[发明专利]聚焦粒子束系统和分析带电粒子束的能量的方法

权利要求书

1.一种分析包括带电粒子源和静电聚焦透镜的粒子光学柱内的带电粒子束的能量的方法，包括：

从该带电粒子源中提取带电粒子；

将这些带电粒子引导向该静电聚焦透镜；

向该静电聚焦透镜的元件施加电压，以使这些带电粒子减速；

以1.0V或以下的增量来增量地改变该元件上的电压以改变穿过该静电聚焦透镜的带电粒子的数量；以及

检测通过该静电聚焦透镜的带电粒子束电流以确定该束中带电粒子的能量或能量分布。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

向该静电聚焦透镜的元件施加电压包括施加使所有带电粒子穿过的电压；以及

增量地改变该元件上的电压包括提高该元件上的电压，直到没有带电粒子束穿过该静电聚焦透镜。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

将该静电聚焦透镜元件上的电压降低至适用于对样品进行带电粒子处理的聚焦电压；以及

将该带电粒子束引导向样品表面，以便处理样品，在不将该带电粒子源移出粒子光学柱的情况下完成所有步骤，从而使得可以在不将该带电粒子源移出粒子光学柱的情况下进行能量分析和后来的处理两者。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该静电聚焦透镜上的电压产生减速场并且进一步包括使该束与该减速场对准。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使该束对准包括当施加在该元件上的电压在300伏特的截止电压内时使该束对准。

6.如权利要求4或权利要求5所述的方法，其中，使该束对准包括当该静电聚焦透镜提供双交叉时使该束对准，一个交叉在该静电聚焦透镜内并且一个交叉在样品的平面处。

7.如权利要求4或权利要求5所述的方法，其中，使该束对准包括当初级束冲击目标物时，通过观察由所发射的次级电子形成的图像来使该束对准。

8.如权利要求7所述的方法，其中，观察图像包括形成法拉第杯的图像以使该束与该法拉第杯的顶部内的孔对准。

9.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，检测穿过该静电聚焦透镜的带电粒子束电流包括使用法拉第杯和电流计测量该带电粒子束电流。

10.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，检测穿过该静电聚焦透镜的带电粒子束电流包括使用电偏置台检测台电流，从而抑制次级电子并测量初级离子束电流。

11.如权利要求8所述的方法，其中，形成该法拉第杯的图像以使该束与该法拉第杯的顶部内的孔对准包括：

改变该粒子光学柱的聚焦电压；以及

观察该图像是否横向移动，以及

如果该孔的图像随着焦点的变化而横向移动，则调节该束相对于该静电聚焦透镜的中心的位置，直到该孔的图像不再随着焦点的变化而横向移动。

12.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，检测穿过该静电聚焦透镜的带电粒子束电流包括检测次级电子图像的灰度级。

13.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，增量地改变该元件上的电压包括在每次提高的过程中使电压改变小于该束能量扩展度的二十分之一。

14.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，增量地改变该元件上的电压包括在每次提高过程中改变该电压小于0.5 V。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括确定该带电粒子束内的带电粒子束能量或能量分布为低于0.5 V的分辨率。

16.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，进一步包括基于所测量的来自带电粒子源的带电粒子的能量分布对该带电粒子源的操作进行调节以优化性能。

17.如权利要求16所述的方法，其中，该带电粒子源是液态金属离子源，该液态金属离子源具有流经对该液态金属进行加热的加热元件的加热器电流，并且其中，所测量的能量分布用于确定是否改变该加热器电流。