CN113945596A - 基于线的端点检测 - Google Patents

Abstract

基于线的端点检测。本文公开了针对端点检测的设备和方法。示例方法至少包括：在样品的顶表面上形成多条线；从所述样品的工作表面多次去除材料，所述工作表面不同于所述顶表面；对所述样品进行多次成像以至少捕获所述多条线；以及基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点。

Description

基于线的端点检测

技术领域

本发明总体上涉及过程端点检测，并且具体地涉及使用相对线特性来指示带电粒子显微镜中薄片制备的端点的端点检测。

背景技术

举例来说，使用带电粒子显微镜（如包括离子柱和电子柱两者的双束显微镜）进行样品制备，通常会产生纳米薄片，例如，这些薄片可在透射电子显微镜中成像。此类制备是精细的，特别是对于形成后厚度小于10 nm的薄片。此类薄片通过使用离子束从样品的两侧铣削掉材料以便获得薄片来形成。然而，知道或确定何时停止铣削是一个关键方面，并且很难处理基于电子的图像。尽管存在有助于端点检测的技术，但许多技术均使用样品的特性来帮助检测。然而，如果此类特性难以成像或没有很好的定义特性以用作端点检测，则此类特性可能是没有帮助的。没有结构以帮助指导的样品甚至更难使用。由此，需要一种新的端点检测技术。

发明内容

本文公开了针对端点检测的设备和方法。在大多数实施例中，样品上形成的线及其相对物理关系用于检测端点位置，可手动或使用计算机算法来监控和检测端点位置。示例方法至少包括：在样品的顶表面上形成多条线；从样品的工作表面多次去除材料，工作表面不同于顶表面；对样品进行多次成像以至少捕获多条线；以及基于多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点。

示例设备至少包括：离子束柱，其被联接以提供离子束；电子束柱，其被联接以提供电子束；样品，其被布置成接收离子束和电子束；以及控制器，其被联接以控制离子束和电子束。控制器包括或联接到存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由控制器执行时使所述设备用离子束在样品的顶表面上形成多条线；用离子束从样品的工作表面多次去除材料，工作表面不同于顶表面；用电子束对样品进行多次成像以至少捕获多条线，发生的多次中的每一次均在至少一个去除步骤之间发生；以及基于多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的用于执行基于线的端点确定的双束系统的图示。

图2A是根据本公开的实施例的基于线的端点确定的示例序列。

图2B是根据本公开的实施例的样品取向和铣削的图示。

图3A至图3E是根据本公开的实施例的用于基于线的端点的说明性过程序列

图4是根据公开的实施例的用于基于线的端点检测的示例方法401。

图5是根据本公开的实施例的示例功能框图600。

贯穿附图的若干个视图，相同的附图标记指代对应部分。

具体实施方式

下面在实施基于线的端点检测技术的双束带电粒子显微镜的背景下描述本发明的实施例。这些技术包括在样品表面上形成线，用于确定何时停止从样品中去除材料，即端点检测。此类线可具有被监控和测量以确定过程端点的相对空间特性，如形成线的沟槽的深度，或者满足条件的多组线之间的距离。这些技术将在下面更详细地描述。

如本申请书和权利要求书中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个（a/an）”和“所述（the）”包括复数形式。另外，术语“包括”意指“包含”。此外，术语“联接”不排除联接项之间存在中间元件。

在本文中所描述的系统、设备和方法不应解释为以任何方式进行限制。实际上，本公开针对各种所公开实施例的所有新颖和非显而易见的特征和方面，无论是单独地还是以彼此形成的各种组合和子组合。所公开的系统、方法和设备不限于任何具体方面或特征或其组合，所公开的系统、方法和设备也不要求存在任何一个或多个具体优点或解决任何一个或多个具体问题。任何操作理论均是为了便于阐释，但所公开的系统、方法和设备不限于此类操作理论。

尽管为了便于呈现而以特定的顺序次序来描述所公开的方法中的一些的操作，但应理解，除非下文所陈述的具体语言要求特定排序，否则此描述方式涵盖重新布置。举例来说，在一些情况下，可重新布置或同时执行顺序描述的操作。此外，为了简单起见，附图可能没有示出所公开的系统、方法和设备可与其它系统、方法和设备结合使用的各种方式。另外，本说明书有时使用像“产生”和“提供”的术语来描述公开的方法。这些术语是所执行的实际操作的高水平抽象。与这些术语相对应的实际操作将取决于特定实施例而变化，并且易于由本领域普通技术人员辨别。

在一些示例中，数值、程序或设备被称为“最低”、“最佳”、“最小”等。将被认识到的是，此类描述旨在指示可在许多使用的功能替代方案中进行选择，并且此类选择不需要更好、更小或者优选于其它选择。

如上所指出的，薄片形成中的端点检测是困难的。另外，端点检测的自动化更加困难。此类困难部分是由于过程和样品类型的可变性所致，必须加以考虑。由于需要设计大多数（如果不是全部）变量，此类可变性使自动化端点检测变得困难。所期望的是一种端点检测技术，所述技术与样品类型、显微镜差异、过程变量等无关，并且易于在所采集的图像和采集后分析中检测到。

此问题的一种解决方案，特别是在自动化方面，是使用在样品表面上形成的线作为端点检测的基础。举例来说，可形成两条线，所述两条线在其端部横向偏移并重叠，从而使得它们的深度（如果它们是例如沟槽）在期望作为样品处理的端点的样品区域中相同。另选地，可以彼此不同的角度形成线，并且可针对如相等距离的条件监控线之间的变化距离。此相等的距离指示过程的端点，并且例如以感兴趣的区域的边缘布置。

由于技术的各种特性，此类技术可帮助自动化。举例来说，尽管线的绝对深度将随样品材料和束形状而变化，但线的深度在线端点处应相等，从而提供对样品和束不敏感的参考点。这样，这种标记策略是自校准的，并且利用显微镜偏转系统的高精度。另外，在处理（例如，细化）期间收集的SEM图像可通过网络/机器学习管道、规则模式匹配类型机器视觉和/或图像处理算法来分割/识别和测量线而运行。分割后的像素可直接进行分析，也可用于放置寻边器或寻线器以测量线深度。当线深度匹配时，SW将通知系统停止铣削。

图1是根据本公开的实施例的用于执行基于线的端点确定的双束系统100的图示。系统100包括竖直安装的扫描电子显微镜（SEM）柱和相对于SEM柱成角度安装的聚焦离子束（FIB）柱。系统100可用于对样品进行成像和改变（例如铣削或沉积到样品上）。在一些实施例中，系统100用于形成用于在透射电子显微镜中成像的薄片，例如，其中薄片将具有位于其中的感兴趣的区域（ROI）。然而，要形成包括ROI的薄片，需要使用铣削端点来帮助指导铣削操作，其中端点帮助确定何时停止铣削过程。用于端点确定的一种技术是在样品的顶表面上包括两条或更多条线，其中监控两条或更多条线之间的相对空间特性。当相对空间特性等于阈值或预先建立的条件时，已达到或将在后续铣削过程中达到端点。尽管下面提供了合适硬件的示例，但是所公开的技术不限于以任何特定类型的硬件实施。

扫描电子显微镜（SEM）141连同电源和控制单元145与双束系统100一起提供。通过在阴极152和阳极154之间施加电压，电子束143从阴极152发射。电子束143借助于聚光透镜156和物镜158聚焦到细点。电子束143借助于偏转线圈160在试样上进行二维扫描。聚光透镜156、物镜158和偏转线圈160的操作由电源和控制单元145控制。

电子束143可聚焦到样品122上，所述样品位于下腔室126内的可移动X-Y载物台125上。当电子束中的电子撞击样品122时，发射二次电子。这些二次电子由二次电子检测器140检测。如上面所论述，位于TEM样品支架124和载物台125下方的STEM检测器162可收集通过安装在TEM样品支架上的样品传输的电子。

双束系统100还包括聚焦离子束（FIB）系统110，所述聚焦离子束（FIB）系统包含具有上颈部分112的真空室，在所述真空室中放置离子源114以及包括引出电极和静电光学系统的聚焦柱116。在一些实施例中，聚焦柱116的轴线相对于电子柱的轴线倾斜例如52°。离子柱112包括离子源114、引出电极115、聚焦元件117、偏转元件120和聚焦离子束118。聚焦离子束118从离子源114穿过聚焦柱116，并且在以120示意性指示的静电偏转工具之间朝向基板122，所述基板包含例如位于下腔室126内的可移动X-Y载物台125上的半导体装置。

载物台125可优选地在水平面（X和Y轴线）中移动并竖直地（Z轴线）移动。载物台125也可倾斜约六十（60）度并绕Z轴线旋转。在一些实施例中，可使用单独的TEM样品载物台（未示出）。此类TEM样品载物台也将优选地可在X、Y和Z轴线上移动。打开门161以用于将基板122插到X-Y载物台125上，并且如果使用的话，还用于维护内部供气贮器。

采用离子泵168抽空颈部分112。在真空控制器132的控制下，用涡轮分子和机械泵送系统130将腔室126抽空。真空系统在腔室126内提供约1 × 10-7托和5 × 10-4托之间的真空。如果使用蚀刻辅助气体、蚀刻延迟气体或沉积前驱气体，则腔室背景压力可升高，通常升高到约1 × 10-5托。

高压电源向聚焦柱116中的电极提供适当的加速电压，用于激励和聚焦离子束118。当它撞击样品122时，材料被溅射，即从样品中物理喷射。另选地，离子束118可分解前驱气体以使材料沉积。

高压电源134连接到离子源114以及离子束聚焦柱116中的适当电极，用于形成大约0.5 keV至60 keV的离子束118并将其导向样品。根据由图案生成器138提供的规定图案操作的偏转控制器和放大器136与偏转板120联接，由此可手动或自动地控制离子束118以在基板122的上表面上描绘出对应的图案。在一些系统中，如本领域所公知的，偏转板放置在末级透镜之前。当消隐控制器（未示出）向消隐电极施加消隐电压时，离子束聚焦柱116内的束消隐电极（未示出）使离子束118撞击到消隐孔（未示出）而不是基板122上。

在一些实施例中，离子源114是通常提供镓的金属离子束的液态金属离子源。源通常能够在基板122处聚焦成亚十分之一微米宽的束，用于通过离子铣削、增强蚀刻、材料沉积而修改基板122，或者用于对基板122进行成像。在其它实施例中，离子源114是基于等离子体的离子源，其能够提供由多种离子（如氙、氧、氮、氩等）形成的离子束118，并且可用于上述相同的目的，如离子铣削、增强蚀刻、材料沉积和/或成像。

用于检测二次离子或电子发射的带电粒子检测器140，如Everhart Thornley或多通道板，连接到视频电路142，所述视频电路向视频监控器144提供驱动信号并从系统控制器119接收偏转信号。带电粒子检测器140在下腔室126内的位置在不同实施例中可变化。举例来说，带电粒子检测器140可与离子束同轴并包括用于允许离子束通过的孔。在其它实施例中，二次粒子可通过末级透镜收集，然后从轴线上转移以进行收集。

显微操纵器147可在真空室内精确地移动物体。显微操纵器147可包含位于真空室外部的精密电动机148，以提供对位于真空室内的部分149的X、Y、Z和θ控制。显微操纵器147可配备有不同的末端执行器以用于操纵小物体。

气体递送系统146延伸到下腔室126中，用于将气态蒸汽引入并导向基板122。举例来说，可递送碘以增强蚀刻，或者可递送金属有机化合物以使金属沉积。

系统控制器119控制双束系统100的各个部分的操作。通过系统控制器119，用户可通过输入到常规用户界面（未示出）中的命令使离子束118或电子束143以期望的方式进行扫描。另选地，系统控制器119可根据存储在存储器121中的编程指令来控制双束系统110。在一些实施例中，双束系统100并入图像识别软件以自动地识别感兴趣的区域，然后系统可根据本公开手动或自动地确定处理端点。在其它实施例中，例如，可通过机器学习算法或神经网络来处理所采集的图像，以通过图像分割和分析来确定端点。在此类实施例中，机器学习算法或神经网络模型可由控制器119或由经由网络或互联网联接的处理核心来执行。

在操作中，控制器119自动地或经由用户控制可在样品122的顶表面上建立线，然后将其用于确定何时停止处理相对于薄片形成的样品122。举例来说，可将ROI映射到样品122的顶表面上，所述表面可为薄片的轮廓或薄片内的区域，然后可在顶表面上形成两条或更多条线，以建立ROI所处的边缘的位置。这些线（可为铣入表面的沟槽或沉积在顶表面上的突起）可被布置成使得至少两条线之间的相对空间特性指示材料去除的端点。在一些实施例中，端点可为薄片的边缘，但是在其它实施例中，端点可为ROI的边缘。然后可将薄片用于进一步分析，如在透射电子显微镜（TEM）中。在一些实施例中，相对空间特性可为两条相邻线的深度或高度。在其它实施例中，相对空间特性可为两条或更多条线之间的距离，或者是此类距离的比率。然而，在两个实施例中，以这样的方式将线形成在顶表面上，其中深度/高度或距离与期望的、预先建立的端点（例如，ROI的边缘）对齐。举例来说，参见图2和3。

为了进一步说明，在样品122的顶表面上形成线之后，离子束118用于去除样品材料以揭开/形成样品的侧面（例如，工作表面），以便形成包括期望ROI的薄片。工作表面可与形成线的顶表面成法线角，或者与之成锐角或钝角。可通过离子束铣削或离子束辅助蚀刻或其组合来去除材料。在一些实施例中，离子束的能量可随着工作表面向期望端点移近而被调整，例如从30 keV下降至0.5 keV。在其它实施例中，可使用如30 keV的高能离子束来执行第一ROI和端点处理，其中使用本文公开的技术在第一ROI的边缘处停止材料去除。随后，可使用较低的离子束能量和顶表面上的其它或相同端点线来对准第二ROI。第二ROI可小于第一ROI，使得使用较低能量离子形成更薄的薄片。一般而言，本文公开的基于线的端点检测技术可在单个样品122上重复使用以获得期望的薄片。

随着样品材料的去除，采集工作表面的图像。然后，使用算法或手动分析这些图像，以确定相对空间特性是否满足预先建立的条件，例如，相同的深度/高度或等距/距离比率。如果不是如此，则会进行其它材料去除。在一些实施例中，如果满足条件，则停止材料去除。在其它实施例中，所满足的条件指示附加的材料去除步骤将提供期望的端点。举例来说，材料去除步骤与先前的材料去除步骤相比可具有相同或更低的铣削能量。一旦达到端点，就可完成薄片的处理或者可对薄片的相对侧进行处理。

图2A是根据本公开的实施例的基于线的端点确定的示例序列201A，并且图2B是根据本公开的实施例的样品取向和铣削201B的图示。端点检测序列201A可在任何双束带电粒子显微镜（如系统100）上执行，并且可用作形成薄片的过程的一部分。序列201A的处理步骤的序列可在薄片的一个或两个侧面上执行，并且所述序列的每次使用可涉及在样品的顶表面上形成一系列线以及这些线的至少一个子集的横截面的图像，以确定何时停止处理，例如材料去除的端点。

图2A是使用形成在样品222的顶表面223上的一系列线205、207和209进行端点检测的示例图示，其中每条线的至少一个端部被布置成延伸超出至少一条其它线的端部。举例来说，线209的一端延伸超出线207的一端。如本文所用，术语“延伸超出”意指在有限长度的两条线之间存在相邻重叠，使得例如两条线的深度至少对于存在重叠的有限长度的长度而言是相同的。另外，这些线被形成为彼此横向偏移，使得每条线在所采集的图像内是可独立识别的，并且避免这些线合并到一个结构中，这会妨碍或消除本文公开的端点检测技术。

图2B的样品图示201B示出了以正交于样品222顶表面223的取向到达样品222的离子束218。尽管离子束218被示为以正常构型到达顶表面223，但是此类取向不是必需的，也不是限制性的，并且任何其它取向，如相对于工作表面225成角度，均在本公开的范围内并在本文中设想。当离子束218从表面225铣削掉一定厚度的材料时，为促进形成由ROI 203定义或包括ROI 203的薄片而从样品中去除材料。周期性地（如在每个铣削操作之后或在任何数目的铣削操作（如2、3、4等）之后）采集工作表面225的图像，这可使用电子束217来执行。另选地，可从在铣削操作期间生成的二次电子采集图像。在任一采集策略中，可使用如深度学习算法或标准图像处理算法等的算法自动分析图像，或者手动确定图像重叠的线是否具有相似的深度。如果是如此，则停止铣削过程或执行一次附加的铣削，否则执行附加的铣削和图像采集，直到深度相等。在一些实施例中，当线的深度在深度上变得更接近时，与线深度更不相等的情况相比，更频繁地采集图像。

序列201A示出由带纹理和带轮廓框指示的具有ROI 203的样品222的顶表面223。另外，在顶表面223上已形成了三条平行且横向偏移的线205、207和209，其中205-209线中的每条线的至少一端彼此重叠/延伸。线重叠的区域可位于期望的端点，如ROI 203的边缘处，并且在材料去除期间进行监控。一旦对重叠区域进行成像，就可停止材料去除过程。

在执行任何材料去除（例如铣削）以隔离ROI 203之前，在样品的顶表面上形成三条线205-209。如所指出的，线205-209可被铣削到顶表面223中或沉积在顶表面223上。在任一示例中，期望以相同的方式形成线，使得它们的深度或高度至少在存在重叠的地方和期望端点的位置是相似的。将对类似深度/高度进行监控，以确定端点位于何处。另外，重叠的长度应足够长以包括每条线的全部深度的一部分，因为这些线在它们各自的端部附近可能具有不同的深度。关于线的形成方式，对于三条线205-209中的每条线，相同的离子束电流和能量、束大小、光栅速度（例如，停留时间）应相同。使用相同的形成参数，这些线应具有几乎相同的特性，从而允许端点检测的自校准。在一些实施例中，线直接形成在样品222的顶表面223中或其上。然而，在其它实施例中，可在顶表面223上形成各种金属和/或绝缘保护层（未示出），然后在保护层中或其上形成线205-209。在此类实施例中，保护层形成在ROI203上方。

在铣削样品时，例如在箭头方向上，工作表面225的一层通过离子束218大致正交于工作表面225撞击而去除。在已去除一层或多层之后，例如用电子束217对工作表面225进行成像。然后可使用一种或多种图像处理方法来处理所采集的图像，以确定例如在所采集的图像中的一条或两条线（沟槽）是否可见。如果两条线可见，则图像处理将确定它们是否处于相同深度。在此实施例中，当线的深度相等时，到达端点。如果这些线不处于相同深度，则将去除另一层，并且重复进行成像和分析。如所指出的，一旦线具有相同的深度，则由于到达端点而停止处理。然而，在一些实施例中，可在工作表面上执行一个或多个低能量抛光型铣削以去除/减少任何损伤层。

为了进一步说明，当在箭头方向上铣削工作表面225时，周期性地采集工作表面225的图像。举例来说，在位置A处，所采集的图像211示出深度d₁的单条线209，例如横截面中的沟槽。由于所采集的图像仅示出单条线209，因此继续进行铣削。在位置B处，所采集的图像213示出了两条线209和207，例如，作为横截面中的沟槽，但是线207（例如深度为d₂）比线209（例如深度为d₁）更浅。基于此类图像213，铣削继续。在位置C处，所采集的图像215示出线207和209均处于相等的深度，例如，d₂等于d₁。处于相同深度的线207和209指示铣削的端点，并且处理停止。如所指出的，可另外执行后续抛光铣削步骤，以去除任何表面损伤。

如果尚未铣削ROI 203的相对侧，则可接着重复此过程以形成由ROI 203指示的薄片。在处理ROI 203的相对侧时，将监控线205和207的重叠区域以检测端点，例如ROI 203的边缘。

图3A至图3E是根据本公开的实施例的用于基于线的端点检测的说明性过程序列301。图3A至3E的基于线的端点检测序列是如图2A中所述的替代或附加技术。图3的序列使用成角度形成的多条线，并且监控三条线之间的距离以确定过程端点。举例来说，将两条线之间的距离与两条其它线之间的距离进行比较以确定端点，这可基于所述距离等于或满足预定比率。与图2一样，图3的线被形成为使得线之间的预定距离与期望端点（如薄片或ROI303的边缘）重合。图3A至图3E的序列可在双束显微镜系统，如系统100上执行。

图3A是具有在带纹理框中指定的ROI 303的样品322的顶视图。另外，线305、307和309如本文所公开的已形成在顶表面323上。线305-309示出在样品322的两侧，但这不是必需的。然而，包括样品322的两侧上的线可允许执行附加分析，这将在下面更详细地论述。线305延伸穿过ROI 303并垂直于ROI 303形成。线307和309分别以与线305不同的角度形成。然而，在一些实施例中，线307和309可与线305和/或彼此成不同的角度。举例来说，线307和309可彼此垂直地形成。在其它实施例中，可省略线305，并且可仅使用以彼此各种角度形成的线307和309，其中各种角度包括0至90°之间的任何角度。尽管线307和309示出为从ROI303的边缘开始，但是此类布置不是必需的，并且即使每条线的部分A和B在一个点处接合，这些线也可延伸到ROI 303内的点。监控相邻的两条线之间的距离，以确定何时停止处理样品322。举例来说，如果两条线之间的距离是预先知道的且与ROI 303的边缘对齐，则两条线之间的距离可用于端点确定。在此类示例中，仅需要两条线。另一方面，包括提供两个间隙/距离的额外线来进行测量可增加测量结果的可信度，并且具有一定的抗误差能力。另选地，如果距离不是预先知道的，而是形成线以使得线之间的间隙与ROI 303的边缘对齐，则需要至少三条线来确定端点。

在一些实施例中，如所指出的，线307和309与ROI 303的边缘相交的位置以及它们之间的距离是预定的，或者至少在任何材料去除之前测量，因为此位置是期望端点。另外，还形成线307和309与ROI 303的边缘的交点，使得线305和307之间的距离以及线307和309之间的距离是已知的。由此，基于形成期望比率或变得相等的距离来建立条件，使得算法或用户可监控这些距离以确定何时停止处理，即，这些距离为期望端点建立监控条件。图3B是图2B的再现，其示出了如何处理样品322以从样品322中挖掘出ROI 303以用于进一步分析，如在TEM中。由于已详细论述了图3B，为简洁起见，省略了对论述的再现。

图3C示出了在将材料去除到位置A之后的顶表面323和工作表面325的图像311。在位置A，线305和线307B之间的距离是D1，而线307B和309B之间的距离是D2。在图3的实施例中，当D1和D2相等时定位端点。由此，由于D1不等于D2，因此位置A不是端点。应注意，图3的实施例可能不需要使用工作表面的图像来监控端点，因为顶表面323的图像可提供有关线305-309之间的距离的所需信息。然而，除了顶表面323之外或替代顶表面323，可使用工作表面325的图像。由于距离D1和D2不相等，因此从工作表面325去除更多材料。

图3D示出了从图3C所示的位置A到位置B的材料去除过程。尽管距离D1和D2的值越来越近，但它们并不相等。结果，应从工作表面325上去除附加材料。图3E示出了将材料移到位置C的情况。在位置C处，距离D1和D2相等，这指示已到达端点。应注意，尽管距离D1和D2相等指示端点，但是在其它示例中，可使用等于某个预定值的距离比率来确定端点位置。由此，可停止附加的材料去除，并且可在ROI 303的相对侧上重复处理。然而，在一些实施例中，例如，可执行抛光铣削来平滑工作表面325并去除任何结晶损伤。

如上所指出的，ROI 303的一端上的线可仅用于端点检测。然而，如果对ROI 303两端的线进行成像和分析，则可观察到附加信息，如工作表面225的材料去除是否以平面方式进行。举例来说，如果在ROI 303的两端上测量线305-309之间的距离，则可通过比较从一侧到另一侧的距离D1和D2来确定工作表面的平面度的确定。如果距离基本相等，则工作表面是平坦的。另一方面，如果距离不同，则差异的量可指示工作表面225被铣削的角度程度。由此，可通过调整铣削参数来修正与工作表面的此类角度。

图4是根据公开的实施例的用于基于线的端点检测的示例方法401。方法401可由如系统100的双束带电粒子显微镜实施，并且可实施序列201或301的实施例中的任一个。方法401可用于例如由半导体晶片或样品形成薄片，然后可将其安装到TEM网格以在TEM中成像。

方法401可在过程框403处开始，其包括在样品的表面上形成多条线。可使用离子束（如离子束118）来形成线，并且可通过在样品的顶表面中铣削沟槽或者通过在顶表面上沉积线来形成线。另外，这些线可布置为具有重叠端部的三条横向偏移线，如图2A所示。在此类实施例中，至少两条线重叠的区域与期望的过程端点对齐，如ROI的边缘或薄片的边缘。另选地或附加地，可如图3A所示形成线，其中存在垂直于ROI的一条线以及以与垂直线不同的角度形成的两条附加线。在此类实施例中，成角度的线可在ROI的边缘处或在薄片的边缘处被分开已知的量。

过程框403之后可为包括从样品的工作表面去除材料的过程框405。工作表面可与顶表面成角度。举例来说，材料的去除可使用离子束（如离子束118）铣削掉，或者可使用气体辅助离子诱导蚀刻来蚀刻掉。然而，材料去除的方法是非限制性的，并且可使用任何方法，如激光、切片机、金刚石刀片等。

过程框405之后可为包括对样品进行成像以至少捕获多条线的过程框407。举例来说，可使用扫描电子显微镜（SEM）或通过双束显微镜中的SEM柱对样品进行成像。图像中捕获的样品表面可由所实施的线策略来确定。举例来说，如果使用三条横向偏移且重叠的线，则可使用捕获线的横截面的工作表面的图像，因为端点确定需要重叠区域中相邻线的深度或高度。另一方面，如果实施了斜线策略，则可使用工作表面或顶表面的图像来确定相邻线之间的距离。

过程框407之后可为包括基于两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点的过程框409。与成像一样，确定方法可基于所实施的线策略。举例来说，如果线策略基于图2A，则确定基于相邻线的深度/高度是否相等以及何时相等。另一方面，如果线策略基于图3A，则确定是基于两个线组之间的距离是否相等或何时相等，或者两个距离的比率是否满足一些条件。

除了分析哪些参数以确定端点之外，可由运行软件的控制系统自动分析图像以确定端点，而不是由用户手动进行确定。在此类实施例中，软件可体现机器学习或神经网络算法，所述算法经过训练以识别期望的条件，如相等的深度或相等的距离。另选地，算法可为使用分割或特征识别来确定相对空间特性的标准图像处理算法。在任一实施例中，可直接分析分割的像素，或者可将它们用于放置寻边器或寻线器以测量其之间的线深度或距离。随后，控制软件可能会自动停止附加处理。

图5是根据本公开的实施例的示例功能框图。图5是示出本发明的实施例可包括的计算平台500的框图。计算系统500可为包括在系统100中的计算硬件的示例，如控制器119。计算平台500至少包括总线（未示出）或其它通信机制，用于在计算平台的功能块、（一个或多个）核心530、ROM 534、主存储器532、存储装置536和通信接口538之间传送信息。（一个或多个）核心530可为一个或多个通用计算核心或用于运行机器学习和神经网络算法的任何专用计算核心。

主存储器532可为如随机存取存储器（RAM）或联接到总线的其它动态存储装置，用于存储信息和将由核心530执行的指令。主存储器532还可用于在执行将由核心530执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。此类指令当被存储在核心530可访问的非暂时性存储介质中时，使计算机系统500成为被定制成执行指令中指定的操作的专用机器。

计算机系统500还包括只读存储器（ROM）534或联接到总线的用于存储用于核心530的静态信息和指令的其它静态存储装置。提供如磁盘或光盘的存储装置536并将所述存储装置联接到总线以用于存储信息和指令。

计算机系统500可经由总线联接到显示器，如阴极射线管（CRT）或平板显示器，用于向用户显示信息。包括字母数字键和其它键的输入装置联接到总线，用于向核心530传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置，如鼠标、轨迹球或光标取向键，用于将方向信息和命令选择传送到核心530并用于控制显示器上的光标移动。

计算机系统500可使用与计算机系统结合使得或编程计算机系统500为专用机器的定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实施本文中所描述的技术。根据一个实施例，本文的技术由计算机系统500响应于核心530执行主存储器532中含有的一个或多个指令的一个或多个序列来执行。可使此类指令从另一个存储介质（如存储装置536）读取到主存储器532中。执行主存储器532中含有的指令序列使核心530执行本文所描述的过程步骤。在替换实施例中，可使用硬连线电路来代替软件指令或与软件指令相结合。

如本文所用，术语“存储介质”是指存储使机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何非暂时性介质。此类存储介质可包含非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，如存储装置536。易失性介质包括动态存储器，如主存储器532。存储介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其它磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其它光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其它存储器芯片或盒、内容可寻址存储器（CAM）和三元内容可寻址存储器（TCAM）。

存储介质与传输介质不同，但是可与传输介质结合使用。传输介质参与存储介质之间的信息传递。举例来说，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包含构成总线的电线。传输介质也可采用声波或光波的形式，如在无线电波和红外数据通信期间生成的声波或光波。

计算机系统500还包括联接到总线的通信接口538。通信接口538提供联接到（即）连接到本地网络的网络链路的双向数据通信。举例来说，通信接口538可为综合业务数字网（ISDN）卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或用于提供与相应类型电话线的数据通信连接的调制解调器。作为另一示例，通信接口538可为用于提供连接到兼容LAN的数据通信连接的局域网（LAN）卡。也可实施无线链路。在任何此类实施方式中，通信接口538发送并接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路558通常通过一个或多个网络向其它数据装置提供数据通信。举例来说，网络链路可通过本地网络提供到主机或到由互联网服务提供商（ISP）操作的数据设备的连接。ISP依次通过全球分组数据通信网络提供数据通信服务。计算机系统500可通过（一个或多个）网络、网络链路和通信接口538发送消息和接收包括程序代码的数据。在互联网示例中，服务器可通过互联网、ISP、局域网和通信接口538传输应用程序的请求代码。

接收到的代码可在其被接收到时由核心530执行，和/或存储在存储装置536或其它非易失性存储装置中以供稍后执行。

本文论述的用于说明所公开的技术的实施例不应被认为是限制性的，而仅提供实施方式的示例。举例来说，如本文所公开的基于线的端点检测可包括用于数据冗余和误差最小化的多于三条线。本领域技术人员将理解所公开的技术可实施的其它无数方式，这些方式在本文中加以设想并在本公开的范围内。

Claims (23)

1.一种方法，其包含：

在样品的顶表面上形成多条线；

从所述样品的工作表面多次去除材料，所述工作表面不同于所述顶表面；

对所述样品进行多次成像以至少捕获所述多条线；以及

基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点包括：

确定所述多条线中的两条相邻线何时在所述样品的所述顶表面中具有相同的深度，其中所述线的所述深度是所述相对空间特性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点包括：

确定所述多条线中的两条线之间的距离何时等于预定距离，其中所述两条线之间的所述距离是所述相对空间特性。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预定距离基于感兴趣的区域（ROI）的边缘位置，并且其中所述多条线中的至少两条线形成在所述顶表面上以在所述ROI的所述边缘位置处被分开所述预定距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点包括：

确定所述多条线中的至少两条线之间的距离的比率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点包括：

使用机器学习算法对所采集的图像进行分析，以基于所述相对空间特性来确定所述端点。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述样品的顶表面上形成所述多条线包括：

形成平行且横向偏移而布置的一系列线，其中所述一系列线中的每条线的至少一端与所述一系列线中的至少一条横向偏移线重叠，并且其中所述线重叠的每条线的深度相同。

8.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述一系列线包括使用相同的离子束参数来形成所述一系列线中的每条线。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述样品的顶表面上形成所述多条线包括：

形成彼此成角度布置的多条线，其中至少两组线之间的距离至少在沿其范围的一个位置处是已知的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中从所述样品的工作表面多次去除材料，所述工作表面不同于所述顶表面包括：

用聚焦离子束铣削所述材料。

11.根据权利要求1所述的方法，其中对所述工作表面进行多次成像以至少捕获所述多条线的轮廓包括：

采集所述工作表面的电子束图像。

12. 根据权利要求1所述的方法，其中对所述样品进行多次成像以至少捕获所述多条线的轮廓包括：

在去除材料的同时对所述样品进行成像，或者

在去除材料之间对所述样品进行成像。

13.根据权利要求1所述的方法，其中在样品的顶表面上形成多条线包括：

在所述样品的所述顶表面上形成所述多条线，使得所述相对空间特性与感兴趣的区域的边缘对齐。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述样品的所述顶表面上形成所述多条线，使得所述相对空间特性与感兴趣的区域的边缘对齐包括：

在所述顶表面上形成所述多条线中的至少两条线，使得相邻重叠的区域与所述感兴趣的区域的所述边缘对齐。

15. 根据权利要求13所述的方法，其中在所述样品的所述顶表面上形成所述多条线，使得所述相对空间特性与感兴趣的区域的边缘对齐包括：

在所述顶表面上以与第三线成不同的相应角度形成所述多条线中的至少两条线；以及

确定在所述ROI的所述边缘处的所述至少两条线之间的距离。

16.一种设备，其包含：

离子束柱，其被联接以提供离子束；

电子束柱，其被联接以提供电子束；

样品，其被布置成接收所述离子束和所述电子束；以及

控制器，其被联接以控制所述离子束和所述电子束，其中所述控制器包括或联接到存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由所述控制器执行时使所述设备：

用所述离子束在样品的顶表面上形成多条线；

用所述离子束从所述样品的工作表面多次去除材料，所述工作表面不同于所述顶表面；

用所述电子束对所述样品进行多次成像以至少捕获所述多条线；以及

基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点。

17.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

确定所述多条线中的两条相邻线何时在所述样品的所述顶表面中具有相同的深度，其中所述线的所述深度是所述相对空间特性。

18.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

确定所述多条线中的两条线之间的距离何时等于预定距离，其中所述两条线之间的所述距离是所述相对空间特性。

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述预定距离基于感兴趣的区域（ROI）的边缘位置，并且其中所述多条线中的至少两条线形成在所述顶表面上以在所述ROI的所述边缘位置处被分开所述预定距离。

20.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以基于所述多条线中的两条或更多条线之间的相对空间特性来确定端点的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

使用机器学习算法对所采集的图像进行分析，以基于所述相对空间特性来确定所述端点。

21.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以在顶表面上形成多条线的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

形成平行且横向偏移而布置的一系列线，其中所述一系列线中的每条线的至少一端与所述一系列线中的至少一条横向偏移线重叠，并且其中所述线重叠的每条线的深度相同。

22.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以在顶表面上形成多条线的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

形成彼此成角度布置的多条线，其中至少两组线之间的距离至少在沿其范围的一个位置处是已知的。

23.根据权利要求16所述的设备，其中被执行以在顶表面上形成多条线的代码包括在由所述控制器执行时使所述设备执行以下操作的代码：

在所述样品的所述顶表面上形成所述多条线，使得所述相对空间特性与感兴趣的区域的边缘对齐。

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