【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述的实施例涉及确定带电粒子束系统中(例如电子显微镜中，特别是在扫描电子显微镜(sem)中)的带电粒子束的像差的方法。具体来说，可以确定射束像差系数的实际值，从而促进射束像差的校正并提高分辨率。更具体地说，本文所述的实施例涉及确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的射束像差系数(这有利于提供经像差校正的带电粒子束)的方法。实施例进一步涉及用于检验样本和/或对样本进行成像的带电粒子束系统，所述系统被配置为用于本文所述的方法中的任何方法。
技术介绍
1、现代半导体技术对在纳米甚至亚纳米尺度上对样本进行结构化和探测生成了很高的要求。微米和纳米级的工艺控制、检验或结构化通常是用带电粒子束(例如电子束)来完成的，所述带电粒子束是在带电粒子束系统(诸如电子显微镜或电子束图案生成器)中生成、塑形、偏转和聚焦的。出于检验的目的，带电粒子束与例如光子束相比，提供更高的空间分辨率。
2、使用带电粒子束的检验装置(诸如扫描电子显微镜(sem))在多个工业领域中有许多功能，包括但不限于对电子电路的检验、光刻的暴露系统、检测系统、缺陷检验工具和用于集成电路的测试系统。在这种粒子束系统中，可以使用具有高电流密度的细束探针。例如，在sem的情况下，初级电子束生成可用于对样本进行成像和/或检验的信号粒子，如二次电子(se)和/或反向散射电子(bse)。
3、然而，用带电粒子束系统以良好的分辨率对样本进行可靠的检验和/或成像是具有挑战性的，因为带电粒子束通常会受到射束像差的影响，这限制了可获得的分辨率。在典型的带电粒子
4、鉴于上述情况，提供准确且可靠地确定带电粒子束系统中由聚焦透镜聚焦的带电粒子束的像差(特别是确定射束像差系数的实际值，即绝对值的射束像差系数)的方法是有益的。此外，提供用于对样本进行检验和/或成像的带电粒子束系统会是有益的，所述系统被配置为用于根据本文所述的方法中的任何方法进行操作。
技术实现思路
1、鉴于上述，根据独立权利要求，提供了确定带电粒子束的射束像差的方法和被配置为用于确定带电粒子束的射束像差的带电粒子束系统。
2、根据第一方面，提供了一种确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的像差的方法。所述方法包括：(a)以一个或多个散焦设置拍摄所述样本的一个或多个图像以提供一个或多个拍摄图像；(b)基于射束像差系数集合和所述样本的聚焦图像，对以所述一个或多个散焦设置拍摄的所述样本的一个或多个图像进行仿真，以提供一个或多个仿真图像；(c)将所述一个或多个拍摄图像与所述一个或多个仿真图像进行比较，以确定两者之间的差异的大小；以及(d)变化所述射束像差系数集合以提供更新的射束像差系数集合，并在迭代过程中使用所述更新的射束像差系数集合重复(b)和(c)，以最小化所述大小。
3、根据第二方面，提供了一种确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的像差的方法。所述方法包括：(a)以一个或多个散焦设置拍摄所述样本的一个或多个图像，以提供一个或多个拍摄图像，并且从所述一个或多个拍摄图像检取一个或多个检取射束横截面；(b)基于射束像差系数集合，以所述一个或多个散焦设置对一个或多个射束横截面进行仿真，以提供一个或多个仿真射束横截面；(c)将所述一个或多个检取射束横截面与所述一个或多个仿真射束横截面进行比较，以确定两者之间的差异的大小；以及(d)变化所述射束像差系数集合以提供更新的射束像差系数集合，并在迭代过程中使用所述更新的射束像差系数集合重复(b)和(c)，以最小化所述大小。
4、在一些实施例中，所述一个或多个散焦设置包括一个或多个散焦距离，并且(a)包括：当所述样本被布置在距离所述带电粒子束的相应射束焦点的所述一个或多个散焦距离处时，拍摄所述样本的所述一个或多个图像。替代地或附加地，所述一个或多个散焦设置包括从焦点射束着陆能量变化的所述带电粒子束的一个或多个射束着陆能量，并且(a)包括：在所述一个或多个射束着陆能量下拍摄所述样本的所述一个或多个图像。
5、如第一方面和第二方面所述的方法都依赖将失焦拍摄的图像或从其检取的射束横截面与相应的仿真失焦图像或相应的仿真失焦射束横截面进行比较，所述相应的仿真失焦图像或所述相应的仿真失焦射束横截面是基于射束像差系数集合来仿真的。在迭代过程中变化初始射束像差系数集合，目的是提供仿真的失焦图像或仿真的失焦射束横截面，所述仿真的失焦图像或所述仿真的失焦射束横截面接近实际拍摄的图像或接近从其检取的射束横截面。然后，相应的射束像差系数集合可以被认为基本上与系统中实际存在的射束像差系数对应。相应地，可以定量地确定射束像差系数的实际值，并且可以相应地校正带电粒子束。
6、根据第三方面，提供了一种用于用带电粒子束(特别是用电子束)对样本进行成像和/或检验的带电粒子束系统。所述带电粒子束系统包括：带电粒子源，用于发射沿着光轴线传播的带电粒子束；样本台；聚焦透镜，用于朝向放置在所述样本台上的样本聚焦所述带电粒子束；带电粒子检测器，用于检测从所述样本发射的信号粒子；以及处理器和存储指令的存储器，所述指令当由所述处理器执行时，使所述系统执行本文所述的任何方法。
7、特别是，提供了一种用于用带电粒子束(特别是用电子束)对样本进行成像和/或检验的带电粒子束系统。所述带电粒子束系统包括：带电粒子源，用于发射沿着光轴线传播的带电粒子束；样本台；聚焦透镜，用于朝向放置在所述样本台上的样本聚焦所述带电粒子束；以及带电粒子检测器，用于检测从所述样本发射的信号粒子。所述系统进一步包括：处理器和存储指令的存储器，所述指令当由所述处理器执行时，使所述系统：(x1)基于射束像差系数集合和所述样本的聚焦图像，以一个或多个散焦设置对所述样本的一个或多个图像进行仿真，以提供一个或多个仿真图像；或者基于射束像差系数集合，以一个或多个散焦设置对一个或多个射束横截面进行仿真，以提供一个或多个仿真射束横截面；(x2)对以所述一个或多个散焦设置拍摄的所述样本的一个或多个拍摄图像和所述一个或多个仿真图像进行比较，以确定两者之间的差异的大小；或者对从以所述一个或多个散焦设置拍摄的所述样本的一个或多个拍摄图像检取的一个或多个检取射束横截面和所述一个或多个仿真射束横截面进行比较，以确定两者之间的差异的大小；以及(x3)变化所述射束像差系数集合，以提供更新的射束像差系数集合，并在(x1)和(x2)的后续迭代中使用所述更新的射束像差系数集合，以最小化所述大小。
8、实施例还针对用于实现所公开的方法的装置，并且包括用于执行各个方法动作的装置零件。所述方法可以通过硬件零件、由适当软件编程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的像差的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个散焦设置包括所述样本与所述带电粒子束的相应的射束焦点的一个或多个散焦距离，使得在(a)中，所述一个或多个图像是在所述样本被布置在所述一个或多个散焦距离处时拍摄的，并且在(b)中，所述一个或多个仿真图像包括在所述一个或多个散焦距离处拍摄的所述样本的仿真图像。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在(a)中，多个的六个或更多个图像是在六个或更多个不同的散焦距离处拍摄的，特别是通过变化所述聚焦透镜的聚焦强度或通过相对于所述聚焦透镜移动样本台拍摄的。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述一个或多个散焦设置包括从焦点射束着陆能量变化的所述带电粒子束的一个或多个射束着陆能量，使得在(a)中，所述一个或多个拍摄图像是在所述一个或多个射束着陆能量下拍摄的，并且在(b)中，所述一个或多个仿真图像包括在所述一个或多个射束着陆能量下拍摄的所述样本的仿真图像。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：用一个或多个像差校正器校正所述实际射束像差(拟合C)，特别是用一个或多个静电或磁性多极校正器进行校正，以提供经校正的带电粒子束。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中在(c)中，所述一个或多个拍摄图像和所述一个或多个仿真图像是在傅立叶空间中进行比较的。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中在(c)中，比较包括：计算所述一个或多个拍摄图像中的每个图像与所述一个或多个仿真图像中对应的仿真图像之间的差异值，并汇总所述差异值以获得所述大小(R)。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中在(b)中，仿真包括：在所述一个或多个散焦设置中的每个散焦设置下：
10.如权利要求9所述的方法，其中计算傅立叶空间中所述相应的仿真图像进一步包括：除以傅立叶空间中的焦点射束横截面。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中所述射束像差系数集合(iC)包括由iCs、iC散焦、iC像散，2重、iC像散，3重、iC像散，4重、iC星形和iC彗形像差所组成的群组中的两个、三个或更多个系数，以及一个、两个或更多个色差系数。
12.一种确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的像差的方法，所述方法包括：
13.如权利要求12所述的方法，其中所述一个或多个散焦设置包括所述样本与所述带电粒子束相应的射束焦点的一个或多个散焦距离，或其中所述一个或多个散焦设置包括从焦点射束着陆能量变化的所述带电粒子束的一个或多个射束着陆能量。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中(b)和(c)被重复，直到获得所述一个或多个检取射束横截面与所述一个或多个仿真射束横截面之间的所述差异的最小化的大小(R最小)，并且在所述相应迭代处的所述更新的射束像差系数集合(i+1C)构成绝对值的实际射束像差(拟合C)。
15.如权利要求12至14中的任一项所述的方法，其中在(c)中，所述一个或多个检取射束横截面和所述一个或多个仿真射束横截面是在实空间中进行比较的。
16.如权利要求12至15中的任一项所述的方法，其中在(c)中，比较包括：计算每个检取射束横截面与对应的仿真射束横截面之间的差异值，并汇总所述差异值以获得所述大小(R)。
17.如权利要求12至16中的任一项所述的方法，其中在(a)中，从所述一个或多个拍摄图像检取所述一个或多个检取射束横截面包括：将傅立叶空间中的所述一个或多个拍摄图像除以傅立叶空间中的所述样本的聚焦图像，或其中所述一个或多个检取射束横截面是基于实空间中的去卷积来检取的。
18.如权利要求17所述的方法，其中从所述一个或多个拍摄图像检取所述一个或多个检取射束横截面进一步包括应用自适应滤波器项和与傅立叶空间中的焦点射束横截面相乘中的至少一者。
19.如权利要求12至18中的任一项所述的方法，其中在(d)中，所述射束像差系数集合中的射束像差系数依序变化和/或并行变化，特别是基于多维变化例程来变化，直到获得作为所述射束像差系数集合中所有的射束像差系数的函数的最小化的大小(R最小)。
20.一种带电粒子束系统，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种确定带电粒子束系统中由聚焦透镜朝向样本聚焦的带电粒子束的像差的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个散焦设置包括所述样本与所述带电粒子束的相应的射束焦点的一个或多个散焦距离，使得在(a)中，所述一个或多个图像是在所述样本被布置在所述一个或多个散焦距离处时拍摄的，并且在(b)中，所述一个或多个仿真图像包括在所述一个或多个散焦距离处拍摄的所述样本的仿真图像。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在(a)中，多个的六个或更多个图像是在六个或更多个不同的散焦距离处拍摄的，特别是通过变化所述聚焦透镜的聚焦强度或通过相对于所述聚焦透镜移动样本台拍摄的。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述一个或多个散焦设置包括从焦点射束着陆能量变化的所述带电粒子束的一个或多个射束着陆能量，使得在(a)中，所述一个或多个拍摄图像是在所述一个或多个射束着陆能量下拍摄的，并且在(b)中，所述一个或多个仿真图像包括在所述一个或多个射束着陆能量下拍摄的所述样本的仿真图像。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中(b)和(c)被重复，直到获得所述一个或多个拍摄图像(h1…n)与所述一个或多个仿真图像之间的所述差异的最小化的大小(r最小)，并且所述相应迭代处的所述更新的射束像差系数集合(i+1c)构成实际射束像差(拟合c)。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：用一个或多个像差校正器校正所述实际射束像差(拟合c)，特别是用一个或多个静电或磁性多极校正器进行校正，以提供经校正的带电粒子束。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中在(c)中，所述一个或多个拍摄图像和所述一个或多个仿真图像是在傅立叶空间中进行比较的。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中在(c)中，比较包括：计算所述一个或多个拍摄图像中的每个图像与所述一个或多个仿真图像中对应的仿真图像之间的差异值，并汇总所述差异值以获得所述大小(r)。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中在(b)中，仿真包括：在所述一个或多个散焦设置中的每个散焦设置下：
10.如权利要求9所述的方法，其中计算傅立叶空间中所述相应的仿真图像进一步包括：除以傅立叶空间中的焦点射束横截面。
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃伯格，J·布鲁尔，M·芬克斯，
申请(专利权)人：ICT半导体集成电路测试有限公司，
类型：发明
国别省市：
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