(zhuǎn)線圈的操作由電源和控制單元(未示出)控制。應(yīng)指出的是，透鏡和偏轉(zhuǎn)單元可以通過使用電場、磁場或它們的組合來操控電子束。
[0029]樣品室360優(yōu)選地包括一個或多個用于使用在真空控制器(未示出)控制下的高真空和機(jī)械泵送系統(tǒng)排空樣品室的出氣口。樣品室360優(yōu)選地還包括一個或多個進(jìn)氣口，氣體可以通過這個或這些進(jìn)氣口在所希望的壓力下被弓丨入至該室。
[0030]圖4為一個流程圖，示出了用于根據(jù)這些實施例之一的圖3的激光束系統(tǒng)300的對準(zhǔn)的算法的步驟。在開始該算法前，在步驟401中，該束必須被粗糙地聚焦并且被對準(zhǔn)，從而使得該激光束對準(zhǔn)點(diǎn)220。應(yīng)當(dāng)用排空后的系統(tǒng)和浮動的防震臺(如果有)完成此步驟。進(jìn)一步定位激光束204，從而使得其穿過激光注入端口(LIP)窗口 214并進(jìn)入真空室360。當(dāng)真空室開著時，足夠粗糙的焦點(diǎn)將通常導(dǎo)致可見等離子體的形成。來自等離子體的光學(xué)發(fā)射將能夠使使用者粗略地將激光束的焦點(diǎn)定位在靠近該柱的I點(diǎn)(LIP窗口 214能夠從室外在X、Y和Z內(nèi)被手動地平移)。可以在X和Y方向移動LIP窗口 214，這將該束定位在樣品上?？梢匝豘軸移入和移出LIP窗口 214，從而使得該束的焦點(diǎn)可以被引導(dǎo)向所希望的位置，例如，從而使得該束與系統(tǒng)的共心點(diǎn)對準(zhǔn)。該束的手動粗糙聚焦和定位后，排空系統(tǒng)300并打開電子束。通常，將只需要在激光器第一次與系統(tǒng)300對準(zhǔn)時完成用于粗糙聚焦的手動操控。
[0031]在步驟402中，四單元215被移動至激光束路徑內(nèi)的其預(yù)對準(zhǔn)位置。在步驟403中，在四單元檢測器210處監(jiān)控激光束204在分束器211上的位置。來自四單元檢測器210的束位置信息被轉(zhuǎn)換成可用的信號(通過快速傾斜反射鏡202和控制器206)。在步驟404和411中，控制器206與快速傾斜反射鏡202的音圈一起工作，這提供了將束傾斜從而與點(diǎn)220重合所需的精確調(diào)整。反復(fù)地進(jìn)行步驟404和411，直到束正確地對準(zhǔn)點(diǎn)220。
[0032]一旦束正確地對準(zhǔn)點(diǎn)220，在步驟405中，則通過四單元檢測器215監(jiān)控在束在物鏡214處的位置。和四單元檢測器210 —樣，來自四單元檢測器215的束位置信息被轉(zhuǎn)化成施加在快速傾斜反射鏡203的音圈上的電壓(通過快速傾斜反射鏡203和控制器213)。反復(fù)地、順序地以及重復(fù)地進(jìn)行用控制器213對快速傾斜反射鏡203進(jìn)行的調(diào)整，直到束與步驟407中的點(diǎn)221重合。如果束正確地瞄準(zhǔn)在點(diǎn)221上，則在步驟408中，再一次用四單元檢測器210在分束器211處監(jiān)控該束位置。在步驟409中，監(jiān)控該束瞄準(zhǔn)在點(diǎn)220上。重復(fù)整個過程，直到該束與點(diǎn)220和221兩者對準(zhǔn)。
[0033]一旦對束進(jìn)行對準(zhǔn)成與點(diǎn)220和221重合，該束就進(jìn)入LIP窗口 212。在快速傾斜反射鏡203上檢查束的位置。因為快速傾斜反射鏡203用于掃描樣品320上的束，所以需要使用快速傾斜反射鏡203來引導(dǎo)束，從而使得該束集中在樣品320上。如果該束沒有集中在快速傾斜反射鏡203上，則掃描可能不是跨掃描場線性的。沒有使其集中還會限制一個方向上的掃描范圍。在快速傾斜反射鏡203沒有集中在樣品320上的情況下，根據(jù)集中該束的需要，在步驟410中，在X / Y方向上移動整個反射鏡組件。在此過程中，通常不改變反射鏡的角度。
[0034]一旦激光束被對準(zhǔn)成與系統(tǒng)的共心點(diǎn)重合，則收縮器222用于將四單元檢測器215移出該束路徑，以允許該束入射到樣品。在使用中，激光束被聚焦到帶電粒子系統(tǒng)的共心點(diǎn)。該共心點(diǎn)通常為距電子柱302的末端的先前已知的距離。調(diào)整電子束350的焦點(diǎn)，從而使得焦點(diǎn)距離和系統(tǒng)的共心點(diǎn)一樣，并且調(diào)整工件高度，直到樣品進(jìn)入焦點(diǎn)。然后激光光點(diǎn)在樣品上被機(jī)加工并與系統(tǒng)的共心點(diǎn)相比較。如果激光光點(diǎn)沒有定位在共心點(diǎn)上，則手動地調(diào)整LIP窗口 212，直到達(dá)到正確的位置。重復(fù)以上詳細(xì)說明的對準(zhǔn)程序并再次進(jìn)行激光光點(diǎn)的手動定位。重復(fù)整個過程，直到將束對準(zhǔn)并定位在共心點(diǎn)上以及電子束350對準(zhǔn)該共心點(diǎn)。一旦設(shè)置了對準(zhǔn)，則LIP窗口 212位置是固定的。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，多束系統(tǒng)包括:真空室；用于支撐該真空室內(nèi)的工件的工件支座；用于生成帶電粒子束的帶電粒子束系統(tǒng)，所述束被引導(dǎo)向該工件；用于生成激光束從而加工該真空室內(nèi)的工件的激光束系統(tǒng)；以及用于對準(zhǔn)所述激光束的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)，所述激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在所述真空室內(nèi)具有激光束對準(zhǔn)檢測器。
[0036]在一些實施例中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在所述真空室外包括第二束對準(zhǔn)檢測器。在一些實施例中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到所述激光束對準(zhǔn)檢測器上的束傾斜反射鏡。在一些實施例中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到所述激光束對準(zhǔn)檢測器上的第一束傾斜反射鏡以及耦聯(lián)到位于該真空室外的第二束對準(zhǔn)檢測器上的第二束傾斜反射鏡。在一些實施例中，該多束系統(tǒng)包括第一束傾斜控制器，該第一束傾斜控制器響應(yīng)于該第一束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第一傾斜反射鏡以將束移動向第一位置；以及第二束傾斜控制器，該第二束傾斜控制器響應(yīng)于該第二束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第二傾斜反射鏡以將該束移動向第二位置，在一些實施例中，該第一位置和該第二位置與該工件共心。
[0037]在一些實施例中，該多束系統(tǒng)包括用于生成在該工件處被引導(dǎo)的電子源的電子束源。在一些實施例中，激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在所述真空室外包括第二束對準(zhǔn)檢測器。在一些實施例中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到所述激光束對準(zhǔn)檢測器上的束傾斜反射鏡。在一些實施例中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到位于所述真空室外的第二激光束對準(zhǔn)檢測器上的第二束傾斜反射鏡。在一些實施例中，該多束系統(tǒng)包括:第一束傾斜控制器，該第一束傾斜控制器響應(yīng)于該第一束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第一傾斜反射鏡以將束移動向第一位置；以及第二束傾斜控制器，該第二束傾斜控制器響應(yīng)于該第二束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第二傾斜反射鏡以將該束移動向第二位置，在一些實施例中，該第一位置和該第二位置與該樣品共心。在一些實施例中，該激光束穿過物鏡并且其中該激光束與目標(biāo)共心。
[0038]在一些實施例中，該激光束穿過物鏡并且其中該激光束與目標(biāo)共心。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，一種用于帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)激光對準(zhǔn)的方法包括:提供能夠生成帶電粒子束的帶電粒子束源；提供真空室；提供能夠生成激光束的激光束源；提供用于對準(zhǔn)所述激光束源的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)；以及所述激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)將所述激光束源對準(zhǔn)成與該工件共心。
[0040]在一些實施例中，在真空室內(nèi)進(jìn)行對準(zhǔn)所述激光束源。在一些實施例中，該用于激光對準(zhǔn)的方法包括用于將該激光束對準(zhǔn)成與該真空室外的樣品共心的第二對準(zhǔn)系統(tǒng)。在一些實施例中，在該第一對準(zhǔn)系統(tǒng)和該第二對準(zhǔn)系統(tǒng)內(nèi)使用對準(zhǔn)檢測器，從而使得該激光束與該真空室外的目標(biāo)共心并且該激光束與該真空室外的該目標(biāo)共心。[0041]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，一種將激光系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)一起使用的方法包括以下步驟:生成帶電粒子束；將該帶電粒子束引導(dǎo)到工件上；生成有待在該工件上使用的激光束；以及將該激光束共心地對準(zhǔn)到該工件。
[0042]在一些實施例中，使用位于所述系統(tǒng)的真空室內(nèi)的對準(zhǔn)檢測器對準(zhǔn)所述激光束。在一些實施例中，第二對準(zhǔn)檢測器位于所述真空室外。
[0043]上述本發(fā)明具有廣泛的可應(yīng)用性并且可以提供如以上示例中所示和所述的許多利益。實施例根據(jù)特定應(yīng)用將有很大不同，并且不是每個實施例將提供所有這些利益和滿足本發(fā)明可以實現(xiàn)的所有目標(biāo)。例如，在優(yōu)選實施例中，使用鎵液態(tài)金屬離子源生產(chǎn)TEM樣品，以產(chǎn)生聚焦到亞微米點(diǎn)上的鎵粒子束。例如可以從本發(fā)明的受讓人FEI公司商購此類聚焦離子束系統(tǒng)。然而，盡管之前說明書的大部分是針對FIB銑削的使用，但用于加工所希望的TEM樣品的銑削束可以包括例如電子束、激光束、或例如來自液態(tài)金屬離子源或等離子離子源的聚焦或成形離子束、或任何其他帶電粒子束。進(jìn)一步地，盡管之前描述許多針對半導(dǎo)體晶片，但本發(fā)明可以應(yīng)用于任何合適的基底或表面。
[0044]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解到在不脫離所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對此處所述的實施例做出各種變化、替換和改動。而且，本發(fā)明的范圍并非旨在局限于在本說明書中所述的工藝、機(jī)器、制造物、物質(zhì)的組合物、手段、方法以及步驟的具體實施例。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將從本發(fā)明的披露中輕易認(rèn)識到的，可以根據(jù)本發(fā)明利用現(xiàn)有的或往后要開發(fā)的、大體上執(zhí)行相同功能或大體上實現(xiàn)和此處所述的對應(yīng)實施例相同結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造物、物質(zhì)的組合物、手段、方法以及步驟。相應(yīng)地，所附權(quán)利要求書是旨在于將此類工藝、機(jī)器、制造物、物質(zhì)的組合物、手段、方法或步驟包括在它們的范圍內(nèi)。
[0045]我們的權(quán)利要求如下。
【權(quán)利要求】
1.一種多束系統(tǒng),包括: 真空室； 用于支撐該真空室內(nèi)的工件的工件支座； 用于生成帶電粒子束的帶電粒子束系統(tǒng)，所述束被引導(dǎo)向該工件； 用于生成激光束從而加工該真空室內(nèi)的工件的激光束系統(tǒng)；以及用于對準(zhǔn)所述激光束的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)，所述激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在所述真空室內(nèi)具有激光束對準(zhǔn)檢測器。
2.如權(quán)利要求1所述的多束系統(tǒng)，其中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)在所述真空室外包括第二束對準(zhǔn)檢測器。
3.如權(quán)利要求1所述的多束系統(tǒng)，其中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到所述激光束對準(zhǔn)檢測器上的束傾斜反射鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的多束系統(tǒng)，其中，該激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)包括耦聯(lián)到所述激光束對準(zhǔn)檢測器上的第一束傾斜反射鏡以及耦聯(lián)到位于該真空室外的第二束對準(zhǔn)檢測器上的第二束傾斜反射鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的多束系統(tǒng)，包括第一束傾斜控制器，該束傾斜控制器響應(yīng)于該第一束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第一傾斜反射鏡以將束移動向第一位置；以及第二束傾斜控制器，該束傾斜控制器響應(yīng)于該第二束對準(zhǔn)檢測器檢測到的位置信號并引導(dǎo)該第二傾斜反射鏡以將該束移動向第二位置，
6.如權(quán)利要求5所述的多束系統(tǒng)，其中，該第一位置和第二位置與該工件共心。
7.如權(quán)利要求1至6任意一項所述的多束系統(tǒng)，包括用于生成在該工件處被引導(dǎo)的電子源的電子束源。
8.如權(quán)利要求1至6任意一項所述的多束系統(tǒng)，其中，該激光束穿過物鏡并且其中該激光束與目標(biāo)共心。
9.一種用于帶電粒子束系統(tǒng)內(nèi)的激光對準(zhǔn)的方法，包括: 提供能夠生成帶電粒子束的帶電粒子束源； 提供真空室； 提供能夠生成激光束的激光束源； 提供用于對準(zhǔn)所述激光束源的激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)； 所述激光束對準(zhǔn)系統(tǒng)將所述激光束源對準(zhǔn)成與該工件共心。
10.如權(quán)利要求9所述的用于激光對準(zhǔn)的方法，其中，在該真空室內(nèi)進(jìn)行對準(zhǔn)所述激光束源。
11.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的用于激光對準(zhǔn)的方法，包括用于將該激光束對準(zhǔn)成與該真空室外的樣品共心的第二對準(zhǔn)系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的用于激光對準(zhǔn)的方法，其中，在該第一對準(zhǔn)系統(tǒng)和該第二對準(zhǔn)系統(tǒng)內(nèi)使用對準(zhǔn)檢測器，從而使得該激光束與該真空室外的目標(biāo)共心并且該激光束與該真空室外的該目標(biāo)共心。
13.一種將激光系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)一起使用的方法，包括以下步驟: 生成帶電粒子束； 將該帶電粒子束引導(dǎo)到工件上；生成有待在該工件上使用的激光束；以及 將該激光束共心地對準(zhǔn)到該工件。
14.如權(quán)利要求13所述的將激光系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)一起使用的方法，其中，使用位于所述系統(tǒng)的真空室內(nèi)的對準(zhǔn)檢測器對準(zhǔn)所述激光束。
15.如權(quán)利要求14所述的將激光系統(tǒng)與帶電粒子束系統(tǒng)一起使用的方法，其中，第二對準(zhǔn)檢測器位于所述真空室外。
【文檔編號】H01J37/28GK103681190SQ201310404108
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】M.斯特勞, M.埃默森 申請人:Fei 公司