带电粒子束系统及其操作方法、记录多个图像的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种带电粒子束系统，带电粒子束系统包括偏转子系统，偏转子系统被配置来基于由第一数字信号和第二数字信号的独立数字模拟转换产生的模拟信号的总和在偏转方向上偏转带电粒子束。本发明专利技术还涉及一种配置带电粒子束系统的方法，使得可以通过仅改变第一数字信号来扫描多个感兴趣区域中的每一个，而第二数字信号保持恒定为与相应感兴趣区域相关联的值。本发明专利技术还涉及一种在减少由于电荷累积而导致的干扰的前提下记录感兴趣区域的多个图像的方法。像的方法。像的方法。

【技术实现步骤摘要】
带电粒子束系统及其操作方法、记录多个图像的方法


[0001]本专利技术涉及一种带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法。具体地，本专利技术涉及一种用于使带电粒子束偏转的偏转系统、一种配置偏转系统并且使用带电粒子束系统来记录感兴趣的远程区域的多个图像的方法；以及一种配置带电粒子束系统的控制器以执行该方法的计算机程序。
[0002]此外，本专利技术涉及一种记录不同感兴趣区域的多个图像的方法；以及一种配置带电粒子束系统的控制器以执行该方法的计算机程序。

技术介绍

[0003]常规的带电粒子束系统包括：带电粒子束源，其被配置来产生带电粒子束；物镜，其被配置来将带电粒子束聚焦到焦平面中；以及偏转系统，其被配置来使带电粒子束偏转。常规偏转系统包括计数器、DAC(数字模拟转换器)、模拟放大器和场发生器。计数器生成以受控速率递增的数字输出值。DAC将计数器输出的数字输出值转换为模拟信号。模拟放大器放大DAC输出的模拟信号，并将放大的模拟信号应用于场发生器。场发生器使用放大的模拟信号来产生用于使带电粒子束偏转的磁场和/或电场。
[0004]带电粒子束系统的应用领域是晶片的检查。晶片与受偏转系统限制的带电粒子束系统的视场相比较大。为了对晶片上感兴趣的远程区域成像，带电粒子束系统的视场必须大和/或必须移动固持晶片的台。根据常规偏转系统，在用于DAC的恒定比特深度的假设下，可以通过选择大的放大率来配置大的视场，代价是减少所得图像的空间采样频率，因为在DAC的恒定比特深度下，视场和最大空间采样频率是反向相关的。移动台通常会减慢图像的采集速率，并引入由于台漂移导致的误差。因此，常规带电粒子束系统缺乏以高空间采样频率和高精度对感兴趣的远程区域成像的能力。
[0005]使用带电粒子束系统记录图像的另一个常见问题是由于带电粒子束的带电粒子撞击而导致的样品中的电荷累积。对于具有低导电性的样品来说，这个问题可能是严重的。电荷累积可产生不可预测的电场，不可预测的电场影响撞击的带电粒子束，导致束偏转和束偏移并且通常导致更糟糕的图像。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个特征是提供带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法，以用于以高空间采样频率和高精度对感兴趣的远程区域成像。
[0007]该特征由独立权利要求的主题来实现。优选的实施例在从属权利要求中限定。
[0008]根据本专利技术的第一方面，一种带电粒子束系统包括：带电粒子束源，其被配置来产生带电粒子束；物镜，其被配置来将带电粒子束聚焦到焦平面中；偏转系统，其被配置来使带电粒子束偏转；以及控制器。该偏转系统包括至少一个偏转子系统。每个偏转子系统被配置来沿偏转方向偏转带电粒子束。多个偏转子系统被配置来沿着不同偏转方向偏转带电粒子束。每个偏转方向通常基本上垂直于带电粒子束系统的光轴。
[0009]每个偏转子系统包括：第一DAC电路，第一DAC电路被配置成以第一阶跃高度的阶跃将第一数字偏转信号转换成第一操作范围内的第一模拟输出信号；第二DAC电路，第二DAC电路被配置成以第二阶跃高度的阶跃将第二数字偏转信号转换成第二操作范围内第二模拟输出信号；加法器，加法器被配置成接收第一模拟输出信号和第二模拟输出信号，并且基于所接收的第一模拟输出信号和所接收的第二模拟输出信号的总和来输出模拟偏转信号；以及场发生器，场发生器被配置成接收模拟偏转信号，并且生成磁场和/或电场以用于使用所接收的模拟偏转信号来偏转带电粒子束。
[0010]控制器被配置来分别为每个偏转子系统生成第一数字偏转信号和第二数字偏转信号。
[0011]样品可位于物镜的焦平面中，用于观察、分析或操纵样品。
[0012]根据本专利技术的第二方面，一种操作带电粒子束系统的方法包括:获得样品上多个感兴趣区域的坐标；配置所述第一DAC电路，使得由第一DAC电路提供的第一扫描范围至少与最大的感兴趣区域一样大，第一扫描范围表示通过改变所述第一数字偏转信号同时保持所述第二数字偏转信号可扫描的物镜的焦平面中的区域的长度；配置第二DAC电路，使得由第二DAC电路提供的第二扫描范围至少与感兴趣区域之间的最大距离一样大，第二扫描范围表示通过改变第二数字偏转信号同时保持第一数字偏转信号可扫描的焦平面中的区域长度；以及使用所做的配置记录感兴趣区域的图像。
[0013]每个偏转子系统的两个DAC电路可单独地配置和设置，例如使得第一DAC电路为模拟偏转信号提供高精度小贡献，而第二DAC电路为模拟偏转信号提供中精度大贡献。这种配置允许在由第一DAC电路提供的扫描范围内，以高空间采样频率(即，样品上的带电粒子束的邻近驻留位置彼此接近)进行精确扫描，并且允许由由第二DAC电路提供的扫描范围提供大视场。
[0014]本专利技术的第三方面涉及一种记录表示样品的不同感兴趣区域的多个图像的方法。该方法包括记录表示样品上的多个不同感兴趣区域的多个图像。多个图像的记录包括在多个扫描区域上扫描带电粒子束，其中感兴趣区域中的每一个包括多个扫描区域，其中待连续扫描的每两个扫描区域间隔至少第一最小距离，第一最小距离达到至少100nm，并且其中待连续扫描的每两个扫描区域属于感兴趣区域中的不同感兴趣区域。
[0015]根据这种方法，通过逐个记录相应图像的多个区段来记录图像中的每一个。每个区段对应于一个扫描区域。在通过在对应于同一图像的两个区段的扫描区域上扫描带电粒子束来连续记录所述两个区段之间，通过在对应于另一图像的区段的扫描区域上扫描带电粒子束来记录该另一图像的区段。也就是说，通过记录另一图像的区段来交错记录同一图像的两个不同区段。
[0016]为了减少由于在样品上扫描带电粒子束而产生的电荷累积的影响，将连续扫描的每两个扫描区域间隔至少第一最小距离，第一最小距离至少达到100nm。因此，由于在第一扫描区域上扫描带电粒子束而在第一扫描区域处累积电荷，所累积的电荷对第一扫描区域之后将连续扫描到的第二扫描区域的扫描几乎没有影响，因为第二扫描区域远离第一扫描区域。在第二扫描区域的扫描期间，在第一扫描区域处累积的电荷可分布在样品中或消散。因此，将在第二扫描区域之后连续扫描到的第三扫描区域可定位在第一扫描区域附近，并且第一扫描区域的扫描对第三扫描区域的扫描影响不大，因为在第一扫描区域处累积的电
荷在此时分散或消散。
[0017]因此，该方法允许使用带电粒子束记录多个图像，其中减小了通过将带电粒子束引导至样品而引起的电荷累积的干扰。
[0018]本专利技术的第四方面涉及一种包括指令的计算机程序，该指令在由带电粒子束系统的控制器执行时，使得带电粒子束系统能够执行本文所述的任何方法。可使用本文所述的带电粒子束系统来执行本文所述的方法。
附图说明
[0019]在下文中，参照附图描述本专利技术的实施例。
[0020]图1示意性示出根据本专利技术第一方面的实施例的带电粒子束系统。
[0021]图2示意性地示出带电粒子束系统的偏转系统。
[0022]图3示意性地示出偏转子系统的DAC电路的数字模拟转换。
[0023]图4示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电粒子束系统，包括：带电粒子束源，被配置来产生带电粒子束；物镜，被配置来将所述带电粒子束聚焦到焦平面中；偏转系统，被配置来使所述带电粒子束偏转，其中所述偏转系统包括至少一个偏转子系统，其中每个偏转子系统包括：第一DAC电路，所述第一DAC电路被配置来以第一阶跃高度(SH1)的阶跃将第一数字偏转信号转换成第一操作范围(OR1)内的第一模拟输出信号，第二DAC电路，所述第二DAC电路被配置来以第二阶跃高度(SH2)的阶跃将第二数字偏转信号转换成第二操作范围(OR2)内的第二模拟输出信号，加法器，被配置来接收所述第一模拟输出信号和所述第二模拟输出信号，并且基于所接收的第一模拟输出信号和所接收的第二模拟输出信号的总和来输出模拟偏转信号，以及场发生器，被配置来接收所述模拟偏转信号，并且使用所接收的模拟偏转信号生成磁场和/或电场以偏转所述带电粒子束；其中所述带电粒子束系统还包括：控制器，被配置来分别为每个偏转子系统生成所述第一数字偏转信号和所述第二数字偏转信号。2.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中所述第一操作范围(OR1)大致等于所述第二阶跃高度(SH2)。3.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中所述第二操作范围(OR2)与所述第一操作范围(OR1)的比率达到至少10，特别是至少100，更特别地至少200。4.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中由所述第一DAC电路实现的将所述第一数字偏转信号转换成所述第一模拟输出信号的精度大于由所述第二DAC电路实现的将所述第二数字偏转信号转换成所述第二模拟输出信号的精度。5.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中所述第一DAC电路包括：第一DAC和第一放大器，所述第一DAC被配置来将所述第一数字偏转信号转换成第一模拟中间信号，所述第一放大器被配置来通过使用第一放大率来放大所述第一模拟中间信号来产生所述第一模拟输出信号；其中所述第二DAC电路包括第二DAC和第二放大器，所述第二DAC被配置来将所述第二数字偏转信号转换成第二模拟中间信号，所述第二放大器被配置来通过使用第二放大率来放大所述第二模拟中间信号来产生所述第二模拟输出信号。6.根据权利要求5所述的带电粒子束系统，其中所述第一放大率限定所述第一阶跃高度(SH1)，其中所述第二放大率限定所述第二阶跃高度(SH2)，其中所述第一DAC的比特深度和所述第一放大率限定所述第一操作范围(OR1)，其中所述第二DAC的比特深度和所述第二放大率限定所述第二操作范围(OR2)。7.根据权利要求5所述的带电粒子束系统，其中所述第一放大率和所述第二放大率被选择成使得所述第一操作范围(OR1)大致等
于所述第二阶跃高度(SH2)。8.根据权利要求5所述的带电粒子束系统，其中所述第一放大率和所述第二放大率被选择成使得所述第二操作范围(OR2)与所述第一操作范围(OR1)的比率达到至少10，特别是至少100，更特别地至少200。9.根据权利要求5所述的带电粒子束系统，其中由所述第一DAC实现的将所述第一数字偏转信号转换成所述第一模拟中间信号的精度大于由所述第二DAC实现的将所述第二数字偏转信号转换成所述第二模拟中间信号的精度。10.根据权利要求5所述的带电粒子束系统，其中所述第一DAC的比特深度大于所述第二DAC的比特深度。11.根据权利要求1所述的带电粒子束系统，其中所述偏转系统被配置来使所述带电粒子束偏转，使得所述带电粒子束能够被引导至所述焦平面中的多个不同位置。12.一种操作根据权利要求1所述的带电粒子束系统的方法，所述方法包括：获得样品上的多个感兴趣区域的坐标；配置所述第一DAC电路，使得由所述第一DAC电路提供的第一扫描范围(SR1)至少与所述感兴趣区域中的最大区域一样大，所述第一扫描范围(SR1)表示所述物镜的焦平面中一区域的长度，所述区域的长度能够通过在维持所述第二数字偏转信号的同时改变所述第一数字偏转信号来扫描；配置所述第二DAC电路，使得由所述第二DAC电路提供的第二扫描范围(SR2)至少与所述感兴趣区域之间的最大距离(d)一样大...

【专利技术属性】
技术研发人员：E福卡，A阿维沙伊，T柯布，D费希尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：