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9.3 对准流程:

  1. 如果尚未执行,请先应用上述起始条件。

  2. 保持 Beam OFF,使用 DP_3a (X, Y) 使一次电流最大化。

  3. 如果 Cs 源在初级柱轴上居中良好,则最大一次电流是在 DP_3a (X, Y) 值非常低且接近零时获得的。

- 如果 DP_3a (X, Y) 值低于 100 digits,则转到下一个 STEP B。

- 如果 DP_3a (X, Y) 值高于 100 digits,则建议继续当前 STEP A,将 Cs 源重新居中。

  1. 从 Tuning 菜单打开 ‘Cs Source Position Calibration’ 面板:

Tuning → Setup → Cs Source Position Calibration,如下所示。

Tuning Setup 菜单中已选中 Cs Source Position Calibration,并显示校准窗口
  1. 保持 Beam OFF,通过移动 Cs position_ Relative Displacement (steps) 使一次电流最大化。以小步长即可,例如先向左或向右 10 步。

  2. 如果 X 位置已在最大一次电流处调好,则检查 Cs 源的 Y 位置。参见下图。通过手动调整 Cs 源的高度使一次电流最大化。

  3. 如果 Cs 源在初级柱轴上机械居中良好,则 DP_3a (X, Y) 值应非常接近零。

旋转该圆盘以调整铯源的 Y 位置
旋转该圆盘以调整铯源的 Y 位置

STEP B: 一次束在 D4 光阑中的对准

Section titled “STEP B: 一次束在 D4 光阑中的对准”
  1. 打开一次束(Beam ON),使用 Beam pos (X, Y) 偏转器将其在 FA 平面中居中。此时尚未有 L2 HV,用非常小的一次电流检查此步骤没有问题。通常,无论 L2 值是多少,在 D4 光阑中的居中情况都是相同的。

  2. 在 Beam On 状态下,摆动(wobble)L4。束应在同一位置聚焦和散焦。如果不是,则用 D4 光阑位置 (X, Y) 修正对准。

  3. 使用 Beam pos (X, Y) 将束重新居中到次级光轴上,即视场光阑平面的中心。

  4. 通过点击 ‘Mass & Apertures’ 面板上的 [VAL] 按钮,验证 D4_750 μm (#1) 位置。

■ 注意:其他 D4 光阑的定位将在后续流程 STEP C 中介绍。

  1. 如前所述,用 L4 保持束聚焦成一个小探针。在 Beam On 状态下,缓慢增大 L2,然后摆动它。摆动 L2 时,束应在同一位置聚焦和散焦。如果不是,则使用 DP_3a (X, Y) 使其居中。

■ 注意:如果 DP 3a 值非常高,则可能有必要再次调整 Cs 源的机械位置 X 和 Y。在这种情况下,请重复上述 STEP A。当束在 L2 中对准良好时,我们可以看到穿过 D4 光阑的晕环图像。

  1. 将 L2 值设置到所需的一次电流,并用 L4 透镜将束聚焦到样品表面。

  2. 使用消像散器(Stig_45、Stig_90)、四极(D5-S1)和 L4 聚焦进行最终调整,以改善束形。

  1. 到目前为止,我们一直在 D4=750 μ m (#1) 且保持 D0=3000 μ m 的条件下工作。为了能够自由改变一次电流,所有 D4 光阑都应正确对准并经过验证。在保持 D0=3000 μ m 的同时,设置 D4=500 μ m (#2)。

■ 注意:建议在更换到另一个 D4 光阑之前,记录下 D4=750 μ m 的位置 (X, Y)。

  1. 在 Beam On 状态下,摆动 L4。束应在同一位置聚焦和散焦。如果不是,则用 D4 光阑位置 (X, Y) 修正对准。

  2. 使用 Beam pos (X, Y) 将束重新居中到次级光轴上,即视场光阑平面的中心。

  3. 通过点击 ‘Mass & Apertures’ 面板上的 [VAL] 按钮,验证 D4=500 μm (#2) 位置。

  4. 将 D4 光阑更换到下一个,并对每个 D4 光阑重复 2~4。

■ 注意:所有 6 个 D4 光阑的 X 位置通常相似(< 1000 digits)。而 D4 的 Y 位置则不同。相邻光阑在 y 轴上的差异约为 1800 digits。

  1. 在所有验证完成后,再次设置 D4=750 μ m (#1)。
  1. 到目前为止,我们一直在使用 D0=3000 μ m,这意味着没有光阑。为了能够自由改变一次电流,所有 D0 光阑都应正确对准并经过验证。在保持先前设置的 D4=750 μ m (#1) 的同时,设置 D0=2000 μ m (#1)。

  2. 在 Beam Off 状态下,调整 D0 光阑的位置 (X, Y) 以使一次电流最大化。

  3. 通过点击 ‘Mass & Apertures’ 面板上的 [VAL] 按钮,验证 D0=750 μm (#2) 位置。

  4. 将 D0 光阑更换到下一个,并对每个光阑重复 2 和 3。

■ 注意:所有 6 个 D0 光阑的 X 位置通常相似(< 1000 digits)。而 D0 的 Y 位置则不同。相邻光阑在 y 轴上的差异约为 1800 digits。

  1. 打开 ‘Synoptic panel’ 并如下方图片所示选择相应的菜单:2. Primary → 1. L1+L2+L3 → 8) Cs WIEN, DP 3b
用于维恩滤波器步骤的 Synoptic panel 菜单路径 2. Primary → 1. L1+L2+L3 → 8) Cs WIEN, DP 3b
  1. 设置 WIEN COIL = 2 Amp。当增大 Wien 线圈值时,一次束将沿 Y 轴连续移动。

  2. 为了使束保持在 FA 平面内,换言之,为了不至于在 MCP 板上完全丢失束,请使用 DP_3b (Y) 偏转器将其逐渐带回图像中心。DP_3b (Y) 的最终值应接近典型值 – 250 digits。

STEP G: 使用 L3 透镜获得更高的一次电流

Section titled “STEP G: 使用 L3 透镜获得更高的一次电流”
  1. 缓慢增大 L3 HV。随着 L3 值增大,束形可能会变形,束位置也会移动。一次电流也可能减小。

  2. 使用 DP_3a (X, Y) 使电流最大化。

  3. 重复 1~2,直到达到所需电流。

■ 注意:一般来说,L3 HV 优化在 source HV 的约 30~40 %。

  1. 使用 Beam pos (X, Y) 将束带回 FA 平面的中心。

  2. 使用 L4 透镜尽可能将束聚焦得最小。

■ 注意:如 STEP A 中所述,在摆动 L4 时无需将束在 D4 光阑中居中。因为实际上很难用全部四个透镜(L1、L2、L3 和 L4)对准初级光学系统。因此,在应用 L3 透镜后,强烈建议除 L4 外保持所有其他参数不变,以便尽可能将束聚焦得最小。