【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使用聚焦离子束对样品进行微加工的方法和设备，以及一种用于检查经过微加工的样品的相关检查设备。特别地，本专利技术涉及一种用于通过聚焦离子束对样品进行微加工的设备和方法，以产生适合于在带电粒子束检查设备(例如电子显微镜)中检查的样品。
技术介绍
1、电子显微镜样品的聚焦离子束(fib)微加工是一种制备方法，其允许以高精度加工样品并且不引起机械伪影，如例如可能由超微切开术引起的机械伪影。特别地，借助于fib的样品的微加工可以用于例如制造样品的薄片(薄切片)，该薄片通常用于借助于透射电子显微镜(tem)对样品进行成像。
2、为了控制、监测和/或优化fib微加工过程，期望确定薄片的厚度和质量，优选地在样品的可以由fib微加工的位置中确定薄片的厚度和质量。
3、尽管可以在成像模式下使用fib设备，但是所得到的图像通常具有低对比度和分辨率。此外，fib成像引入以下风险：
4、-移除样品材料，特别是当在生物样品上使用fib成像时；和/或
5、-植入重离子。
6、另外，fib成像需要相对于入射的聚焦离子束改变样品取向，这增加了设备包括具有长倾斜范围的样品台的要求。
7、为了解决这些问题中的一个或多个，将fib与扫描电子显微镜(sem)组合的双光束系统在本领域中是已知的。这些双光束系统允许使用sem对样品成像，用于导航和定位样品以便加工感兴趣的位置，并且用于通过fib并行监测微加工过程。
8、用于建立如在如上所述的双光束系统中使用fib制造的薄
技术实现思路
1、使用sem来确定样品(特别是薄片)的厚度的缺点在于，该方法将一定剂量的电子引入到样品上，这可能改变样品和/或这可能在样品中引入伪像。此外，上述sem方法需要集成的sem/fib系统，其是相对复杂且昂贵的系统。此外，上面所述的用于建立样品厚度估计的sem方法相对不精确，这导致对如由fib产生的样品厚度的相对粗略的控制。
2、本专利技术的目的是提供一种用于确定使用fib微加工的样品的厚度测量的替代方法，其优选地至少部分地消除上述缺点中的至少一个。另外或可替代地，本专利技术的目的是提供一种在通过fib对样品的微加工期间监测样品厚度的方法。
3、根据第一方面，本专利技术提供了一种用于在用于对样品进行微加工的设备中检查样品的方法，其中所述设备包括以下各项的整体组合：
4、用于保持所述样品的样品保持器；
5、聚焦离子束暴露系统，所述聚焦离子束暴露系统包括用于将聚焦离子束投射到第一位置上的组件，在第一位置中在使用中，所述聚焦离子束撞击在由所述样品保持器保持的所述样品上；以及
6、光学系统，其中所述光学系统包括用于将光朝向所述样品保持器投射的光源，用于收集来自样品保持器上的样品的光的至少一部分的光收集光学器件，以及用于检测所收集的光的至少一部分的检测器；
7、其中所述方法包括以下步骤：
8、提供至少部分地由聚焦离子束暴露系统微加工的样品；
9、朝向所述样品投射光并从所述样品收集所述光的至少一部分；
10、分析由所述光收集光学器件收集的所述光，并且由于来自所述样品的第一表面的所述光和来自所述样品的第二表面的光的光学干涉，建立对所收集的光的强度的调制的测量，其中所述样品的所述第一表面面向所述光学系统的所述光收集光学器件，并且其中所述第一表面布置在所述样品的所述第二表面和所述光学系统的所述光收集光学器件之间，并且其中针对所述样品上的一个或多个位置和/或针对所述投射光的各种波长来建立所述测量；
11、使用用于由于光学干涉引起的所收集的光的调制的测量来用于建立对所述第一表面和所述第二表面之间的距离的测量。
12、优选地，光学系统包括成像检测器和/或波长选择元件。波长选择元件优选地包括光谱仪或一个或多个光波长选择滤波器，诸如滤色器，并且可以布置在光源前面和/或检测器前面。
13、本专利技术的方法使用一种设备，其中聚焦离子束(fib)暴露系统和光学系统被集成，使得光束和/或fib可以随后和/或同时与样品保持器上的样品相互作用。光学系统的存在允许应用薄膜光学干涉测量法作为非破坏性方法，以获得对fib铣削样品的厚度的测量，特别是如由聚焦离子束暴露系统产生的样品中至少部分产生的薄片的厚度的测量。因此，本方法提供了用于确定对fib铣削样品的厚度的测量的替代方式，特别是如由聚焦离子束暴露系统产生的样品中至少部分产生的薄片的厚度。
14、此外，通过使用光来建立对样品厚度的测量，不需要具有带有集成sem的fib系统。此外，该方法不会将一定剂量的电子引入到样品上。因此，可以避免由于由电子照射引起的样品的任何改变和/或样品中伪像的引入。
15、光学干涉测量法可用于fib铣削的样品是不明显的。然而，专利技术人已经发现，典型的fib铣削的样品表现出非常低的表面粗糙度。由于低表面粗糙度，入射光的散射低，并且fib铣削的样品基本上表现出镜面反射，特别是在至少部分fib铣削的样品的第一表面和第二表面处，且因此可以使用薄膜干涉测量法。
16、特别地，当光被引导朝向至少部分fib铣削的样品时，该光的第一部分在第一表面上反射，并且该光的第二部分通过第一表面透射到样品中。光的该第二部分到达第二表面并且在所述第二表面处至少部分地被反射。在所述第二表面处反射的光再次行进通过样品，到达第一表面并且至少部分地透射通过所述第一表面。因此，相对于在第一表面上直接反射的光的第一部分，透射通过所述第一表面的光的第二部分的部分已经从第一表面到第二表面以及从第二表面到第一表面行进了额外的距离。光的第二部分的该部分可以与在第一表面上直接反射的光的第一部分干涉，并且干涉是相长的还是相消的，尤其取决于第一表面和第二表面之间的距离、样品材料的折射率、入射角以及光的波长。例如，当光的部分被认为经历相消干涉时，可以使用以下依赖性来确定样品的厚度：
17、
18、其中d是第一表面和第二表面之间的距离并且对应于样品的厚度，m是整数，λ是光的波长，n(λ)是样品材料的折射率(其可以取决于波长)，并且θ是光在第二表面上的入射角。应注意，上述等式假定样品的fib铣削通常在真空中进行，并且样品周围的介质的折射率是真空的折射率＝1.0。此外，由于样品的材料的折射率大于真空的折射率，因此在第一表面处发生的反射将在反射光波中引入180度相移。
19、存在使用光学干涉测量法来建立样品厚度的测量的几种方法。这些替代方式中的几种作为本专利技术的实施例呈现，如下所述。
20、根据第一种方法，检测器包括光谱仪，该光谱仪被配置成用于测量作为所述光的波长的函数的从样品收集的光的强度，其中光源被配置成用于朝向样品投射具有预定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在用于对样品进行微加工的设备中检查样品的方法，其中所述设备包括以下的整体组合：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述检测器包括光谱仪，所述光谱仪被配置成测量作为所述光的波长的函数的来自所述样品的所收集的光的强度，其中所述光源被配置成朝向所述样品投射具有预定光谱强度分布的光，其中分析由所述光收集光学器件收集的光的步骤还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述光源被配置成发射包括多个波长的光，优选地其中所述多个波长在从400nm至1100nm的波长范围内。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述光源被配置成发射包括在波长范围内的基本上所有波长的光，优选地其中所述波长范围包括在400nm和1100nm之间的基本上所有波长。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于由于干涉引起的具有厚度d的薄膜处的光的反射率与光的波长之间的理论关系用于作为波长的函数的由于光学干涉引起的所收集的光的强度的调制的曲线拟合，以建立对厚度d的测量；
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述光源被配置成朝
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光源被配置成将具有所述至少三个不同波长的光单独地和/或连续地朝向所述样品投射，并且其中针对所述至少三个不同波长中的每一个波长，单独地和/或连续地测量来自所述样品的所收集的光的强度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光源被配置成基本上同时朝向所述样品投射具有所述至少三个不同波长的光，其中所述检测器被配置成针对所述至少三个不同波长中的每一个波长分别测量来自所述样品的所收集的光的强度，优选地其中所述检测器包括至少三个传感器，其中所述至少三个传感器中的每个传感器被配置成检测具有所述至少三个不同波长中的一个波长的光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于用于检查包括具有基本上连续增加或减小的厚度的部分的样品，其中分析由所述光收集光学器件所收集的光的步骤还包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述光源被配置成发射光，所述光包括波长范围内的基本上所有波长，优选地其中所述波长范围包括在400nm与1100nm之间的基本上所有波长，其中由于来自所述样品的所述第一表面的所述光和来自所述样品的所述第二表面的光的光学干涉引起的所收集的光的强度的调制导致所收集的光的光谱相对于来自所述光源的所述光的光谱的变化，其中所述方法还包括以下步骤：
11.根据权利要求1所述的方法，其用于检查包括具有基本上连续增加或减小的厚度的部分的样品，其中所述方法还包括以下步骤：
12.一种用于校准使用根据权利要求1-11中任一项所述的方法中的一种方法建立的厚度测量值的方法，其中所述方法包括以下步骤：
13.一种用于校准使用根据权利要求1-11中任一项所述的方法中的一种方法建立的厚度测量值的方法，其中所述方法包括以下步骤：
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于使用机器学习方法和/或人工神经网络来建立所述关系。
15.一种用于对样品进行微加工的设备，其中所述设备包括以下的整体组合：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在用于对样品进行微加工的设备中检查样品的方法，其中所述设备包括以下的整体组合：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述检测器包括光谱仪，所述光谱仪被配置成测量作为所述光的波长的函数的来自所述样品的所收集的光的强度，其中所述光源被配置成朝向所述样品投射具有预定光谱强度分布的光，其中分析由所述光收集光学器件收集的光的步骤还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述光源被配置成发射包括多个波长的光，优选地其中所述多个波长在从400nm至1100nm的波长范围内。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述光源被配置成发射包括在波长范围内的基本上所有波长的光，优选地其中所述波长范围包括在400nm和1100nm之间的基本上所有波长。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于由于干涉引起的具有厚度d的薄膜处的光的反射率与光的波长之间的理论关系用于作为波长的函数的由于光学干涉引起的所收集的光的强度的调制的曲线拟合，以建立对厚度d的测量；
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述光源被配置成朝向所述样品保持器上的所述样品投射具有至少三个不同波长的光，其中分析由所述光收集光学器件所收集的光的步骤还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光源被配置成将具有所述至少三个不同波长的光单独地和/或连续地朝向所述样品投射，并且其中针对所述至少三个不同波长中的每一个波长，单独地和/或连续地测量来自所述样品的所收集的光的强度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光源被配置成基本上同时朝向所述样品...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·B·布尔特杰，M·G·F·拉斯特，M·R·斯梅茨，C·T·H·约恩克，M·S·齐林斯基，
申请(专利权)人：戴尔米克知识产权私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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