对准带电颗粒束列的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种方法，用于自动对准带电颗粒束与孔。从而引入散焦并基于图象移动计算的信号施加到偏转单元。进而提供了用于散光校正的方法。从而在改变到象散校正装置的信号时，对于产生的一组帧估计清晰度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术一般涉及带电颗粒列，并特别涉及产生使带电颗粒束列对准的图象的方法和设备。更具体来说，本专利技术涉及带电颗粒束的自动对准与象差的自动校正。本专利技术的背景如微电子、微力学及生物技术等技术在工业中对于构成和探测纳米尺度内的样品有很高的需求。在这样小的尺度上，常常使用电子束进行探测和构造，这些电子束在如电子显微镜或电子束图案产生器等带电颗粒束装置中产生和聚焦。带电颗粒束由于它们的短的波长，提供了很高的例如其可与光子束相比空间分辨率。然而由于带电颗粒束固有的象差和失准导致分辨率降低，例如基于小于0.01nm的波长能够到达的空间分辨率受到限制。例如，在扫描电子显微镜(SEM)中，束聚焦于尺寸10nm或更小的小圆点。束在整个样品上扫描。从而获得的图象的分辨率由束在采样面的平面上中的直径限制。束的直径可能由象差限制，例如与束的对准无关但与电子束能量变化相关的色差。进而，有由成象透镜的非零孔产生的螺旋象差。然而，象差可能变得更差，或甚至可能由束相对于各成象元素的光轴失准引入。这样，优化分辨率从而成象质量最重要的参数之一，是光列的对准。由于高的空间分辨率要求很小的允差，束相对于各光学元件对准必须按一种规则进行。通常带电颗粒束列对准需要由操作者进行。从而，操作者基于被测量的图象调节施加到对准校正装置的各信号。这过程的一个缺陷是其依赖于操作者的判断。这样，引起不同的操作者的不精确性和变化。进而，人工调节费时，特别是对于需要高的系统处理量的在线监视系统尤为不利。在文献US 5,627,373中，描述了一种方法，用于在扫描电子显微镜中向物镜轴自动对准电子束轴。从而，测量物镜聚焦范围第一点和第二点处的样品图象。对于每一图象产生显微镜视野内直边位置的指示信号。在从两个信号检测到一图象转移并自动调节对准之后，该过程在一正交方向重复。完整的操作序列迭代重复，直到由于失准出现的象移小于预定的阈值。进而，在文献US 5,627,373中提出用于自动校正扫描电子显微镜中电子束散光的一种方法。对于散光的校正，围绕整个样品周围在30°区间对边界部分采样。依据样品之中清晰度指示信号识别束失真轴。失真沿这一轴被调节并在迭代中改进。文献US 6,025,600提出一种方法，用于计算和校正带电颗粒束系统中的散光误差。在带电颗粒系统物镜设置的单个扫描期间收集图象。分析图象特征不同的指向，诸如斑点靶中的线。作为物镜设置的函数获得最佳清晰度或最好的焦距值。通过取与不同图象特征指向相关的最优清晰度值的线性组合，计算对散光校正器设置的适当变化。在文献US 6,067,167中，描述了用于实现诸如扫描电子显微镜等电子光学装置中实现电子光学系统自动调节的一种方案，其中存储了通过电子光学装置由于改变物镜折射率在顺序调节聚焦点顺序获得的规定数目的图象。计算采样图象的移动量。从而，基于计算的移动量判断调节是否必须，并如果需要则进行调节。进而，公开了在诸如扫描显微镜等电子光学装置的带电颗粒束光学系统中实现散光校正的一种方案。然而，特别是当考虑在线监视系统或在线束写入器时，存在着涉及带电颗粒束列对准的进一步的问题，及先有技术中出现的改进需要进一步的完善。本专利技术的概述本专利技术是要克服某些以上的问题。改根据本专利技术的一种方式，提供了如独立的权利要求1中规定的用于图象快速产生以对准带电颗粒束列的方法，以及如独立权利要求32中规定的带电颗粒束装置。从从属权利要求，说明和附图，本专利技术进一步的优点，特性，方式和细节是明显的。根据本专利技术，其优点是基于快速和有效的自动列对准。因而，即使对于每一晶片或晶片的每一侧，带电颗粒束也能对准。这样，能够克服与先有技术相关的以下缺陷。例如，在先有技术中，各失准的迭代调节是被提示的。因而，即使对于带电颗粒束的自动调节，调节系统的操作者的行为是被模仿的。操作者迭代过程的这种模仿可把对准的次数改进到某种程度，但是调节带电颗粒系统所需要的时间仍将在5到10秒钟的范围。由于先有技术中声称要通过改变物镜的电流而改变焦距，因而这特别是如此。然而物镜常常以磁或磁静电透镜的形式装设。这样，线圈的自感应阻碍了焦距的快速变化，并因而限定了调节带电颗粒束所需时间的进一步改进。根据本专利技术进一步的方式，提供了一种产生图象的方法，用来自动优化带电颗粒列成象质量。这一方法包括步骤通过对带电颗粒束电位的影响的变化在物镜内引入象差，从而获得焦距的变化；以及在束散焦期间产生一组图象。如以上提及，通过引入象差使用对束能的电位影响使带电颗粒束散焦，使能够降低对准的时间。在本专利技术的场合引入象差将理解为改变改变象差。这样，基于象差引入的变化而改变焦距长度。最好包括基于测量的图象位移测量由使带电颗粒束相对于光轴散焦和对准引起的图象的平移的步骤。最好根据本专利技术执行进一步的一个步骤。估计图象组的清晰度以获得对应于理想焦距的束能量。这样，通过把束能量设置为理想值能够自动调节相对于样品表面的焦距。进而，最好估计图象组相对于至少两个不同方向的清晰度，以获得用于校正束失真的象散校正装置的至少一个校正信号，并校正束失真。根据以上两个优点，能够使用图象组以一组已经成象的图象调节优化成象质量的几个参数。这样除了测量时间之外考虑用于计算的某些时间在内，带电颗粒束能够在大约0.5到1秒钟内对准。因而，对于每一晶片的每一点能够易于进行自动聚焦，及至少对于光轴的自动对准，这样能够获得稳定的成象条件。根据本专利技术的一种优选方式，带电颗粒相对于光轴移动的灵敏度至少进行一次校准，从而该校准基于在校准期间产生的至少一组图象的图象移动。进而，最好对校正带电颗粒束的束失真的灵敏度进行至少一次校准，从而校准基于校准期间产生的至少一组图象清晰度的估计。对准束对于光轴的位置及校正束失真的所有过程最好在两个方向进行。更好是在两个方向独立地使用这些过程。据此，两个方向最好基本上是正交的或成45°角度。根据本专利技术进一步的一种方式，提供了用于自动产生图象以使带电颗粒束列对准的方法，该方法包括步骤通过带电颗粒束能的变化引入象差，从而获得焦距的变化；产生一组图象，同时改变带电颗粒束能；在至少两个方向估计图象组的清晰度；以及向一象散校正装置施加一校正信号，使其校正束失真。根据本专利技术进一步的一种方式，提供了用于自动产生图象以使带电颗粒束列对准的方法，该方法包括步骤通过带电颗粒束能的变化引入象差，从而获得焦距的变化；产生一组图象，同时改变带电颗粒束能；测量图象的移动；以及基于测量的图象的移动校正带电颗粒束对于光轴的位置。根据本专利技术进一步的一种方式，提供了用于自动使一带电颗粒束对准带电颗粒束列光轴的方法，该方法包括步骤通过电位影响物镜内带电颗粒束能的变化引入一象差，从而获得焦距的变化；在样品上扫描带电颗粒束以产生一组图象，同时改变带电颗粒束的能；测量图象组的至少两个不同的图象之间的图象移动；基于图象移动计算一校正信号；并施加校正信号到偏转单元，使得束与光轴对准。本专利技术还在于一种设备，用于执行所公开的方法并包括用于执行每一所述方法步骤的设备部件。这些方法步骤可通过硬组件，通过适当的软件编程的计算机。通过两者或任何其它方式的组合执行。此外，本专利技术还在于通过其操作所述设备的方法。其包括用于执行设备的每一功能的方法步骤。附图的简要说明本专利技术以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于自动产生图象使带电颗粒束列对准的一种方法，包括步骤：ａ）通过带电颗粒束能量的变化引入象差，从而获得焦距的变化；ｂ）产生一组图象，同时改变带电颗粒束的能量。

【技术特征摘要】
US 2001-10-10 60/328,452;EP 2002-7-29 02016839.91.用于自动产生图象使带电颗粒束列对准的一种方法，包括步骤a)通过带电颗粒束能量的变化引入象差，从而获得焦距的变化；b)产生一组图象，同时改变带电颗粒束的能量。2.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤c1)估计图象组的清晰度；以及c2)失真束的能量使其对应于一理想的焦距。3.根据以上任何权利要求的方法，还包括以下步骤d1)至少在两个不同的方向估计图象组的清晰度；以及d2)向象散校正装置施加一校正信号使其校正束分失真。4.根据权利要求3的方法，其中至少在四个不同的方向估计图象组的清晰度。5.根据权利要求4的方法，其中至少四个不同的方向彼此相对旋转45°。6.根据以上任何权利要求的方法，其中进行象散校正装置的校准。7.根据权利要求6的方法，其中使用线性校准函数校准象散校正装置。8.根据以上任何权利要求的方法，还包括以下步骤e1)测量图象移动；以及e2)基于测量的图象移动校正带电颗粒束对于光轴的位置。9.根据权利要求8的方法，其中进行偏转单元的校准。10.根据权利要求9的方法，其中使用线性校准函数校准偏转单元。11.根据任何权利要求8到10的方法，其中产生图象组以获得准连续图象移动。12.根据任何权利要求8到11的方法，其中图象组的两个相继图象之间的图象移动小于10个象素，最好小于5个象素，更好小于2个象素。13.根据任何权利要求8到12的方法，其中使用模式跟踪测量图象移动。14.根据任何权利要求8到13的方法，其中使用递归模式识别测量图象移动。15.根据任何权利要求8到14的方法，其中通过移动一孔获得带电颗粒束相对于光轴的位置的校正。16.根据任何权利要求8到15的方法，其中使用第一偏转单元通过偏转带电颗粒束获得带电颗粒束相对于光轴的位置的校正。17.根据权利要求16的方法，其中向第二偏转单元提供一信号以重新定向带电颗粒束。18.根据权利要求17的方法，其中在第一偏转单元之前重新建立束相对于光轴的角度。19.根据任何权利要求16到18的方法，其中在第一和/或第二偏转单元内使用线圈。20.根据任何权利要求16到19的方法，其中在第一和/或第二偏转单元内使用静电模。21.根据以上任何权利要求的方法，其中产生的图象组包括至少20个图象，产生的图象组最好包括至少80个图象。22.根据以上任何权利要求的方法，其中在1秒钟或更少内完成散焦，最好在0.5秒钟或更少内完成。23.根据以上任何权利要求的方法，其中在2秒钟或更少内完成对准，最好在1秒钟或更少内完成，更好在0.5秒钟或更少内完成。24.根据以上任何权利要求的方法，还包括一迭代。25.根据任何权利要求3到24的方法，其中在第二方向执行步骤d2和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾舍珀尔，
申请(专利权)人：应用材料以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]