来自场发射源的发射参数的确定制造技术

本发明专利技术涉及来自场发射源的发射参数的确定。通过电流如何随引出电压而变的测量可以确定发射体的状态。由在不同条件下发射的带电粒子的一系列相对简单的测量结果来确定场形因数β函数。然后可以使用该场形因数来确定发射的导出特性，在现有技术中是难以在不将源从聚焦镜筒移除并将其安装在专用设备中的情况下确定它们的。该关系式是由源配置确定的且已经发现其独立于发射体形状，并且因此可以随着发射体形状随时间推移而变来确定发射特性，而不必确定发射体形状且不必重新定义场形因数与所述一系列相对简单测量结果之间的关系式以及场形因数与其他发射参数之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
来自场发射源的发射参数的确定
本专利技术涉及场发射带电粒子源，并且特别地涉及用于使用电子束的仪器的电子源。
技术介绍
在多种多样的仪器中都使用电子束，所述多种多样的仪器包括电子显微镜、电子束光刻系统、临界尺寸测量工具以及各种其他检查、分析以及处理工具。在大多数仪器中，通过观察电子束与样本的相互作用的结果来获取关于样本的信息。在此类仪器中，由电子源发射电子并形成为射束，其被电子光学镜筒（column）聚焦和指引。电子源通常包括：发射体，从该发射体发射电子；引出（extraction）电极，其从发射体引出电子；以及抑制电极，其抑制远离发射体尖端的电子的不期望发射。理想的电子源产生可以被聚焦至纳米或亚纳米尺度斑点的电子，具有足以提供快速、一致的数据收集或电子束处理的电子流。此类电子源通常以具有发射电子之间的低能量散度（energyspread）、高亮度和长期稳定性为特征。低能量散度减少电子镜筒中的射束的色差，因为色差是由于具有不同能量的电子被聚焦至不同的点而引起的。为了被从固体表面释放，电子必须克服能量垒。此能量垒的高度被称为材料的“功函数”。电子源可以使用不同类型的发射体，其使用不同的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定场电子源的发射特性的方法，包括：使用不同的引出电压连续地从所述场电子源引出电子；在多个引出电压下测量电子电流以确定角度强度I’与引出电压之间的关系；根据所述关系和射束几何结构来确定功函数以及与在发射表面处施加的电场与引出电压的比值相对应的场形因数β；根据所述角度强度和射束几何结构来确定发射电流密度J，J是在发射体表面位置处定义的；根据场形因数、引出电压、功函数以及源温度来确定本征发射能量散度；根据射束几何结构、源温度以及引出电压来确定本征虚拟源尺寸dv(int)；根据本征发射能量散度和角度强度来确定已校正的发射能量散度；根据发射电流密度来确定已校正的虚拟源尺寸dv；以及根据角度强度、已...

【技术特征摘要】
2012.01.09 US 61/584,762;2012.10.10 US 13/648,8871.一种确定场电子源的发射特性的方法，包括：使用不同的引出电压连续地从所述场电子源引出电子；在多个引出电压下测量电子电流以确定角度强度I’与引出电压之间的关系；根据所述关系和射束几何结构来确定功函数以及与在发射表面处施加的电场与引出电压的比值相对应的场形因数β；根据所述角度强度和射束几何结构来确定发射电流密度J，J是在发射体表面位置处定义的；根据场形因数、引出电压、功函数以及源温度来确定本征发射能量散度；根据射束几何结构、源温度以及引出电压来确定本征虚拟源尺寸dv(int)；根据本征发射能量散度和角度强度来确定已校正的发射能量散度；根据发射电流密度来确定已校正的虚拟源尺寸dv；以及根据角度强度、已校正的虚拟源尺寸以及引出电压来确定射束亮度。2.根据权利要求1的方法，其中，确定射束亮度包括确定减小的射束亮度。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中，在多个引出电压下测量电子电流以便确定角度强度I’与引出电压之间的关系包括指引电子束通过具有已知直径的孔径并进入法拉第杯。4.根据权利要求1或2的方法，其中，场形因数β被确定为A乘以KB的形式的函数，其中，K是比值I’/J的平方根，A和B是由源配置确定的且相对独立于发射体条件。5.根据权利要求1或2的方法，其中，确定已校正的虚拟源尺寸dv包括将已校正的虚拟源尺寸dv确定为（DJ+1）乘以本征虚拟源尺寸dv(int)形式的函数，其中，D是常数且J是发射电流密度，dv(int)是通过公知的表达式CK(kT/Vext)1/2找到的，其中，C是常数，K是比值I’/J的平方根，k是玻尔兹曼常数，T是发射体的温度，并且Vext是引出电压。6.根据权利要求1或2的方法，其中，确定已校正的虚拟源尺寸dv包括将已校正的虚拟源尺寸dv确定为dv=(dv(int)2+dv(tra)2)1/2形式的函数，其中，dv(int)是本征虚拟源尺寸且dv(tra)是针对由于射束中的库仑相互作用而引起的轨迹缺陷进行校正的虚拟源尺寸加宽项，dv(tra)是场形因数β和发射电流密度的函数。7.根据权利要求1或2的方法，还包括将角度强度计算为电流密度乘以K的平方并将所计算的角度强度与所测量的角度强度相比较。8.根据权利要求7的方法，还包括如果所计算的角度强度与所测量的角度强度相差多于5%，则重新计算场形因数。9.根据权利要求1或2的方法，还包括基于源发射特性来调整聚焦镜筒的光学元件。10.根据权利要求9的方法，其中，调整光学元件包括调整引出电压、抑制电压或发射体温度。11.根据权利要求1或2的方法，还包括基于所计算的发射能量散度、所计算的亮度或导出的虚拟源尺寸将发射体从设备中移除。12.一种根据射束性质的测量结果来确定在电子束系统中使用场发射的电子源的特性的方法，包括：改变施加于所述场发射电子源的引出电压并在不同引出电压下测量发射的一个或多个特性；确定引出电压与测量特性中的一个或多个之间的关系；根据该关系来计算与所施加的电压和引出电压的比值相对应的场形因数β，该计算包括AKX形式的表达式，其中，A和X是源几何结构的函数且独立于发射体尖端条件；以及根据所述场形因数来确定源的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：LW斯万森，GA施温德，S克罗格，刘坤，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：