CZ309031B6 - Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem - Google Patents
Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309031B6 CZ309031B6 CZ2020320A CZ2020320A CZ309031B6 CZ 309031 B6 CZ309031 B6 CZ 309031B6 CZ 2020320 A CZ2020320 A CZ 2020320A CZ 2020320 A CZ2020320 A CZ 2020320A CZ 309031 B6 CZ309031 B6 CZ 309031B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- ion beam
- focused ion
- peaks
- discrete values
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q90/00—Scanning-probe techniques or apparatus not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30466—Detecting endpoint of process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Předmětem technického řešení je způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem, který pro filtraci naměřeného signálu sekundárních částic využívá diskrétní vlnkovou transformaci následovanou detekcí píků a zastavení opracovávání vzorku po dosažení požadovaného počtu píků.
Description
Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem. Zejména se jedná o automatickou detekci požadované odprašované vrstvy vzorku u vícevrstvých materiálů především u vícevrstvých polovodičových čipů nebo desek plošných spojů.
Dosavadní stav techniky
V současnosti dochází ke stále častějšímu využívání fokusovaného iontového svazku (FIB) pro opracování různých vícevrstvých materiálů, a to zejména v polovodičovém průmyslu. Cílem takovéhoto opracování může být například analýza defektů na desce plošných spojů (DPS), výroba prototypů DPS, oprava DPS, analýza defektů vícevrstvých polovodičových čipů, výroba prototypů vícevrstvých polovodičových čipů nebo oprava vícevrstvých polovodičových čipů. Aby takovéto opracování bylo možné, je pro většinu aplikací nutné znát hloubku opracování, a zejména je nutné detekovat koncový bod při přechodu mezi jednotlivými vrstvami během opracování komplexních struktur. Vzhledem k této potřebě byly již představeny různé způsoby takovéto detekce, jako například detekce vzorkem přijatého proudu nebo detekce různých signálních částic, jako jsou sekundární částice například sekundární ionty nebo sekundární elektrony. Nevýhodou detekce sekundárních částic je jejich velký rozsah hodnot energie, který je závislý především na materiálu, z něhož jsou emitovány.
Jedním z patentů popisujících využití sekundárních částic je US 5952658. Tento patent popisuje detekování sekundárních částic generovaných dopadem svazku nabitých částic, přičemž se využívá efektu rozdílné produkce těchto částic v závislosti na materiálu vrstvy. Z detekovaného signálu se následně určí píky, jež odpovídají daným materiálům, na něž v danou chvíli dopadá svazek nabitých částic. Následně se na základě těchto píků určí požadovaný koncový bod. Při detekování signálu je také velmi často detekován i šum, který ztěžuje správnou identifikaci píků v signálu, a proto je klíčové tento šum vhodným způsobem co nejvíce potlačit. Patent z tohoto důvodu tedy popisuje dále způsob, jakým je detekovaný signál filtrován. Pro potlačení šumu je detekovaný signál nejprve kumulován a následně průměrován pomocí průměrovacího filtru s plovoucím oknem a poté je aproximován polynomem. Nevýhodou patentem popisovaného způsobu filtrace signálu je nutnost úprav zmíněného polynomu v závislosti na množství signálu, což snižuje robustnost celého procesu. Další nevýhodou je použití průměrovacího filtru s plovoucím oknem jakožto prvního kroku zpracování signálu, jelikož využití tohoto typu filtru v tomto bodě zpracování signálu je nedostatečně efektivní a nedochází tak k efektivnímu potlačení šumu.
Dalším dokumentem, který popisuje využití sekundárních elektronů je patentová přihláška JP 2000036278. Tato patentová přihláška popisuje detekování sekundárních elektronů generovaných dopadem fokusovaného iontového svazku na vzorek. Na rozdíl od výše zmíněného amerického patentu však tato přihláška popisuje porovnání detekovaného signálu bez jeho dalších úprav s referenčním signálem. Na základě výsledku tohoto srovnání je poté vydán příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem. Tento způsob zpracování je však nevhodný, jelikož je nutné předem znát referenční signál, což je vzhledem k možným rozsahům energií sekundárních elektronů velmi komplikované.
Všechny výše uvedené dokumenty tedy představují řešení, která nejsou robustní a jejich použití v libovolném případě je tedy velmi komplikované až nemožné.
Bylo by tedy vhodné přijít s robustním řešením, které by umožňovalo takové zpracování
- 1 CZ 309031 B6 sekundárních částic, které by nebylo závislé na předchozích znalostech referenčního signálu nebo by nevyžadovalo úpravy filtrů, a umožňovalo by tak detekci koncového bodu opracování a výrazné potlačení šumu za jakýchkoliv podmínek.
Podstata vynálezu
Výše uvedeného cíle je dosaženo prostřednictvím způsobu automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem pomocí systému zahrnujícího iontový tubus se zdrojem iontů uzpůsobený pro ozařování vzorku fokusovaným iontovým svazkem, pracovní komoru, k níž je připojen iontový tubus, detektor sekundárních částic, jež je umístěn v pracovní komoře nebo v iontovém tubusu, držák vzorku umístěný v pracovní komoře a uzpůsobený pro umístění vzorku, vzorek umístěný v držáku vzorku a vyhodnocovací jednotku obsahující paměť, v níž je uložena alespoň informace o požadovaném počtu píků, zahrnující první skupinu kroků obsahující krok:
- ozařování jednotlivých opracovávaných bodů v opracovávané oblasti vzorku fokusovaným iontovým svazkem a detekování množství sekundárních částic emitovaných z opracovávané oblasti vzorku a ukládání diskrétních hodnot získaných zprůměrováním detekovaného množství sekundárních částic z celé opracovávané oblasti vzorku s vzorkovací frekvencí v rozsahu 1 až 3 Hz do paměti, a jehož podstata spočívá v tom, že dále zahrnuje druhou skupinu kroků prováděných simultánně s první skupinou kroků, přičemž druhá skupina kroků je prováděna vyhodnocovací jednotkou a přičemž druhá skupina kroků zahrnuje sekvenci kroků:
- transformování uložených diskrétních hodnot podle frekvencí alespoň do části detail 1 a do části aproximace 1 provedením alespoň jednostupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky,
- vynulování části detail 1,
- vytvoření filtrovaného signálu provedením zpětné diskrétní vínkové transformace transformovaných diskrétních hodnot podle rekonstrukčních filtrů mateřské vlnky,
- detekování počtu píků filtrovaného signálu, a
- vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem po dosažení daného počtu píků dle informace o požadovaném počtu píků, přičemž první skupina kroků dále obsahuje krok ukončení ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vzorku fokusovaným iontovým svazkem poté, co je vydán příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem.
Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem naplňuje výše uvedený cíl tak, že využívá pro filtraci signálu diskrétní vínkovou transformaci, která umožňuje odfiltrování šumu z naměřených hodnot bez nutnosti nastavování a znalosti prahových hodnot. Vzhledem k tomu, že není nutná znalost prahových hodnot pro provádění filtrace, je tak možné efektivně filtrovat jakýkoliv signál.
V další variantě kroku transformování uložených diskrétních hodnot jsou uložené diskrétní hodnoty transformovány alespoň do části detail 1, do části detail 2, do části detail 3 a do části aproximace 3 provedením čtyřstupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky. Tato varianta kroku transformování uložených diskrétních hodnot pomáhá naplňovat výše uvedené cíle tím, že v případě zašuměného
- 2 CZ 309031 B6 signálu umožňuje odfiltrovat větší množství zašuměného signálu oproti pouze jednostupňové diskrétní vínkové transformaci. Za zašuměný signál je možné považovat takový signál, který obsahuje větší počet píků, než je požadovaný počet píků nebo takový signál, jehož poměr šumu k signálu je větší než 15 %.
V další variantě kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot jsou vynulovány části detail 1, detail 2 a detail 3. Tato varianta kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot ve spojení s variantou kroku transformování uložených diskrétních hodnot popsanou v předcházejícím odstavci pomáhá naplňovat výše uvedené cíle, jelikož v případě zašuměného signálu odfiltrovává ze signálu větší množství zašuměného signálu oproti stavu, kdy je ze signálu odfiltrována pouze část detail 1.
V další variantě druhé skupiny kroků je po kroku vytvoření filtrovaného signálu a před krokem detekování počtu píků dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok průměrování filtrovaného signálu s použitím plovoucího okna a zprůměrováním velikosti hodnot filtrovaného signálu nacházejících v tomto plovoucím okně. Použití kroku průměrování filtrovaného signálu po zmíněných předchozích krocích umožňuje ještě více vyhladit již filtrovaný signál, atedy i následně usnadnit detekci píků a naplnit tak výše uvedené cíle. Délka plovoucího okna odpovídá 3 až 15 % z aktuálního počtu detekovaných diskrétních hodnot. Avšak zároveň maximální délka plovoucího okna odpovídá nejvýše počtu 100 diskrétních hodnot, resp. ekvivalentní délce časového úseku dle vzorkovací frekvence.
V další variantě druhé skupiny kroků je po kroku detekování počtu píků a před krokem vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok vynechání blízkých píků, přičemž blízké píky jsou takové píky, jejichž vzdálenost od nejbližšího píku je menší než 50 % průměrné hodnoty vzdálenosti mezi jednotlivými, po sobě jdoucími píky. Použití kroku vynechání blízkých píků pomáhá dosažení výše uvedených cílů tak, že odstraňuje ty píky, které jsou blízko předchozím nebo následujícím pikům a je tedy pravděpodobné, že se jedná o falešných pík neznačící odlišnou vrstvu, ale pouze chybu měření. Takovýto falešný pík je například malé převýšení následující hodnoty filtrovaného signálu při jinak klesajícím trendu.
V další variantě druhé skupiny kroků je po kroku detekování počtu píků filtrovaného signálu a před krokem vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok vynechání posledního píku. Použití kroku vynechání posledního píku pomáhá dosažení výše uvedených cílů tak, že odstraňuje poslední falešný pík vzniklý v důsledku hraničního jevu u zašuměného signálu. Hraniční jev vzniká při průměrování filtrovaného signálu s pomocí plovoucího okna.
Píky jsou lokální maxima filtrovaného signálu nebo lokální minima filtrovaného signálu.
Dle jedné z variant je mateřskou vlnkou Daubechies-4. Využití této mateřské vlnky umožňuje spolehlivou detekci změn gradientu uložených diskrétních hodnot v porovnání s jinými druhy mateřských vlnek, např. Haarovou vlnkou.
Objasnění výkresů
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:
obr. 1 je viditelný graf znázorňující velikost uložených diskrétních hodnot prvního konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase, obr. 2 je viditelný graf znázorňující velikosti diskrétních hodnot filtrovaného signálu prvního konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase,
- 3 CZ 309031 B6 obr. 3 je viditelný graf znázorňující velikosti diskrétních hodnot zprůměrovaného filtrovaného signálu prvního konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase, obr. 4 je viditelný graf znázorňující velikost uložených diskrétních hodnot druhého konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase, obr. 5 je viditelný graf znázorňující velikosti diskrétních hodnot filtrovaného signálu druhého konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase, obr. 6 je viditelný graf znázorňující velikosti diskrétních hodnot zprůměrovaného filtrovaného signálu druhého konkrétního příkladného provedení v závislosti na čase.
Příklady uskutečnění vynálezu
Uvedená uskutečnění znázorňují příkladné varianty provedení vynálezu, která však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv.
Příkladem provedení vynálezu je způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem pomocí systému. Systém zahrnuje iontový tubus se zdrojem iontů. Iontový tubus se zdrojem iontů je uzpůsobený pro ozařování vzorku fokusovaným iontovým svazkem. Iontový tubus je pro ozařování vzorku fokusovaným iontovým svazkem uzpůsoben tak, že obsahuje iontový zdroj, extraktor, kondenzorovou čočku a deflektor. V iontovém tubusu je zmíněné umístěno tak, že za zdrojem iontů je podél optické osy iontového tubusu ve směru šíření svazku iontů umístěn extraktor. Za extraktorem je podél optické osy iontového tubusu ve směru šíření svazku iontů umístěna kondenzorová čočka. Za kondenzorovou čočkou je podél optické osy iontového tubusu ve směru šíření svazku iontů umístěn deflektor. Za deflektorem se podél optické osy iontového tubusu ve směru šíření svazku iontů nachází ústí iontového tubusu, kterým fokusovaný iontový svazek vychází z iontového tubusu. Iontový svazek je fokusován při průchodu přes kondenzorovou čočku. Deflektorem je iontový svazek vychylován ve dvou navzájem kolmých směrech kolmých na směr šíření svazku iontů. Deflektor může být v jednom z příkladných provedení tvořen dvěma patry rastrovacích prvků, přičemž tyto jsou uzpůsobeny pro působení silovým polem na iontový svazek, který jev závislosti na tomto působení vychylován vůči optické ose iontového tubusu. Deflektor může být tvořen elektromagnetickými cívkami nebo elektrostatickými elektrodami.
Systém dále zahrnuje pracovní komoru, k níž je připojen iontový tubus. Iontový tubus je k pracovní komoře připojen tak, že fokusovaný svazek iontů vycházející z ústí iontového tubusu vchází do pracovní komory. Systém dále zahrnuje držák vzorku a vzorek. Držák vzorku je uzpůsoben pro umístění vzorku. V držáku vzorkuje umístěn vzorek. Držák vzorkuje umístěn v pracovní komoře. Držák vzorkuje v prvním příkladném provedení držáku vzorku uzpůsobený pro náklon kolem tří navzájem kolmých os a zároveň uzpůsobený pro posun ve třech navzájem kolmých osách. Ve druhém příkladném provedení držáku vzorku je držák vzorku uzpůsobený pro náklon alespoň kolem jedné osy.
Systém dále v jednom z příkladných provedení zahrnuje zásobník plynu a soustavu pro přivádění plynu do pracovní komory, připojenou na jednom konci k pracovní komoře a na druhém konci k zásobníku plynu. Přiváděným plynem je kterýkoliv plyn ze skupiny Nanoflat od společnosti TESCAN ORSAY HOLDING a.s, A-Maze od společnosti TESCAN ORSAY HOLDING a s., XeF2 nebo jakýkoliv jiný vhodný plyn podporující zrychlení odleptávání fokusovaným iontovým svazkem, snížení nechtěného dopingu z fokusovaného iontového svazku do vzorku, snížení redepozice odleptaného materiálu nebo zvýšení selektivity u vícevrstvých vzorků.
Systém dále zahrnuje detektor sekundárních částic. Sekundárními částicemi jsou myšleny sekundární elektrony nebo sekundární ionty emitované vzorkem po dopadu fokusovaného
- 4 CZ 309031 B6 iontového svazku na vzorek. Detektor sekundárních části je v prvním příkladném provedení umístění detektoru sekundárních částic umístěn v pracovní komoře. Ve druhém příkladném provedení umístění detektoru sekundárních částic je detektor sekundárních částic umístěn v iontovém tubusu. Detektor sekundárních částic detekuje množství sekundárních částic emitovaných z opracovávané oblasti vzorku. Detekované hodnoty množství sekundárních částic z detektoru sekundárních částic z celé opracovávané oblasti vzorku jsou pomocí například vestavěného systému (též nazývaný embedded systém) nebo jiného výpočetního systému, s vzorkovací frekvencí v rozsahu 1 až 3 Hz průměrovány tak, že z celé opracovávané oblasti vzniká v pravidelných intervalech, daných zmíněnou vzorkovací frekvencí, jedna diskrétní hodnota. Tyto diskrétní hodnoty jsou následně ukládány do paměti ve formě závislosti velikosti diskrétních hodnot na čase dle vzorkovací frekvence nebo na počtu diskrétních hodnot.
Systém dále zahrnuje vyhodnocovací jednotku a řídicí jednotku. Vyhodnocovací jednotka obsahuje paměť a procesor. Vyhodnocovací jednotkou a řídicí jednotkou jsou jakákoliv zařízení ze skupiny zahrnující alespoň osobní počítač, mikropočítač nebo vestavěný systém. Vyhodnocovací jednotka je datově spojena s detektorem sekundárních částic a s řídicí jednotkou. Řídicí jednotka je uzpůsobena pro řízení ozařování vzorku fokusovaným iontovým svazkem. Řídicí jednotka je datově spojena s řídicími prvky zdroje iontů, extraktoru, deflektoru a kondenzorové čočky. Datovým spojením se rozumí analogové nebo digitální datové spojení. Vyhodnocovací jednotka je uzpůsobena pro vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem. Příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem je předán do řídicí j ednotky, která na základě tohoto zastaví ozařování vzorku iontovým svazkem. V paměti j e uložena informace o požadovaném počtu píků a povaha těchto píků, tedy zda těmito píky mají být lokální maxima, lokální minima nebo kombinace obojího. Lokálními maximy, respektive lokálními minimy, jsou myšleny takové hodnoty signálu, při nichž dochází ke změně z rostoucího trendu signálu na klesající trend signálu, respektive naopak.
Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem zahrnuje první skupinu kroků a druhou skupinu kroků, jež jsou prováděny simultánně.
První skupina kroků obsahuje krok ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vzorku fokusovaným iontovým svazkem a detekování množství sekundárních částic emitovaných z opracovávané oblasti vzorku, na kterou dopadá fokusovaný iontový svazek a ukládání diskrétních hodnot do paměti. První skupina kroků dále obsahuje krok ukončení ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vzorku fokusovaným iontovým svazkem poté, co řídicí jednotka obdrží příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem od vyhodnocovací jednotky.
V prvním příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
Ve druhém příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
Ve třetím příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vynechání blízkých píků, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
Ve čtvrtém příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci
- 5 CZ 309031 B6 kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vynechání blízkých píků, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
V pátém příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vynechání posledního píku, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
V šestém příkladném provedení druhé skupiny kroků zahrnuje druhá skupina kroků sekvenci kroků prováděných vyhodnocovací jednotkou obsahující kroky: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vynechání blízkých píků, vynechání posledního píku, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku.
V prvním příkladném provedení kroku transformování uložených diskrétních hodnot jsou uložené detekované hodnoty transformovány provedením jednostupňové diskrétní vínkové transformace. Tato transformace umožňuje rozdělení vstupního diskrétního signálu podle frekvencí do dvou částí, a to části s vysokými frekvencemi obsahující detaily signálu a části s nízkými frekvencemi obsahující aproximace signálu. V případě vícestupňové vínkové transformace je takto dále zpracována vysokofrekvenční část signálu. Příslušné stupně transformace jsou dále indexovány číslem uvedeným za zmíněnou částí detail nebo aproximace. V prvním příkladném provedení kroku transformování uložených diskrétních hodnot jsou uložené detekované hodnoty transformovány podle frekvencí do části detail 1 a do části aproximace 1 provedením jednostupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. Ve druhém příkladném provedení kroku transformování uložených diskrétních hodnot jsou uložené detekované hodnoty transformovány podle frekvencí do části s detail 1, do části se detail 2, do části detail 3 a do části aproximace 3 provedením čtyřstupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4.
V prvním příkladném provedení kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot je vynulována část detail 1. Ve druhém příkladném provedení kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot jsou vynulovány části detail 1, detail 2 a detail 3. Vynulováním části transformovaných hodnot je vždy myšleno pouhé vynulování těchto hodnot, tyto hodnoty tedy nejsou odstraněny, ale nedochází již k ovlivňování výsledného signálu, v tomto případě v následujícím kroku vytvořeného filtrovaného signálu.
Jednotlivá příkladná provedení kroku transformování uložených diskrétních hodnot a kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot mohou být vzájemně kombinována. Zejména je možné vzájemně kombinovat první příkladné provedení kroku transformování diskrétních hodnot s prvním příkladným provedením kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot. Dále je také možné kombinovat druhé příkladné provedení kroku transformování diskrétních hodnot s druhým příkladným provedením kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot. Dále je také možné kombinovat druhé příkladné provedení kroku transformování diskrétních hodnot s prvním příkladným provedením kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot.
V kroku vytvoření filtrovaného signálu je filtrovaný signál vytvořen provedením zpětné diskrétní vínkové transformace transformovaných diskrétních hodnot podle rekonstrukčních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. Vstupy pro jednotlivé úrovně zpětné diskrétní vínkové transformace jsou odpovídající výstupy jednotlivých úrovní diskrétní vínkové transformace.
-6CZ 309031 B6
V kroku detekování počtu píků je detekován počet píků filtrovaného signálu dle v paměti definované povahy píku. Píky jsou detekovány pomocí aproximace první derivace. Jinak řečeno píky se počítají jako rozdíl mezi dvěma sousedícími hodnotami filtrovaného signálu, tedy d(i) = x(i+l) - x(i), kde x(i) označuje hodnotu filtrovaného signálu ax(i+l) označuje následující hodnotu filtrovaného signálu a v případě, že hodnota d(i) ve dvou po sobě jdoucích hodnotách přejde přes nulu, jinak řečeno, změní se její znaménko oproti předcházející hodnotě, je hodnota v místě d(i) označena jako pík.
V kroku vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorkuje vydán příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem po dosažení daného počtu píků dle informace o požadovaném počtu píků uložené v paměti.
V kroku průměrování filtrovaného signálu jsou hodnoty filtrovaného signálu zprůměrovány za použití plovoucího okna, přičemž zprůměrovány jsou hodnoty filtrovaného signálu nacházející se v tomto okně. Plovoucím oknem je myšlen postupně se posouvající úsek diskrétních hodnot filtrovaného signálu. Plovoucí okno se s přibývajícím počtem diskrétních hodnot prodlužuje tak, že maximální délka plovoucího okna je v rozsahu 3 % až 15 % délky filtrovaného signálu, ale ne delší než 50 diskrétních hodnot. Průměrování hodnot v tomto plovoucím okně probíhá pomocí vzorce iZ-1 yW = +7'1 j=o
Kde x [i] jsou původní hodnoty filtrovaného signálu, y [i] jsou zprůměrované hodnoty filtrovaného signálu a Z je počet diskrétních hodnot v plovoucím okně.
V kroku vynechání blízkých píků jsou vynechány takové píky, jejichž vzdálenost od nejbližšího píku je menší než 50 % průměrné hodnoty vzdálenosti mezi jednotlivými po sobě jdoucími píky.
V kroku vynechání posledního píku je vynechán poslední pík. Krok vynechání posledního píku se aplikuje v případě, že se jedná o zašuměný signál, na který byl aplikován krok průměrování filtrovaného signálu.
Na obr. 1, 2, 3 je viditelné první konkrétní příkladné provedení překládaného vynálezu, při kterém je opracovávaným vzorkem vícevrstvý polovodičový čip, přičemž počáteční vrstvou je vrstva V5 a poslední vrstvou, která má být odprášena při opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem, je vrstva M3. Do paměti je tedy uložena informace, že požadovaný počet píků je tři, a že těmito píky jsou v tomto příkladném provedení lokální maxima. Vícevrstvý polovodičový čip je nejprve umístěn do držáku vzorku. Následně je opakovaně prováděn krok první skupiny kroků, ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vícevrstvého polovodičového čipu fokusovaným iontovým svazkem a detekování množství sekundárních částic emitovaných z opracovávaného vícevrstvého polovodičového čipu, na který dopadá fokusovaný iontový svazek, a ukládání diskrétních hodnot získaných zprůměrováním detekovaného množství sekundárních částic z opracovávaného vícevrstvého polovodičového čipu s vzorkovací frekvencí 2 Hz do paměti. Na grafu na obr. 1 jsou viditelné uložené diskrétní hodnoty, přičemž z grafů je patrné, že signál obsahuje větší počet lokálních maxim, než je požadovaný počet lokálních maxim, a proto je tento signál považovaný za zašuměný. Zároveň jsou opakovaně prováděny kroky druhé skupiny kroků, až do zaznamenání požadovaného počtu lokálních maxim, přičemž na obr. 1, 2 a 3 je vidět konečný stav, při kterém dojde k zastavení opracovávání. Druhá skupina kroků zahrnuje v tomto příkladném provedení sekvenci kroků: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků, vynechání blízkých píků, vynechání posledního píku, vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku. V kroku transformování uložených diskrétních hodnot je provedeno transformování uložených diskrétních hodnot podle frekvencí do části detail 1, do části detail 2, do části detail 3 a do části aproximace 3 provedením čtyřstupňové vínkové
- 7 CZ 309031 B6 transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. V kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot jsou vynulovány části detail 1, detail 2 a detail 3. V kroku vytvoření filtrovaného signálu je vytvořen filtrovaný signál provedením čtyřúrovňové zpětné diskrétní vínkové transformace transformovaných diskrétních hodnot podle rekonstrukčních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. Takto vytvořený filtrovaný signál j e vidět na grafů na obr. 2. V následuj ícím kroku průměrování filtrovaného signálu jsou hodnoty filtrovaného signálu zprůměrovány za použití plovoucího okna, přičemž zprůměrovány jsou hodnoty filtrovaného signálu nacházející se v tomto okně. Maximální délka plovoucího okna je v tomto příkladném provedení 10 % z aktuální délky filtrovaného signálu a zároveň maximální délka odpovídá nejvýše počtu 50 diskrétních hodnot. Takto zprůměrovaný filtrovaný signál je viditelný na grafů na obr. 3. V kroku detekování počtu píkůje detekován počet lokálních maxim. V kroku vynechání blízkých píkůje vynecháno lokální maximum 1, jelikož jeho vzdálenost od následujícího lokálního maxima je menší než 50 % průměrné hodnoty vzdálenosti mezi jednotlivými po sobě jdoucími lokálními maximy a jedná se tedy o falešné lokální maximum. V kroku vynechání posledního píkůje vynecháno poslední lokální maximum 2, jelikož se jedná o falešné lokální maximum vzniklé v důsledku hraničního jevu po provedení kroku průměrování filtrovaného signálu. Následně je proveden krok vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku, jelikož byla zaznamenána požadovaná tři lokální maxima. Tato informace je následně přenesena z vyhodnocovací jednotky do řídicí jednotky a je proveden krok ukončení ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vícevrstvého polovodičového čipu fokusovaným iontovým svazkem.
Na obr. 4, 5, 6 je viditelné druhé konkrétní příkladné provedení překládaného vynálezu, při kterém je opracovávaným vzorkem vícevrstvý polovodičový čip, přičemž počáteční vrstvou je vrstva M6 a poslední vrstvou, která má být odprášena při opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem je vrstva V4. Do paměti je tedy uložena informace, že požadovaný počet píků jsou dva a že těmito píky jsou v tomto příkladném provedení lokální minima. Vícevrstvý polovodičový čip je nejprve umístěn do držáku vzorku. Následně je opakovaně prováděn krok první skupiny kroků, ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vícevrstvého polovodičového čipu fokusovaným iontovým svazkem a detekování množství sekundárních částic emitovaných z opracovávaného vícevrstvého polovodičového čipu, na který dopadá fokusovaný iontový svazek a ukládání diskrétních hodnot získaných zprůměrováním detekovaného množství sekundárních částic z opracovávaného vícevrstvého polovodičového čipu se vzorkovací frekvencí 2 Hz do paměti. Na grafu na obr. 4 jsou viditelné uložené diskrétní hodnoty, přičemž z grafů je patrné, že signál neobsahuje větší počet lokálních minim, než je požadovaný počet lokálních minim, a proto je tento signál považovaný za nezašuměný. Zároveň jsou opakovaně prováděny kroky druhé skupiny kroků, až do zaznamenání požadovaného počtu lokálních minim, přičemž na obr. 4, 5 a 6 je vidět konečný stav, při kterém dojde k zastavení opracovávání. Druhá skupina kroků zahrnuje v tomto příkladném provedení sekvenci kroků: transformování uložených diskrétních hodnot, vynulování části transformovaných diskrétních hodnot, vytvoření filtrovaného signálu, průměrování filtrovaného signálu, detekování počtu píků a vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku. V kroku transformování uložených diskrétních hodnot je provedeno transformování uložených diskrétních hodnot podle frekvencí do části detail 1 a do části aproximace 1 provedením jednostupňové vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. V kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot je vynulována část detail 1. V kroku vytvoření filtrovaného signálu je vytvořen filtrovaný signál provedením jednoúrovňové zpětné diskrétní vínkové transformace transformovaných diskrétních hodnot podle rekonstrukčních filtrů mateřské vlnky Daubechies-4. Takto vytvořený filtrovaný signál je vidět na grafu na obr. 5. V následujícím kroku průměrování filtrovaného signálu jsou hodnoty filtrovaného signálu zprůměrovány za použití plovoucího okna, přičemž zprůměrovány jsou hodnoty filtrovaného signálu nacházející se v tomto okně. Maximální délka plovoucího okna jev tomto příkladném provedení 5 % z aktuální délky filtrovaného signálu a zároveň maximální délka odpovídá nejvýše počtu 10 diskrétních hodnot. Takto zprůměrovaný filtrovaný signál je viditelný na grafů na obr. 6. V kroku detekování počtu píkůje detekován počet lokálních minim. Následně je proveden krok vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku, jelikož byla zaznamenána požadovaná dvě lokální minima. Tato informace je následně přenesena z
-8CZ 309031 B6 vyhodnocovací jednotky do řídicí jednotky a je proveden krok ukončení ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vícevrstvého polovodičového čipu fokusovaným iontovým svazkem.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem pomocí systému zahrnujícího iontový tubus se zdrojem iontů uzpůsobený pro ozařování vzorku fokusovaným iontovým svazkem, pracovní komoru, k níž je připojen iontový tubus, detektor sekundárních částic, jež je umístěn v pracovní komoře nebo v iontovém tubusu, držák vzorku umístěný v pracovní komoře a uzpůsobený pro umístění vzorku, vzorek umístěný v držáku vzorku a vyhodnocovací jednotku obsahující paměť, v níž je uložena alespoň informace o požadovaném počtu píků, zahrnující první skupinu kroků:- ozařování jednotlivých opracovávaných bodů v opracovávané oblasti vzorku fokusovaným iontovým svazkem a detekování množství sekundárních částic emitovaných z opracovávané oblasti vzorku a ukládání diskrétních hodnot získaných zprůměrováním detekovaného množství sekundárních částic z celé opracovávané oblasti vzorku s vzorkovací frekvencí v rozsahu 1 až 3 Hz do paměti, a vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhou skupinu kroků prováděných simultánně s první skupinou kroků, přičemž druhá skupina kroků je prováděna vyhodnocovací jednotkou a přičemž druhá skupina kroků zahrnuje sekvenci kroků:- transformování uložených diskrétních hodnot podle frekvencí alespoň do části detail 1 a do části aproximace 1 provedením alespoň jednostupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky,- vynulování části detail 1,- vytvoření filtrovaného signálu provedením zpětné diskrétní vínkové transformace transformovaných diskrétních hodnot podle rekonstrukčních filtrů mateřské vlnky,- detekování počtu píků filtrovaného signálu,- vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem po dosažení daného počtu píků dle informace o požadovaném počtu píků, přičemž první skupina kroků dále obsahuje krok ukončení ozařování jednotlivých opracovávaných bodů vzorku fokusovaným iontovým svazkem poté, co je vydán příkaz k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem.
- 2. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kroku transformování uložených diskrétních hodnot jsou uložené diskrétní hodnoty separovány alespoň do části detail 1, do části detail 2, do části detail 3 a do části aproximace 3 provedením čtyřstupňové diskrétní vínkové transformace uložených diskrétních hodnot podle dekompozičních filtrů mateřské vlnky.
- 3. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle nároku 2, vyznačující se tím, že v kroku vynulování části transformovaných diskrétních hodnot jsou vynulovány části detail 1, detail 2 a detail 3.
- 4. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že po kroku vytvoření filtrovaného signálu a před krokem detekování počtu píků je dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok průměrování filtrovaného signálu s použitím plovoucího okna a zprůměrováním velikosti hodnot filtrovaného signálu nacházejících v tomto plovoucím okně.-10CZ 309031 B6
- 5. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle nároku 4, vyznačující se tím, že délka plovoucího okna odpovídá počtu detekovaných diskrétních hodnot až do maximální délky plovoucího okna odpovídající 3 až 15 % z aktuálního počtu detekovaných diskrétních hodnot, avšak maximálně do délky plovoucího okna odpovídající nejvýše počtu 100 diskrétních hodnot.
- 6. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že po kroku detekování počtu píků a před krokem vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku je dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok vynechání blízkých píků, přičemž blízké píky jsou takové píky, jejichž vzdálenost od nejbližšího píku je menší než 50 % průměrné hodnoty vzdálenosti mezi jednotlivými po sobě jdoucími píky.
- 7. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že po kroku detekování počtu píků filtrovaného signálu a před krokem vydání příkazu k zastavení opracovávání vzorku fokusovaným iontovým svazkem je dále vyhodnocovací jednotkou proveden krok vynechání posledního píku.
- 8. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že píky jsou lokální maxima filtrovaného signálu.
- 9. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že píky jsou lokální minima filtrovaného signálu.
- 10. Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že mateřskou vlnkou je Daubechies-4.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020320A CZ309031B6 (cs) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem |
| PCT/CZ2021/050058 WO2021244685A1 (en) | 2020-06-05 | 2021-06-02 | Method of automatic detection of required peak for sample machining by focused ion beam |
| US18/000,745 US20230215689A1 (en) | 2020-06-05 | 2021-06-02 | Method of Automatic Detection of Required Peak for Sample Machining by Focused Ion Beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020320A CZ309031B6 (cs) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020320A3 CZ2020320A3 (cs) | 2021-12-08 |
| CZ309031B6 true CZ309031B6 (cs) | 2021-12-08 |
Family
ID=76553457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020320A CZ309031B6 (cs) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230215689A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ309031B6 (cs) |
| WO (1) | WO2021244685A1 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5952658A (en) * | 1996-04-18 | 1999-09-14 | Hitachi, Ltd. | Method and system for judging milling end point for use in charged particle beam milling system |
| US20040241890A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-12-02 | Qcept Technologies, Inc. | Wafer inspection system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000036278A (ja) | 1998-05-20 | 2000-02-02 | Schlumberger Technol Inc | Ｆｉｂ操作の自動シ―ケンス動作 |
-
2020
- 2020-06-05 CZ CZ2020320A patent/CZ309031B6/cs unknown
-
2021
- 2021-06-02 WO PCT/CZ2021/050058 patent/WO2021244685A1/en active Application Filing
- 2021-06-02 US US18/000,745 patent/US20230215689A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5952658A (en) * | 1996-04-18 | 1999-09-14 | Hitachi, Ltd. | Method and system for judging milling end point for use in charged particle beam milling system |
| US20040241890A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-12-02 | Qcept Technologies, Inc. | Wafer inspection system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020320A3 (cs) | 2021-12-08 |
| US20230215689A1 (en) | 2023-07-06 |
| WO2021244685A1 (en) | 2021-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101463245B1 (ko) | 집중 이온빔 장치 및 그것을 이용한 시료 단면 제작 방법및 박편 시료 제작 방법 | |
| US20070221845A1 (en) | Charged particle beam system | |
| TWI389232B (zh) | 提高晶圓之電壓對比的設備與方法 | |
| JP3647100B2 (ja) | 検査装置およびこれを用いた露光装置やデバイス生産方法 | |
| WO1999031542A1 (en) | Image content autofocus for microscopy using a noise-insensitive focus filter | |
| JP2021067697A (ja) | ウエハ検査システム及び装置 | |
| JP6581940B2 (ja) | 電子顕微鏡装置 | |
| US11119051B2 (en) | Particle detection for substrate processing | |
| CZ309031B6 (cs) | Způsob automatické detekce požadovaného píku při opracování vzorku fokusovaným iontovým svazkem | |
| CN107818904B (zh) | 复合射束装置 | |
| US5365063A (en) | Method and apparatus of quantitative non-resonant photoionization of neutral particles and the use of such apparatus | |
| NL194932C (nl) | Werkwijze voor het bewerken van een werkstuk en inrichting voor het bewerken van een werkstuk volgens de werkwijze. | |
| US20120241605A1 (en) | Method and system for enhancing resolution of a scanning electron microscope | |
| KR20230006516A (ko) | 최적 집속 이온 빔 식각을 위한 적응적 기하형상 | |
| JPS58202038A (ja) | イオンビ−ム加工装置 | |
| EP1192291B1 (de) | Vorrichtung zur überwachung von absichtlichen oder unvermeidbaren schichtabscheidungen und verfahren | |
| JPH11219679A (ja) | 荷電粒子ビーム露光装置及び荷電粒子ビーム露光システム | |
| CN104268421A (zh) | 去除x射线散射和衍射实验中模糊效应的方法 | |
| US20100314542A1 (en) | Semiconductor device inspection apparatus | |
| EP4162516A1 (en) | Method of automatic detection of required peak for sample machining by focused ion beam | |
| US10714307B2 (en) | Neutral atom imaging system | |
| CZ2017424A3 (cs) | Způsob odstranění hmoty | |
| US11087957B2 (en) | Method of operating a particle beam system, particle beam system and computer program product | |
| JPS63202835A (ja) | 荷電ビ−ムの自動調整方法および自動調整装置 | |
| JP2616487B2 (ja) | エッチング終点検出装置及び検出方法 |