CN106098518B - 带电粒子束显微镜和使用带电粒子束进行扫描的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用定向波束信号分析的粒子大小的自适应扫描。提供了用于扫描显微镜的系统和方法以快速形成区域的部分图像。该方法包括执行区域的初始扫描以及使用初始扫描来识别表示在区域中的感兴趣的特征的区。然后，该方法执行表示感兴趣的结构的区的附加自适应扫描。这样的扫描通过执行与特征边缘交叉的局部扫描图案并指引局部扫描图案跟随特征边缘来使扫描波束的路径适合于跟随感兴趣的特征的边缘。

Description

带电粒子束显微镜和使用带电粒子束进行扫描的方法

技术领域

下面涉及用于沿着相对大的样品指引带电粒子或电子扫描波束并沿着感兴趣的特征的轮廓自适应地指引扫描波束的方法、装置和系统。

背景技术

在最近的一个世纪上，带电粒子显微镜（CPM）的发展已经导致在远远大于可在光学显微镜中实现的放大率下的自然现象的观察。基本电子显微镜已经发展成几种类别的设备例如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描透射电子显微镜（STEM），并且也发展成组合显微镜与“机器加工”聚焦离子束（FIB）的各种亚种，例如所谓的“双波束”工具（例如FIB-SEM），其允许例如支持性活动，例如离子束铣削或离子束诱导沉积（IBID）。

在SEM的操作中，由扫描电子束对样品的照射引起例如以次级电子、反向散射电子、X射线和光致发光（红外、可见和/或紫外光子）的形式的来自样品的“辅助”辐射的发射。这样的发射可接着单独地或组合地被检测到并在扫描过程的进程上累积以创建图像。

作为对使用电子作为照射束的替换，带电粒子显微镜也可使用其它种类的带电粒子。在这个方面中，短语“带电粒子”应广泛地被解释为包括电子、正离子（例如Ga和He离子）、负离子、质子和正电子。

一般，扫描型CPM显微镜将至少包括下列部件：

- 辐射源，例如肖特基电子源或离子枪。

部件的聚焦镜筒，其通过执行某些操作例如聚焦、像差缓解、剪切（使用孔）或滤波来操纵来自源的辐射束。该镜筒将通常包括一个或多个带电粒子透镜，并且也可包括其它类型的粒子-光学部件。该镜筒常常包括使用场来使输出波束偏转以执行跨越正被研究的样品的扫描运动的偏转器系统。

样品支架，在研究下的样品或工件被保持和定位（例如倾斜、旋转）在所述样品支架上。如果期望，这个支架也可以是可移动的，以实现波束相对于样品的相对运动以帮助扫描。通常，这样的样品支架将连接到定位系统，例如机械台。

检测器，其本质上可以是单一的或复合的或分布式的，并其可根据被检测的辐射来采取许多不同的形式。电子检测器的示例包括闪烁器-光电倍增管组合（被称为“埃弗哈特-萨恩利（Everhart Thornley）”检测器）和固态检测器，其包括固态光电倍增管、光电二极管、CMOS检测器和CCD检测器。光子检测器可检测阴极射线发光、当电子撞击样本时发射的光、和x射线，并可包括光伏电池、光电倍增管（管子和固态两者）和其它固态检测器。

虽然各种形式的扫描显微镜方法在几十年来已经是已知的，基于扫描的成像倾向于相对慢和冗长乏味的过程，并因此已经被限制到研究非常小的样品或其部分，例如在CPM中的数十纳米和在共焦显微镜中的数十微米的典型尺度上。然而在使用CPM的许多技术领域中，存在维持通过这些技术提供的分辨率但将成像区域扩大几个数量级的增加的需要。此外，在近年来，已经存在使SEM技术适应于高吞吐量应用例如高吞吐量DNA定序、高速生物样本扫描（组织的检查）和自然资源样本的高速分析（核心样本的检查）的增加的需要。

当使辐射敏感样品例如生物样品、低温样品等成像时，目前扫描显微镜方法技术的的另一问题可能出现。在这种情况下的问题是，使用高能波束（特别是带电粒子束）照射这样的样品的动作倾向于通过引起分子重排或突变、融化或干燥而损坏样品。为了减轻这个效应，一些现有的系统减小强度或增加照射束的扫描速度。然而，这样的措施通常导致信噪比（SNR）的不希望有的降低。

此外，由扫描电子显微镜（SEM）/聚焦离子束（FIB）双波束设备形成3D体积的高分辨率数字扫描是在生物和自然资源开发的领域中有用的工具。在这种技术中，FIB反复地移除待成像的体积的薄层，使用于SEM的表面反复地暴露于图像。该过程可收集极大数量的数据，一般在十亿像素范围内。这样的收集一般是缓慢的过程，花费数目在4到60小时之间，这限制了设备的有用的吞吐量和它在多样本需要被快速成像的情况下的有用性。使用感兴趣的物体/粒子的稀疏填充来扫描大图像场因此是在上面讨论的领域中的任何一个中的相当低效的过程。

发明内容

提供了使用带电粒子显微镜扫描波束来自适应地跟踪或跟随感兴趣的粒子或特征的轮廓的系统和方法。该方法包括执行区域的初始扫描图案以及使用初始扫描来识别表示在区域中的感兴趣的特征的区。接下来，该方法执行对表示感兴趣的结构或特征的区的附加自适应局部扫描。这样的扫描通过执行与特征边缘交叉的局部扫描图案并基于检测器输出的分析指引局部扫描图案跟随特征边缘来使扫描波束的路径适合于跟随感兴趣的特征的边缘。为了这么做，优选版本通过分析在运动期间记录的检测器信号、计算所要求的方向并随后在正确方向上驱动波束来利用扫描波束沿着粒子的边缘的反复的圆形运动。典型扫描圆尺寸小至波束直径的二到十倍，但可以大得多。多圆形扫描可改进SNR。

当仅各个粒子的大小或构造是必需的时，捕获特征的轮廓而不使用波束扫描整个特征是足够的。这可帮助最小化从波束到敏感样本的损坏。此外，本发明提供记录形状的方式，其可以对指引进一步的分析是有用的，极大地加速了在各种领域中的期望分析领悟。例如，形状数据的分析可提供矩心，并因此也将波束置于粒子的中心中以完成化学分析。此外，形状可识别其中操作员期望全部或更全面的波束扫描的特征。

也提供带电粒子显微镜系统，其被编程来分析检测器输出以指引自适应扫描过程。系统可包括耦合到检测器以控制跟踪特征边缘的一系列局部扫描图案的自适应扫描控制电路。这样的电路还可包括用于确定来自检测器信号的相位信息的分析论，从而提供对该过程的反馈，随后的局部扫描图案通过该反馈被指引。这样的自适应分析也可由专门编程的处理器完成。

前述内容已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便下面的本发明的详细描述可被更好地理解。将在下文中描述本发明的附加特征和优点。本领域中的技术人员应认识到，所公开的概念和特定实施例可容易作为用于修改或设计用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础而被利用。本领域中的技术人员也应认识到，这样的等效构造不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的范围。

附图说明

为了更彻底地理解本公开及其优点，现在参考结合附图理解的下面的描述。

图1示出在环氧树脂中设置的待检查的样品的示例样本工件。

图2示出根据一个或多个实施例的具有x射线检测器的扫描电子束系统。

图3是用于通过跟随目标特征或粒子的轮廓或边缘来定位样本上的样品并使该样品自适应地成像的过程的流程图。

图4是示出进行图3的过程的局部扫描的一个示例版本的详细步骤的过程的流程图。

图5A-C是根据其它实施例的分析局部波束扫描结果的一些示例替换过程的流程图。

图6-7是示出沿着特征边界的局部波束扫描的示例情形的图解和检测器输出曲线图的序列。

图8是示出在特征边界周围的局部扫描的完成的序列的图解。

图9-10是示出根据其它实施例的局部扫描波束移动的替换形状的图解。

图11是示出根据一个示例实施例的控制局部扫描波束控制电路的电路图。

图12是示出根据一个示例实施例的局部扫描检测器输出分析电路的电路图。

具体实施方式

在下面的附图和描述中，相似的参考数字可以在本文所公开的不同实施例中指代相似的部件。附图并不必然按比例。本发明的某些特征可按比例地放大示出或以稍微概略的形式示出，且常规元件的一些细节为了清楚而被省略。本发明容许不同形式的实施例。虽然特定的实施例被详细描述并在附图中示出，本公开并不意图将本发明限制到本文中的实施例。在本文中讨论的不同特征可分开地或以任何适当的组合被使用以产生期望结果。

在下面的讨论中和在权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放方式被使用，且因此应被解释为意指“包括但不限于……”。就任何术语在本说明书中未专门限定来说，意图是该术语应被给予它的平常和普通的意义。此外，术语“和/或”的使用在本文应被解释为“包含性”或，且不是“排他性”或。例如，在本文使用的短语“A和/或B”将意指“A、B或A和B”。作为另一示例，在本文使用的短语“A、B和/或C”将意指“A、B、C或其任何组合”。此外，每当术语“自动的”、“自动化的”或类似术语在本文被使用时，那些术语将被理解为包括自动或自动化过程或步骤的手动发起。仍然进一步地，术语“样品”在本文将用于传达单数和复数意义，除了在这样的使用将与上下文冲突的地方和在单数情况分开地由本公开处理的情况下。例如，其中“使用波束扫描样品”的实施例意在传达其中“使用波束扫描一个样品”的实施例以及其中“使用波束扫描多个样品”的实施例。

图1示出示例工件，其包括在环氧树脂中设置的样本样品以在扫描中被检查。所描绘的样本100具有嵌在环氧树脂基体104中的特征102。在这个示例中，特征102是来自矿井或钻井的矿物样本的颗粒，但其它类型的样品可在有或没有环氧树脂基体的情况下被检查，例如生命科学（生物或DNA型样本）、自然资源、材料科学和半导体，仅举几个示例。使用在上面描述的用来检查样品的各种类型的带电粒子显微镜方法或在本文没有讨论的最新发展的带电粒子显微镜方法的几乎任何领域可受益于如在本文阐述的发明。此外，本文所述的技术可进一步与使用离子束来磨掉层（一般地或被指引仅在特定的特征附近）的FIB-SEM型系统一起使用，以创建3D数据扫描而不是单层扫描。其它实施例使用适当的技术来切掉样本的部分或层，以在切掉部分上或在剩余样本上进行如本文阐述的扫描。例如，一个版本使用用薄样切片机进行切片的连续块面，并在每个切片由薄样切片机移除之后如本文描述扫描样本。另一版本使用薄样切片机或其它适当的技术来切掉层，并接着如本文描述扫描那个层。

图2示出具有二次电子检测器1174、x射线检测器1140和反向散射电子检测器1142、优选地分段硅漂移检测器的扫描电子束系统1100。扫描电子束系统1100适合于实践本发明的一些实施例。本发明可在任何扫描波束系统中提供益处。其它实施例可使用其它扫描设备，例如扫描透射电子显微镜（STEM）、聚焦离子束系统（FIB）及其组合，例如包括电子束镜筒和离子束镜筒的“双波束”系统。系统1100包括扫描电子显微镜1141连同电源和控制单元1145。在操作中，通过在阴极1153和阳极（未示出）之间施加电压来从阴极1153发射电子束1132。电子束1132借助于聚光透镜1154和物镜1158聚焦到细的斑点。电子束1132借助于偏转线圈或偏转板1156和1160（“偏转器”）被二维地扫描在样品上。偏转线圈或板可使波束沿着x轴并沿着y轴偏转，使得波束可沿着样本表面在简单或复杂图案中被扫描，例如光栅扫描、蛇形扫描或希尔伯特（Hilbert）扫描。偏转器1156和1160可以是磁性的或静电的。聚光透镜1154、物镜1158和偏转器1156和1160的操作在系统控制器1133的指导下由电源和控制单元1145控制。在这个实施例中，系统1100还包括自适应波束控制电路1106，其根据下面进一步描述的技术在局部扫描图案期间对偏转器1156和1160执行精细调整。虽然控制电路1106被示为连接到控制单元1145，它可进一步连接到处理器1120或数字信号处理器（DSP）以执行如下所讨论的某些计算和反馈控制功能。

系统控制器1133指引扫描电子束系统1100的各种部分的操作。真空室1110在真空控制器1134的控制下使用离子泵1168和机械泵送系统1169被排空。电子束1132可聚焦到样本1102上，样本1102在下部真空室1110内的可移动X-Y-Z台1104上。当在电子束中的电子冲击样本1102时，样本释放出低能二次电子、反向散射电子和x射线，其能量与样本中的元素相关。二次电子和/或反向散射电子由二次电子检测器1174和/或反向散射电子检测器1142检测。图像在显示器1144上形成，其中图像的每个像素的灰度级对应于当波束被定位于样本表面上的对应位置处时检测到的二次电子电流或反向散射电子电流。术语“图像”不限于显示在屏幕上的某个东西——“图像”可以是存储在存储器中和/或在向人显示或不显示图像的情况下由计算机分析的电子表示。具有样本的元素成分所固有的能量的X射线1172也在电子束入射区附近产生。所发射的x射线由x射线检测器1140、优选地硅漂移检测器类型的能量分散检测器收集，虽然可使用生成具有与检测到的x射线的能量成比例的振幅的信号的其它类型的检测器。

来自检测器1140或1142的输出由处理器1120放大并分类，所述处理器1120可包括例如微处理器、微控制器、DSP、可编程门阵列或任何其它数字或模拟电路。当检测到x射线时，处理器1120将在指定的时间段期间、在选定能量和能量分辨率和优选地在每通道10-20电子伏特（eV）之间的通道宽度（能量范围）下检测到的总数量的x射线分类。频谱与已知频谱比较以确定点的成分，并可用于创建成分地图。处理器1120可包括计算机处理器、可编程门阵列或其它数字或模拟处理装置；操作员接口装置（例如键盘或计算机鼠标）；用于存储数据和可执行指令的程序存储器1122；用于数据输入和输出的接口装置、体现在可执行计算机程序代码中的可执行软件指令；以及用于显示从作为视频电路1192的检测器中的一个或多个得出的图像的显示器1144。程序存储器1122包括用于在如下面进一步描述的各种实施例中指引自适应局部扫描的自适应波束控制编程1123和自适应波束分析编程1124。此外，虽然这样的编程和功能在这个实施例中示出为驻留在处理器1120处，这不是限制性的，且系统控制器1133或专用自适应扫描控制器例如DSP可被添加到一些版本。无论什么控制器用于本文所述的自适应技术，它都应从检测器1140和/或1142（或在其它实施例中使用的另一类型的检测器）接收输出并操作地被连接以指引自适应波束控制电路1106的操作。其它版本可包括专用DSP或在自适应波束控制电路1106中的数学协处理器、处理器1120或系统控制器1133，以保持并执行自适应波束控制编程1123和自适应波束分析编程1124。可根据例如在自适应波束控制电路1106和处理器或控制器之间的功能的特定分布、分析所需的数据的量、各种系统总线的吞吐量和计算的速度来选择这样的处理能力的设计。

处理器1120可以是标准实验室个人计算机的一部分，且一般耦合到至少一些形式的计算机可读介质。包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质的计算机可读介质可以是可由处理器1120访问的任何可用介质。作为示例而不是限制，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括在任何方法或技术中实现的用于存储信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。例如，计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用盘（DVD）或其它光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储设备或可用于存储期望信息并可由处理器1120访问的任何其它介质。

程序存储器1122可包括可移动和/或不可移动、易失性和/或非易失性存储器的形式的计算机存储介质，并可提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的存储装置。通常，处理器1120借助于在不同的时间存储在计算机的各种计算机可读存储介质中的指令来被编程。程序和操作系统一般是分布式的，例如CD-ROM或经由USB拇指驱动或互联网下载。从那里，它们被安装或装载到计算机的辅助存储器内。在执行时，它们至少部分地被装载到处理器的主电子存储器内。当这样的介质包含用于结合微处理器或其它数据处理器实现下面所述的步骤的指令或程序时，本文所述的本发明包括这些和其它各种类型的计算机可读存储介质。当根据本文所述的方法和技术被编程时，本发明还包括计算机本身。二次电子图像、反向散射电子图像或从扫描获得的其它检测器数据可存储在数据存储器1125的一部分中，并连同分析数据点例如下面所述的矢量和交叉位置一起被保存到较高容量存储器用于分析或长期存储。

图3是根据本发明的示例实施例的用于通过跟随目标特征或粒子的轮廓或边缘来定位在样本上的样品并使该样品自适应地成像的过程300的流程图。例如当只需要各个粒子或特征的大小或构造时，所描绘的过程可以是有用的。该过程使记录特征的形状而没有对整个特征区域的扫描成为可能。从这，计算可提供表征数据例如矩心并因此也导致进一步的分析，例如将波束放置在粒子的中心中的扫描以完成进一步的分析，例如能量分散x射线频谱学以确定目标特征的矿物含量。应理解，在本文关于流程图所述的过程步骤可由自适应波束控制编程代码1123和自适应波束分析编程代码1124与自适应波束控制电路1106或在如上所讨论的多种带电粒子显微镜架构中的类似地编程和构造的部件合作实现。

假设样本工件例如图1所示的样本工件例如被装载到扫描设备内，所描绘的过程300在块301开始，其中它指引在工件之上的初始扫描路径上的带电粒子束，同时检测由于波束从工件发出的二次粒子，例如二次电子或反向散射电子。初始扫描路径可采取多个形式，例如光栅、栅格、大蛇形、嵌套的一组小蛇形图案或被选择来以低细节或低分辨率覆盖扫描的工作区域的其它重复的图案。与工件的期望最高分辨率扫描比较，这个初始扫描可使用相对大的波束宽度或使用相对远地间隔开的窄波束宽度。可使用其它类型的扫描图案，例如由连续分形曲线例如希尔伯特或摩尔（Moore）曲线限定的扫描图案。优选地，如果这样的曲线或图案被使用，则它们的参数被设置为对于初始扫描不填充扫描的整个平面。也就是说，一般在初始扫描处将使用不填充整个平面或填充平面但具有比稍后在该过程中进行的局部扫描低得多的分辨率（具有较低像素密度的较大像素）扫描的扫描图案。在一些版本中，可使用一个波束或扫描技术来进行初始扫描，并使用另一个波束或扫描技术来进行局部扫描。本实施例对这两个扫描使用相同的波束类型。

在块302，该过程以识别局部特征的边缘的方式定位在初始扫描数据中的性质改变的地方的点。这一般是低到高或高到低过渡点。例如，在二次电子或反向散射电子图像中，过渡可对应于在灰度级中的变化。使用x射线，过渡可对应于在检测到的x射线的数量中的变化或在指示成分中的变化的x射线能量中的变化。基于识别的点，该过程在块304在与特征的边缘交叉的局部弯曲扫描图案中指引粒子束。局部弯曲扫描图案可采取如下面进一步描述的不同的形式，但优选地被设计成在图案的每个弧或曲线期间与特征的边缘交叉至少两次。图案可跨越同一区域中重复以改进在所得到的数据中的信噪比特性。在块306，该过程分析所得到的扫描数据以确定局部曲线扫描图案如何与特征的边缘交叉的某些期望特性。这样的分析可采取下面的几种形式，但通常确定在图案的弧或曲线中特征的边缘相交的地方。该分析优选地由自适应波束控制分析编程1124（图2）执行。然而在一些情况下，可在自适应波束控制电路1106的内部使用模拟控制电路以执行所涉及的分析中的一些或所有。

接下来，在块308，该过程确定局部扫描是否已经完成目标特征的外边缘的圆周。这可以以如下面进一步描述的多种方式执行，但通常确定目前的局部扫描图案是否与目前特征的第一局部扫描图案重叠。如果是，则目标特征已经被环航（circumnavigate），且整个特征的扫描数据在块312被保存，所以该过程可在块314继续前进到在初始扫描中找到的下一目标特征。

如果圆周在块308还没有完成，则该过程转到块310，其中它基于目前图案与特征边缘的交叉的特性来识别新点以开始下一局部扫描图案，其被计算或选择成在以前未扫描的方向上沿着特征边缘将下一扫描移动得更远。这样的点可以以如下面进一步描述的几种方式被确定，但通常涉及识别或计算在特征边缘附近或上沿着特征的圆周更远的点。使用在块310确定的点，该过程返回到块304以基于新的识别的点来开始新局部扫描图案。如可从本公开理解的，这样的过程提供沿着特征的圆周指引波束的方式，从而用比特征的完全扫描少得多的波束活动来确定特征的大小、形状和边界。在各种实施例中，过程300可以是较大的分析过程的部分，其中所识别的特征进一步被完全地扫描，或者大小、形状和边界被手动或自动地分析以基于操作员所需的数据来选择特征以完全地扫描。

图4是示出用于在特征的边缘在步骤302中被识别之后进行过程300的局部扫描的根据一个实施例的详细步骤的过程400的流程图。这个示例过程使用如所述沿着特征的边缘移动的圆形波束路径。然而，这不是限制性的，且可使用波束路径的其它形状连同确定波束路径与特征边缘的交叉的其它方法。在图6-8中用图表表示进一步描绘在这里所述的过程。图6示出波束路径606相对于特征603的放大边缘的图解视图和扫描检测器强度相对于路径的曲线图602。参考图4和6-8，该过程在块402基于从过程开始（对于第一局部扫描）或从前一扫描图案提供的点开始个别的局部扫描图案。在图6中被标记为0的第一局部扫描的过程开始点被选择为在特征603的边界605附近，但优选地不直接在边界上，如在图6中的波束路径606的图解601中示出的。例如，可通过在从初始扫描结果（块302，图3）识别的特征边缘点外部移动随机距离或预先确定距离来选择开始点0以开始局部扫描过程。其它版本可提供在特征边界605内部的开始点，其再次从边缘移动了某个选定距离。

从开始点，该过程转到块404，其中它在具有被适当地选择为大于波束直径例如2x到10x或甚至更大的直径的圆（例如示例局部扫描路径）中指引波束，该示例局部扫描路径在这个版本中是圆形波束路径606。圆被定中心在边界605上或附近，如在步骤302中估计的。圆的旋转可以是任一方向，在示例路径中它被示为跨越在被标记为零的点处开始的曲线的逆时针方向。也可基于在样本工件中预测或找到的特征的预期大小来选择直径。例如，如果大特征被预测为波束宽度的大约许多千倍，则圆直径可被选定为大于10x波束直径，以便更快地横越目标特征的边缘，同时通过选择比预期轮廓可能是的大得多的圆大小而不失去特征的轮廓。此外，可由通过波束偏转电路被允许的最大频率连同期望或可达到的波束移动速度来限制（在范围的小端上）圆的直径，所述最大频率在写入的时间处一般在MHz范围内。例如，在块404指引圆形波束之后，该过程可在块406重复圆以改进扫描的信噪比。扫描检测器在圆期间是活动的，其中数据被记录，且示例检测器输出针对圆形扫描路径606在曲线图602中被示出。注意，曲线图602被理想化以示出高和低，但实际信号将包含由于材料变化而导致的更无规律的数据、所涉及的边界的斜率、波束轮廓和噪声。

接下来，在块408，该过程分析局部扫描结果（检测器输出连同其已知的路径）以确定扫描路径与特征的边界交叉的地方的特性。可通过数字信号处理或模拟电路（或其混合）来进行在块408（其分成块410、412和414中的细节）下的扫描结果的分析，其具有通过找到所描绘的角度φ1和/或φ2中的至少一个来表征特征的边缘的目的，从所描绘的角度φ1和/或φ2可确定垂直于边缘的矢量和因此边缘相对于扫描坐标系的角度，使得边界可被跟随。在块410，该过程定位波束从特征603外部的区域604到内部在交叉点A（从圆原点的矢量V1，在角度φ1处）处的横越或交叉；其横越引起如也在角度φ1下在曲线图上观察到的低到高过渡。当然，根据所分析的样本材料的类型，周围介质或特征、波束和检测器技术以及样本固定介质，特征603的内部可引起更低的检测器输出而不是更高的检测器输出。在这个示例中，特征603比周围区域604引起更高的输出。

此外，如对于这个示例情形在检测器输出曲线图602中所示的，波束路径606与特征边缘605在点B（矢量V2，在曲线图上的角度φ2）处的交叉引起从高到低的检测器电平过渡。注意在这个版本中，相对于不是圆形局部扫描路径的开始点的原点来测量矢量角度。然而，这不是限制性的，且可如所期望的从在曲线图601上描绘的传统分析原点改变计算参考点。在曲线图602上的旋转被标注为在波束路径开始点0处的零弧度。所要求的内容是圆形波束路径606正与目标特征或粒子603的边缘605相交。在具有以这样的方式相交的已知圆形波束路径的情况下，与信号平均值比较，人们可寻找在曲线图上描绘的检测器输出信号的过渡，从而到过渡的时间为止产生圆形波束路径606的旋转角度φ1和/或φ2。

如果期望，在被示为虚线可选块的过程块412，可确定矢量φ1和φ2两者，该过程在块412从矢量φ1和φ2两者确定或计算垂直于特征边缘的矢量：所描绘的矢量(φ1 +φ2)/2。这个矢量数据可与扫描数据一起被保存以为每个局部扫描提供特征边缘的角度。接下来，在块414，在已经找到角度φ1的情况下，该过程计算（基于已知的圆原点和半径）将使圆中心放置在位置A的波束位移矢量，其在图7中被描绘为对于随后的局部扫描的配置。也就是说，该过程可在块420使用位置A以沿着特征603的边缘移动局部扫描。在移动到下一局部扫描之前，该过程在块416确定目前目标特征的环航是否已经完成，且如果是，则结束对于目前特征的局部扫描。优选地，通过检查在波束位移矢量的末端处的点A是否在开始点的一个圆形扫描半径内来做出这样的确定。重复如在图4流程图中示出的局部扫描块将使圆中心沿着粒子的轮廓的边移动，其中暗区域将总是在左手侧上。

参考图7，使用来自前一扫描的点A作为扫描圆的中心来执行随后的局部扫描。V1然后被选择为波束位移矢量以在块414在下一步骤中使用，圆中心将向下移动到点C，且特征的暗区域603将总是在局部圆形扫描606的右手侧上（参考附图中的右边和左边）。

与只移动到在块414计算的波束位移矢量的末端相比，一些实施例使用法向矢量（（φ1+φ2）/2）沿着边缘605将随后的局部扫描移动得更远。在这样的版本中，可使用可选的块422，其以所确定的波束位移矢量开始并添加平行于特征边缘的所确定的距离。在这个优选的示例中，所添加的距离是一个圆形扫描半径。在任一期望方向上更远地沿着边缘的因此计算的新点然后用作回来在块402的随后的局部扫描的开始点。例如，该过程在块420和422可计算或识别边缘平滑度的某个测量或度量，且在这样的数据当前指示边缘是平滑的条件下，开始点可能比位置A移动得更远。在这样的实施例中，块422可将多至圆直径加到所计算的波束位移矢量422。一些版本可以只包括两个模式：添加圆直径的平滑边缘模式和只添加圆半径的粗糙边缘模式，而其它版本可基于平滑度测量或度量来改变在半径和直径之间的添加的量。

通过在这个过程期间记录所有坐标，可能重新构造粒子的形状。通过标记数据来执行该过程。如图8所示，该过程提供选定目标特征的环航，但不要求对整个特征的详细扫描。替代地，多个局部扫描及其各种坐标和所计算的法向矢量提供足够的数据来表征目标特征的大小、轮廓和拓扑，并可通过每个局部圆形扫描的所保存的检测器输出数据来进一步提供足够的扫描数据以提供表征所述特征所需的期望分析领悟。如可理解的，本文所述的过程可提供使用比扫描特征的每个点的过程少得多的波束扫描在操作员所需的程度上来表征特征的能力。例如，在一些版本中，局部扫描图案如上所述表征特征的边缘，同时扫描少于将被要求来扫描整个特征的点的总数的20%。其它版本当然可以通过使用特征的矩心进行进一步的扫描或通过使用这样产生的表征数据执行特征的全部或选定部分的详细扫描来继续进行这个过程。在高度可预测的快圆形扫描期间，沿着粒子的轮廓生成两倍圆半径的小带的图像数据是容易可能的。在图8中示出的步进大小被选择为圆的一个半径，然而如上面讨论的，这不是限制性的，且可根据在粒子的边缘周围的区域中的分辨率要求来选择更小或更大的步长。

图5A-C是根据其它实施例的分析局部波束扫描结果的一些示例替换过程的流程图。如在图5A中找到的，用于分析局部扫描结果以确定交叉特性的块408的替换过程可包括如在块500示出的针对系列局部扫描结果在检测器输出信号上应用模拟信号分析技术，例如同步检测。这样的已知技术可用于检测信号的高部分的相位，从而产生(φ1 +φ2)/2的相位，并从而给出从圆形波束路径606原点中心到粒子边缘605的最短路径。也可从这样的技术基于矢量输出来产生正交于这样的矢量的边缘方向。此外，可使用如本领域中已知的模拟电路或数字信号处理来进行这样的技术。接下来，该过程在块501对转到波束偏转器的控制信号进行相位调整以使随后的局部扫描图案606与特征边缘605对准。

图5B示出用于分析局部波束扫描结果的另一示例过程。在这个版本中，在块502，使用快速傅立叶分析来处理检测器输出以确定信号的相位、振幅和占空比。应注意，例如当圆被定中心在边缘上时，占空比单独地可用作圆中心离特征边缘605多远的相当准确的指示，占空比将是大约50%。从这个数据，该过程在块504计算矢量φ1和φ2，其产生所要求的数据以对局部扫描图案控制信号进行相位调整（块504），如上面讨论的。例如，所描述的计算可由例如处理器1120做出。在一些实现中，图2的处理器1120可以是片上系统（SoC）或包括数字信号处理器（DSP）以帮助做出这样的计算的处理模块。

图5C示出用于分析情形的示例过程的流程图，其中扫描遭遇重叠特征603，其可以是重叠粒子或其它类型的特征，这取决于研究的领域。在一些情况下，重叠特征可看起来这样类似，使得它们后面是作为单个特征的扫描，而在其它情况中，检测器输出振幅可反映变化，其允许对重叠特征的检测。为了处理这样的情形，在图5C中，过程在块522开始，其中它检测到数据指示在区域603内部的当前特征的振幅的变化。作为响应，过程转到步骤524，其中它可进一步分析所获取的数据或进一步获取周围的数据以确定与第二特征的重叠存在，第二特征在它的内部引起不同振幅的信号。例如，这个步骤可确定输出信号有具有不同的振幅水平的三个区。或者，这个步骤可沿着区604的边缘将波束移动得更远以通过确认内部振幅测量一致地改变来确认第二特征存在。也可在块524使用其它技术来确定第二重叠特征的存在。如果没有一个存在，则该过程继续正常扫描。如果第二重叠特征存在，则该过程在步骤526通过设置新振幅条件来跟随原始特征以跟随当前特征的边缘，其中第二特征的振幅代替外部振幅用于根据本文的技术来确定交叉特性。新外部振幅（在第二特征内部的振幅）可以在一些情况下比在被横越的特征内部的振幅更高或更低。通过使用这些新振幅特性，该过程在步骤528继续在目前特征周围的扫描，直到通过检测与在步骤524的条件类似的条件来检测到重叠部分被横越为止，该条件是外部振幅再次被到达或与步骤524类似的分析确定重叠特征的边界存在。当这样检测时，该过程在步骤528重置外部的振幅用于在分析交叉特性时使用，并完成当前粒子的扫描。优选地，该过程将标记重叠交叉点，例如在步骤524和528检测到的那些交叉点。接下来在530，该过程可通过使用扫描数据和任一检测点的位置来开始第二特征的新扫描以成为在远离第一特征的方向上沿着第二特征的边缘的扫描。如果多于一个附加的特征与正被扫描的特征重叠，则过程步骤522和528当然可重复多于一次，同时环航特定的特征。

图11示出可用于生成圆形运动的示例自适应波束控制电路1106。如所示，从控制器生成的X扫描和Y扫描位置信号可通过将正弦和余弦叠加到它们来被修改，以产生如在图6的实施例中所述的圆形局部扫描图案。如果从控制器一直到在偏转器处的板或线圈的输出阵容的带宽足够高，则正弦和余弦变化可以数字地被加到X扫描和Y扫描信号。这在模拟域中也是直接的，如在所描绘的电路中所示的，其中Acos(ωt)和Asin(ωt)由适当的振荡器电路产生并由加法器117加到X扫描和Y扫描信号。修改的信号然后通过驱动器/放大器118用于输送到偏转器板或线圈。另一替换的设计是将正弦和余弦扰动直接电容性耦合在放大器1118之后的线圈或板处，使得放大器的有限带宽不对圆形扫描速度强加限制。

图12描绘在一些实施例中可在自适应波束控制电路1106中提供的相位检测器电路121。相位检测器电路121接收放大的扫描检测器输出并将它传递到两个混合器123，用于与以前用于驱动偏转器的X扫描和Y扫描变化的相应的正弦和余弦信号比较。结果是由滤波器125滤波的低通，且然后两个所得到的信号的反正切由电路127计算以提供指引波束移动方向所需的信号，用于在连续局部扫描之间的移动。自然地，需要信号的正确相位校正来使移动与边缘方向对准。此外，虽然这个示例使用同步型相位检测，但可使用其它控制电路，例如在波束检测器输出上的简单占空比检测器，其可被连接以导引继续的局部扫描的方向来保持占空比接近50%。

现在参考图9，以图解形式示出特征603，其具有沿着特征的选定边缘描绘的两个交替的局部扫描波束路径606。在这个版本中，重复的局部扫描图案不是圆，而替代地采取正弦波的形状，其当波束X扫描和Y扫描位置信号在沿着特征606的边缘的方向上移动时被加到波束X扫描和Y扫描位置信号。这样的方案可能在某些应用中是有益的，其中信噪比不要求重复圆或其它重复图案以覆盖局部扫描区域多于一次。使用上面讨论的技术的变体沿着边缘来导引局部扫描。对于这个方案，X扫描和Y扫描用于在所描绘的局部波形的中心下方的恒定运动，该局部波形然后通过所加的正弦波信号来振荡。正弦波必须根据行进方向分解成X和Y分量，这可根据本文所述的概念在硬件或软件中完成。例如，可以确定检测器输出的高/低占空比，且波束移动的方向被调整以保持该占空比接近50%，并从而跟随特征606的边缘。在使用中，波形将跟随特征的整个圆周以获得关于特征形状和轮廓线的期望数据。对于具有更复杂的形状或变化的特征，可使用更高频率的正弦波，例如左边描绘的局部扫描图案606。对于其中相对大的或平滑边缘的特征被预期的情况，可使用较低频率扫描图案，例如下部描绘的局部波束扫描图案。在也使用这种技术的情况下，知道图案的每个正弦波的开始点的精确位置，与来自检测器输出的数据结合，可确定具有特征边缘的局部波形的交叉点。正弦变化的振幅也可根据在工件中的预期特征特性而改变。注意在这个实施例中，局部波束扫描图案优选地连续地与在开始新局部扫描之前不消失（blank）的波束连接。然而，这不是限制性的，且波束可以被消失，同时移动到为开始随后的局部扫描而确定的开始点（图3中的块304）。此外，注意，虽然在本文描述了圆形和正弦形局部扫描图案，但这不是限制性的，且可使用其它适当的形状，其优选地设计成在每个局部扫描内与特征边缘交叉至少两次，以提供提取关于特征边缘的适当信息（例如产生边缘取向的法向矢量）的能力。

图10示出在示例特征603上的图解形式的另一替换的局部波束扫描波形。在这个实施例中，局部波束扫描图案606是圆形的，但波束不被消失，同时从一个局部扫描移动到下一局部扫描。这产生连续波束，其中链接的波束路径610连接相邻的局部波束扫描图案606。该过程可布置成使得链接的波束路径610出现在如描绘的特征边缘外部以最小化针对特征的波束暴露，或出现在内部以当局部扫描继续进行时最大化从特征提取的检测器数据。可替换地，链接的波束路径610可以总是出现在同一相对侧例如在图10中左边描绘的侧上，以对每个局部扫描维持相同的取向。这样的技术可以与各种形状的局部扫描一起使用，且不限于如本文所述的圆，尽管圆由于计算如上讨论的各种交叉特性的容易和速度而呈现一些优点。

应认识到，可经由计算机硬件或软件或这两者的组合来实现本发明的实施例。可在使用标准编程技术计算机程序中——包括配置有计算机程序的计算机可读存储介质——来实现该方法，其中这样配置的存储介质使计算机根据在本说明书中所述的方法和附图以特定和预定义的方式操作。每个程序可以在高级程序或面向对象的编程语言中实现以与计算机系统通信。然而，如果期望，可以在汇编或机器语言中实现程序。在任何情况下，语言可以是编译或解释语言。而且，程序可在为那个目的编程的专用集成电路上运行。

此外，可在与带电粒子工具或其它成像设备、传感器等分离、成一整体或通信的任何类型的计算平台（包括但不限于个人计算机、微型计算机、主机、工作站、联网或分布式计算环境、计算机平台）中实现方法。可在被存储为存储介质或设备（不管是可移除的还是与计算平台成一整体，例如硬盘、光学读和/或写存储介质、RAM、ROM等）上的存储器的机器可读代码中实现本发明的方面，使得它由可编程计算机可读取，用于在存储介质或设备由计算机读取以执行本文所述的程序时配置和操作计算机。而且，可通过有线或无线网络传输机器可读代码或其部分。本文所述的发明包括这些和其它各种类型的计算机可读存储介质，当这样的介质包含用于结合微处理器或其它数据处理器来实现上面所述的步骤的指令或程序时。当根据本文所述的方法和技术被编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序可应用于输入数据以执行本文所述的功能并从而变换输入数据以生成输出数据。输出信息应用于一个或多个输出设备例如显示监视器。在本发明的优选实施例中，所变换的数据表示物理和有形工件对象，包括在显示器上产生物理和有形对象的特定的视觉描绘。

本发明的优选实施例可利用粒子束装置、能量束装置或使用物理探针顶端以便使样本成像的装置。用于使样本成像的这样的波束或物理探针内在地与样本交互作用，导致某个程度的物理变换。此外，遍及本说明书，利用术语例如“计算”、“确定”、“测量”、“生成”、“检测”、“形成”、“重置”、“读取”、“减去”、“检测”、“比较”、“获取”、“映射”、“记录”、“变换”、“改变”等的讨论也指代计算机系统、传感器或类似的电子设备的动作和过程，这些计算机系统、传感器或类似的电子设备将被表示为在计算机系统内的物理量的数据操纵和变换成被类似地表示为在计算机系统或其它信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。

本发明具有广泛的可应用性，并可提供如在上面的示例中所述和所示的许多益处。实施例将根据特定的应用极大地变化，且不是每个实施例都将提供所有的益处并满足由本发明可达到的所有目的。在市场上例如从FEI公司（本申请的受让人）可得到适合于执行本发明的一些实施例的粒子束系统。

可在任何功能组合或子组合和不仅仅在本文的实施例中所述的那些组合中使用本文所述的各种特征。因此，本公开应被解释为提供任何这样的组合或子组合的书面描述。

此外，每当术语“自动的”、“自动化的”或类似术语在本文被使用时，那些术语将被理解为包括自动或自动化过程或步骤的手动发起。每当使用计算机处理自动处理扫描或图像时，应理解，原始图像数据可被处理而从不曾生成实际可观看的图像。在下面的讨论中和在权利要求中，术语“包括”和“包括”以开放方式被使用，且因此应被解释为意指“包括但不限于……”。

就任何术语在本说明书中未专门限定来说，意图是该术语在其中它被使用的上下文中应被给予它在本领域中的平常和普通的意义。附图意在帮助理解本发明，并且除非另有指示，是不按比例绘制。虽然已经详细描述了本发明及其优点，但应理解，可做出各种变化、替代和变更，而不脱离如由所附权利要求限定的本发明。而且，本申请不意在受限于在说明书中描述的过程、机器、制造、物质成分、装置、方法和步骤的特定实施例。

如本领域中的普通技术人员从本发明的公开将容易认识到的，可根据本发明来利用目前存在的或以后将发展的执行基本上相同的功能或达到与本文所述的对应实施例基本上相同的结果的过程、机器、制造、物质成分、装置、方法或步骤。相应地，权利要求意在包括这样的过程、机器、制造、物质成分、装置、方法或步骤。

在本发明的实施例中，呈现了使用带电粒子束进行扫描的方法，包括：

（a）在视场内的初始扫描图案中朝着工件指引带电粒子束，同时响应于带电粒子束的撞击而检测从工件表面发出的二次粒子，二次粒子对应于工件的性质；

（b）确定沿着初始扫描图案的在其处工件的性质改变的点，以识别在工件中的特征的边缘上的点；

（c）在局部扫描图案中指引带电粒子束，随后的局部扫描图案的开始点由在特征的边缘上识别的点确定，随后的局部扫描图案在如由边缘处的工件的性质中的变化确定的一个或多个交叉点处与特征的边缘交叉；以及

（d）在多个随后的局部扫描图案中指引带电粒子束，其中随后的局部扫描图案的开始点基于一个或多个前面的局部扫描图案与特征的边缘的交叉点来确定，以便确定特征的边缘的多个点以跟踪特征的轮廓线。

在一些实施例中，在随后的局部扫描图案中指引带电粒子束包括在弯曲扫描图案中指引带电粒子束。

在一些实施例中，在弯曲扫描图案中指引带电粒子束包括在圆中指引波束。

在一些实施例中，圆的半径在两倍波束直径到十倍波束直径之间。

在一些实施例中，波束在圆中被扫描多次以改进信噪比。

在一些实施例中，确定随后的局部扫描图案的开始点包括确定来自圆形扫描的中心和扫描与边缘的交叉点之一的矢量的角度。

在一些实施例中，确定随后的局部扫描图案的开始点包括确定垂直于特征边缘的矢量以及选择相对于前一局部扫描图案平行于特征边缘而移动的开始点。

在一些实施例中，确定沿着扫描图案的扫描的特性改变至少预先确定量的地方的点包括确定沿着扫描图案的二次电子或反向散射电子的数量改变预先确定量的地方的点。

在一些实施例中，相对于在特征的边缘上的以前定位的点之一来确定随后的局部扫描图案的位置。

在一些实施例中，从随后的局部扫描图案确定检测器信号的占空比，占空比指示扫描图案在特征边缘内部多长以及它在特征边缘外部多长。

在一些实施例中，被扫描来确定特征的轮廓线的点的总数小于扫描整个特征所要求的点的总数的20%。

在本发明的实施例中，呈现了用于观察工件的带电粒子束显微镜，其包括：

（a）带电粒子的源；

（b）用于使带电粒子形成为波束的聚焦镜筒；

（c）用于在指向工件处的图案中扫描波束的偏转器；

（d）用于响应于带电粒子束的撞击而检测从工件表面发出的粒子的检测器，所检测的粒子用于形成工件的至少部分图像；

（e）用于控制带电粒子束显微镜的控制器；

（f）存储用于指示控制器根据其它实施例来操作显微镜的计算机可读指令的存储器。

在一些实施例中，自适应波束控制电路操作地耦合到偏转器用于在局部扫描图案中指引波束。

在一些实施例中，自适应波束控制电路还包括可操作来分析来自检测器的输出信号的相位的相位分析电路。

在一些实施例中，在随后的局部扫描图案中指引带电粒子束包括在弯曲扫描图案中指引带电粒子束。

在一些实施例中，在弯曲扫描图案中指引带电粒子束包括在圆中指引波束。

在一些实施例中，确定随后的局部扫描图案的开始点包括确定来自圆形扫描的中心和扫描与边缘的交叉点之一的矢量的角度。

在一些实施例中，确定随后的局部扫描图案的开始点包括确定垂直于特征边缘的矢量以及选择相对于前一局部扫描图案平行于特征边缘而移动的开始点。

在一些实施例中，从随后的局部扫描图案确定检测器信号的占空比，占空比指示扫描图案在特征边缘内部多长以及它在特征边缘外部多长。

在一些实施例中，用于指示控制器操作显微镜的可读指令还包括用于重复局部扫描图案直到局部扫描图案已经在特征的整个边缘周围被进行的指令。

Claims (20)

1.一种使用带电粒子束进行扫描的方法，包括：

（a）在视场内按初始扫描图案朝着工件指引带电粒子束，同时检测响应于所述带电粒子束的撞击而从所述工件表面发出的二次粒子，所述二次粒子对应于所述工件的性质；

（b）确定沿着所述初始扫描图案的在其处所述工件的性质改变的点，以识别在所述工件中的特征的边缘上的点；

（c）按局部扫描图案指引所述带电粒子束，随后的局部扫描图案的开始点由在所述特征的所述边缘上识别的点确定，所述随后的局部扫描图案在如由所述边缘处的所述工件的性质中的变化确定的一个或多个交叉点处与所述特征的所述边缘交叉；以及

（d）按多个随后的局部扫描图案指引所述带电粒子束，其中所述随后的局部扫描图案的开始点基于一个或多个前面的局部扫描图案与所述特征的所述边缘的交叉点来确定，以便确定所述特征的所述边缘的多个点以跟踪所述特征的轮廓线。

2.如权利要求1所述的方法，其中按随后的局部扫描图案指引所述带电粒子束包括按弯曲扫描图案指引所述带电粒子束。

3.如权利要求2所述的方法，其中按随后的局部扫描图案指引所述带电粒子束包括按圆形指引所述带电粒子束。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述圆形的半径在两倍所述带电粒子束直径到十倍所述带电粒子束直径之间。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述带电粒子束按所述圆形被扫描多次以改进信噪比。

6.如权利要求3所述的方法，其中确定所述随后的局部扫描图案的开始点包括确定来自圆形扫描的中心和扫描与所述边缘的所述交叉点之一的矢量的角度。

7.如权利要求1所述的方法，其中确定所述随后的局部扫描图案的开始点包括确定垂直于所述特征边缘的矢量以及选择相对于前一局部扫描图案平行于所述特征边缘而移动的开始点。

8.如权利要求1所述的方法，其中确定沿着所述扫描图案的在其处所述扫描的特性改变至少预先确定量的点包括确定沿着所述扫描图案的在其处二次电子或反向散射电子的数量改变预先确定量的点。

9.如权利要求1所述的方法，其中相对于在所述特征的所述边缘上的以前定位的点之一来确定所述随后的局部扫描图案的位置。

10.如权利要求1所述的方法，还包括从所述随后的局部扫描图案确定检测器信号的占空比，所述占空比指示所述扫描图案在所述特征边缘内部多长以及它在所述特征边缘外部多长。

11.如权利要求1所述的方法，其中被扫描来确定所述特征的轮廓线的点的总数小于扫描整个特征所要求的点的总数的20%。

12.一种用于观察工件的带电粒子束显微镜，包括：

（a）带电粒子的源；

（b）用于使带电粒子形成为波束的聚焦镜筒；

（c）用于按指向所述工件处的图案扫描所述波束的偏转器；

（d）用于检测响应于所述带电粒子束的撞击而从所述工件表面发出的粒子的检测器，所检测的粒子用于形成所述工件的至少部分图像；

（e）用于控制所述带电粒子束显微镜的控制器；

（f）存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来进行以下操作的计算机可读指令的存储器：

（i）在视场内按初始扫描图案朝着工件指引带电粒子束，同时检测响应于所述带电粒子束的撞击而从所述工件表面发出的二次粒子，所述二次粒子对应于所述工件的性质；

（ii）确定沿着所述初始扫描图案的在其处所述工件的性质改变的点，以识别在所述工件中的特征的边缘上的点；

（iii）按局部扫描图案指引所述带电粒子束，随后的局部扫描图案的开始点由在所述特征的所述边缘上识别的点确定，所述随后的局部扫描图案在如由所述边缘处的所述工件的性质中的变化确定的一个或多个交叉点处与所述特征的所述边缘交叉；以及

（iv）按多个随后的局部扫描图案指引所述带电粒子束，其中所述随后的局部扫描图案的开始点基于一个或多个前面的局部扫描图案与所述特征的所述边缘的交叉点来确定，以便确定所述特征的所述边缘的多个点以跟踪所述特征的轮廓线。

13.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，还包括操作地耦合到所述偏转器的自适应波束控制电路，用于按局部扫描图案指引所述波束。

14.如权利要求13所述的带电粒子束显微镜，其中所述自适应波束控制电路还包括可操作来分析来自所述检测器的输出信号的相位的相位分析电路。

15.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，其中存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来按随后的局部扫描图案指引所述带电粒子束的计算机可读指令的存储器包括存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来按弯曲扫描图案指引所述带电粒子束的计算机可读指令的存储器。

16.如权利要求15所述的带电粒子束显微镜，其中按弯曲扫描图案指引所述带电粒子束包括按圆形指引所述带电粒子束。

17.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，其中存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来确定所述随后的局部扫描图案的开始点的计算机可读指令的存储器包括存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来确定来自圆形扫描的中心和扫描与所述边缘的所述交叉点之一的矢量的角度的计算机可读指令的存储器。

18.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，其中存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来确定所述随后的局部扫描图案的开始点的计算机可读指令的存储器包括存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来确定垂直于所述特征边缘的矢量以及选择相对于前一局部扫描图案平行于所述特征边缘而移动的开始点的计算机可读指令的存储器。

19.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，其中存储计算机可读指令的存储器还存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来从所述随后的局部扫描图案确定检测器信号的占空比的计算机可读指令，所述占空比指示所述扫描图案在所述特征边缘内部多长以及它在所述特征边缘外部多长。

20.如权利要求12所述的带电粒子束显微镜，其中存储计算机可读指令的存储器还存储用于指示所述控制器操作所述显微镜来重复局部扫描图案直到所述局部扫描图案已经在特征的整个边缘周围被进行的计算机可读指令。

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