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Die Erfindung betrifft ein Datensammelsystem und -verfahren.
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Abtasttechnologien werden verwendet, um Merkmale einer Probe im Nano-Bereich zu charakterisieren und zu testen zur Messung, topographischen Zuordnung, Testen usw., beispielsweise zur Messung von Merkmalen und zum Testen der Arbeitsweise von integrierten Schaltungen. Instrumente der Abtasttechnologie, die verwendet werden, um die elektrische Betriebsweise von integrierten Schaltungen zu charakterisieren und zu testen, umfassen Atomkraftsonden (atomic force prober „AFP”) und Nano-Sonden basierend auf der Abtastelektronenmikroskopie (scanning electron microscopy „SEM”). Ein AFP-System wird gewöhnlich in einer Kontakt-Betriebsweise verwendet, um ein topologisches Bild einer integrierten Schaltung zu erhalten. In der Kontakt-Betriebsweise verwendet ein AFP-System eine Sonde, die über verschiedene Merkmale der Probe in konstantem Kontakt mit dem abgetasteten Bereich gescannt wird, um ein Höhen- oder „Relief”-Bild der Merkmale zu erhalten, die die Probe, beispielsweise die integrierte Schaltung, ausmachen. Da die Dimensionen der Bauteile mit dem Technologiefortschritt zusammenschrumpfen und Nanometer-Maßstäbe erreichen, führt die konstante Kraft, die von einem AFP-System verwendet wird, um ein Bild zu erhalten, zu einer Beschädigung der Bauteile der integrierten Schaltung, die abgescannt werden. Die Kraft, die erforderlich ist, um einen ausreichenden elektrischen Kontakt herzustellen, um die Arbeitsweise von einem oder mehreren Bauteilen und/oder Komponenten auf einer integrierten Schaltung zu testen, ist so groß, dass eine Beschädigung der integrierten Schaltung auftritt.
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Die auf „SEM” basierende Nanosondierung verwendet ein Elektronenmikroskop, um einen interessierenden Bereich zu lokalisieren. Dieser Ansatz kann ebenfalls Bauteile und Komponenten beschädigen, die in der integrierten Schaltung verwendet werden, weil die hochenergetischen, primären Elektronen, die von dem SEM erzeugt werden, um ein Bild der integrierten Schaltung zu erhalten, in die integrierte Schaltung eindringen und unerwünschte Defekte erzeugen. Diese Beschädigung ist besonders problematisch bei kleinen Bauteilen und Komponenten, die Dimensionen im Nanometer-Maßstab haben. Wenn der Elektronstrahl des SEM über ein Dielektrikum hinweggescannt wird, ändert es darüber hinaus den abgetasteten Bereich, was die Messungen behindern kann. So kann die Verwendung eines SEM an einem Bereich einer intrigierten Schaltung die interessierenden Bauteile modifizieren, sodass die Messungen ungenau werden und die Verwendung von auf SEM basierenden Technologien problematisch gemacht wird.
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Die folgende Zusammenfassung ist enthalten, um ein grundlegendes Verständnis von einigen Aspekten und Merkmalen der Erfindung bereitzustellen. Die Zusammenfassung ist kein umfassender Überblick über die Erfindung und ist als solches nicht gedacht, um Schlüssel- oder kritische Elemente der Erfindung besonders zu identifizieren oder den Schutzumfang der Erfindung zu beschreiben. Ihr einziger Zweck ist es, einige Konzepte der Erfindung in einer vereinfachten Form als Vorspann zu der mehr detaillierten Beschreibung darzustellen, die unten präsentiert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf die Inspektion von Merkmalen eines Musters im Nano-Maßstab. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele der Erfindung auf ein System und ein Verfahren zur Inspektion von Merkmalen im Nano-Maßstab von Proben, die Bereiche mit unterschiedlichen Charakteristiken haben, wobei die adaptive elektrische Sondierung verwendet wird.
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Nach den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine adaptive (d. h. variable) Art der Sondenbewegung während der Sondierung der Probe durchgeführt (beispielsweise Sprungabtastung, Kontaktscannen, kontaktfrei scannen, Abgreifverfahren, Scannen vom Typ mit variabler Rückkupplung, Geschwindigkeit, Kraft, Amplitude der Schwingungen usw.), die durch die lokalen Eigenschaften der Probe bei bekannter Priorität (beispielsweise von einer CAD-Information) gesteuert und/oder in Realzeit festgestellt wird (beispielsweise von einem robusten hohen Signal-Rausch-Verhältnis eines elektrischen oder mechanischen Sondensignals). Ein Vorteil des dargestellten Ansatzes ist eine Verbesserung der Datenqualität, die erreicht wird, in dem eine optimierte Wechselwirkung zwischen Sonde und Probe verwendet wird, die (1) für lokale Eigenschaften des Musters und in Abhängigkeit davon und auch (2) in Abhängigkeit von der Art der Messung, die an dem speziellen Ort durchgeführt werden soll, eingestellt wird. Ein weiterer Vorteil ist das Verhindern und die Minimierung einer möglichen Beschädigung des Musters und der Sonde(n) zum Zwecke von wiederholbaren präzisen und Messungen.
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Durch die Verwendung der dargestellten Ausführungsbeispiele wird eine Beschädigung des Musters, verursacht durch das Kontakt-Verfahren der Abtastung, die bei existierenden Atomkraftsonden verwendet wird, vermieden. Wenn es beispielsweise a priori bekannt ist, dass ein spezieller Bereich des Musters weicher ist, wird der Druck auf die Sondenspitze reduziert, wenn sie diesen Bereich durchquert. Zusätzlich wird die Datenqualität verbessert, in dem beispielweise die Sonde während der Datenaufnahme zu einem vollständigen Stopp plaziert wird. Die gezeigten Ausführungsbeispiele führen auch zu einer Verbesserung der Sondenlebensdauer, indem man beispielsweise die Sonde bei einer sicheren Höhe über nicht interessierende Bereiche fliegen lässt. Konsequenterweise werden der Sondendurchsatz und die Datenqualität optimiert, indem eine kontaktfreie Bewegung mit hoher Geschwindigkeit über nicht interessierende Bereiche und eine langsame, unter Kontakt ablaufende (optimierte) Bewegung oder sogar ein vollständiger Stillstand an interessierenden Stellen verwendet wird (während einer Zeitdauer, die erforderlich ist, um die gewünschte Datenqualität zu erreichen). In einem Ausführungsbeispiel, wo die Registrierung verwendet wird, wird eine Bauteilbeschädigung vermieden, die konventionell durch Primärelektronen des SEM erzeugt wird.
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Ein System zur Analyse eines Musters wird beschrieben. Das System zum Analysieren eines Musters umfasst eine Sonde und eine Steuerschaltung. Die Steuerschaltung ist konfiguriert, um die Bewegung der Sonde zu wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position auf dem Muster basierend auf Navigationsdaten zu steuern. In Abhängigkeit von der Bewegung der Sonde ist die Steuerschaltung konfiguriert, eine Kraft der Sonde auf das Muster an der ersten Position von einem ersten Wert der Kraft in einen zweiten Wert der Kraft und die Kraft der Sonde auf das Muster von einem dritten Wert der Kraft in einen vierten Wert der Kraft an der zweiten Position des Musters einzustellen. Und die Steuerschaltung ist konfiguriert, um Musterdaten aufzunehmen, wenn die Sonde an der ersten Position auf dem Muster ist.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Systems sind die Navigationsdaten computerunterstützte Designdaten.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Systems basiert die Aufnahme der Musterdaten auf der Kapazität.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Systems ist der erste Wert der Kraft gleich dem dritten Wert der Kraft und der zweite Wert der Kraft gleich dem vierten Wert der Kraft.
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Das Verfahren zum Analysieren eines Musters gemäß der Erfindung umfasst das Bewegen der Sonde zu einer Position basierend auf Navigationsdaten, in Abhängigkeit von der Bewegung der Sonde zu der auf Navigationsdaten basierenden Position, das Einstellen der Kraft der Sonde auf das Muster von einem ersten Wert der Kraft in einen zweiten Wert der Kraft an der Position, und das Erfassen von Musterdaten, wenn die Sonde sich an der Position befindet.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren des Weiteren die Bewegung der Sonde in eine zweite Position basierend auf den Navigationsdaten und das Einstellen der Kraft der Sonde an der zweiten Position.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Bewegen der Sonde in die zweite Position basierend auf den Navigationsdaten die Registrierung der Sonde an der Registrierungsposition, nachdem die Sonde in die Position bewegt worden ist.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Bestimmen einer zweiten Position, um Musterdaten basierend auf von der Sonde aufgenommen Daten aufzunehmen und das Einstellen der Kraft der Sonde an der zweiten Position.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bewegen der Sonde in die Position basierend auf den Navigationsdaten, das Einstellen der Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bewegen der Sonde in eine zweite Position basierend auf Navigationsdaten, das Einstellen der Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde.
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Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
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Ein System zum Abtasten einer integrierten Schaltung gemäß der Erfindung umfasst eine Sonde und eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten, die konfiguriert sind, um die Bewegung der Sonde in eine Position basierend auf Navigationsdaten zu steuern, in Abhängigkeit von der Bewegung der Sonde eine Kraft der Sonde auf das Muster an der ersten Position von einem ersten Wert der Kraft in einen zweiten Wert der Kraft und die Kraft der Sonde auf das Muster von einem dritten Wert der Kraft in einen vierten Wert der Kraft an der zweiten Position des Musters einzustellen und um Musterdaten aufzunehmen, wenn die Sonde sich in der ersten Position auf dem Muster befindet.
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In einem Aspekt des erfindungsgemäßen Systems sind die eine oder mehreren Verarbeitungseinheiten ferner konfiguriert, um die Registrierung der Sonde an einem Bezugspunkt zu steuern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen und aus der folgenden, detaillierten Beschreibung.
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Die beigefügten Zeichnungen, die mit einbegriffen sind und Teil der Beschreibung bilden, zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern und zu zeigen. Die Zeichnungen sind gedacht, um die hauptsächlichen Merkmale der beispielhaften Ausführungsbeispiele in einer diagrammartigen Weise zu zeigen. Die Zeichnungen sind nicht dazu gedacht, jedes Merkmal der tatsächlichen Ausführungsbeispiele zu zeigen, noch relative Dimensionen der gezeigten Elemente, und sie sind nicht maßstabsgerecht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden als Beispiele und ohne Einschränkung in den Figuren der beigefügten Zeichnungen gezeigt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und in denen:
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1 ein Blockdiagramm eines sondenbasierenden Datensammelsystems nach einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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2 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Analyse eines Musters einschließlich der Einstellung einer Kraft der Sonde gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Analyse eines Musters einschließlich der Registrierung einer Sonde nach einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ein Blockdiagram eines Systems zur Steuerung der Sonde nach einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 ein Beispiel einer variablen Geschwindigkeit und einer variablen Kraft der Sondenspitze während der Überprüfung eines Musters, und
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6 ein Beispiel zum Navigieren der Sondenspitze zu einem gewünschten Prüfort ohne Abbildung des gewünschten Ortes zeigt.
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Ausführungsbeispiele eines sondenbasierenden Datensammelsystems mit adaptiver Art und Weise der Sondenmessung werden beschrieben. Insbesondere wird ein sondenbasierendes Datensammelsystem beschrieben, welches konfiguriert ist, um eine adaptive Art der Sondenbewegung während der Sondenmessung des Musters zu haben. Solche eine adaptive Betriebsweise der Sondenbewegung umfasst das Variieren der Bewegung der Sonde während der Abtastung eines Musters. Gemäß Ausführungsbeispielen ist ein sondenbasierendes Datensammelsystem konfiguriert, um eine oder mehrere Bewegungen zu variieren einschließlich, jedoch nicht eingeschränkt auf, ein Sprungmessverfahren, eine Kontakt-Abtastung, eine kontaktlose Abtastung, ein Abgriffsverfahren, Einscannen mit variabler Rückkupplung, Bewegungsgeschwindigkeit, Kraft der Probe auf das Muster, Amplitude der Schwingung und anderer Arten der Bewegung. Ein sondenbasierendes Datensammelsystem kann konfiguriert sein, um eine oder mehrere Bewegungen basierend auf einer a priori-Information zu variieren, die sich auf lokale Eigenschaften des Musters, eine Art der durchzuführenden Messung an einem speziellem Ort des Musters und/oder Daten, die während der Sondenvermessung des Musters aufgenommen werden, beziehen.
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Ein sondenbasierendes Datensammelsystem mit adaptiver Betriebsweise bei der Sondenmessung verbessert die Qualität der aufgenommenen Daten wegen der Fähigkeit, die Bewegung der Sonde einzustellen oder zu steuern, um die Wechselwirkung zwischen Muster und Sonde zu optimieren. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen erreicht eine Optimierung der Wechselwirkung zwischen Sonde und Probe basierend auf einer a priori Information, die sich auf die lokalen Eigenschaften des Musters und/oder einen Typ der Messung beziehen, die an einem speziellem Ort des Musters durchgeführt werden soll, effizientere zuverlässigere Resultate. Die adaptive Betriebsweise der Sondenmessung bewahrt ferner ein Muster von einer Beschädigung und/oder minimiert die Beschädigung eines Musters und einer Sonde wegen der Fähigkeit, die Bewegung der Sonde basierend auf a priori-Informationen, die sich auf die lokalen Eigenschaften des Musters und/oder einen Typ der Messung beziehen, die an einem besonderen Ort eines Musters durchgeführt werden soll, einzustellen und/oder zu steuern. Ausführungsbeispiele solch eines Systems liefern wiederholbare und präzise Messungen wegen der Fähigkeit, die Bewegung der Sonde so einzustellen, dass die Bedingungen eines Musters optimiert werden.
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1 zeigt ein blockdiagram eines sondenbasierenden Datensammelsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 1 ein sondenbasierendes Sammelsystem 100, das eine Steuerschaltung 102 und eine Sonde 104 umfasst. Eine Steuerschaltung 102 ist mit einer Sonde 104 gekoppelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuerschaltung 102 mit einer Sonde 104 durch Motoren, Aktuatoren, Getriebe, Sensoren und andere mechanische und/oder elektronische Einrichtungen verbunden, die verwendet werden, um eine Bewegung, eine Kraft einer Sonde 104 und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit oder Verwendung von Techniken zu bewegen oder zu steuern, einschließlich solche, die im Stand der Technik bekannt sind. Eine Steuerschaltung 102 kann eine oder mehrere Komponenten umfassen, die einschließen, jedoch nicht beschränkt sind auf einen oder mehrere eines Mikroprozessors, eines Mikrocontrollers, eines Speichers, einer Rückkupplungsschleife, eines Sensors, eines Detektors oder anderer Komponenten alleine oder mit anderen Komponenten zusammen, die eine Bewegung der Sonde 104 steuern, einschließlich Komponenten wie solche aus dem Stand der Technik.
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Für ein Ausführungsbeispiel kann eine Sonde 104 eine Sonde mit einer einzigen Spitze oder mehreren Spitzen sein und Sonden umfassen, beispielsweise solche aus dem Stand der Technik. Für ein spezielles Ausführungsbeispiel ist eine Sonde 104 konfiguriert, um eine integrierte Schaltung einschließlich Komponenten und/oder Bauteilen zu scannen und zu vermessen, die Dimensionen in der Größenordnung von einigen Nanometern oder darunter haben. Eine Sonde 104 kann konfiguriert sein als eine oder mehrere elektrische Sonden, eine mechanische Sonde, eine optische Sonde, eine chemische Sonde oder andere Sondentypen einschließlich solcher, die in dem Stand der Technik bekannt sind. Eine Sonde 104 kann eine passive Sonde oder eine aktive Sonde sein. Eine aktive Sonde kann umfassen, ist jedoch nicht eingeschränkt auf, eine Sonde, die konfiguriert ist, um ein Muster 106 unter Verwendung von Photonen, Elektronen und/oder anderen Teilchen zu stimulieren.
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Nach einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuerschaltung 102 konfiguriert, um die Bewegung einer Sonde 104 zu steuern, um ein Muster 106 basierend auf den lokalen Eigenschaften, die a priori bekannt sind, abzutasten oder/und zu testen. Beispiele für die lokalen Eigenschaften, die a priori bekannt sind, umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf, Materialzusammensetzungen, Topologie, elektrische Eigenschaften usw. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerung einer Bewegung einer Sonde 104 auf Navigationsdaten begründet. Navigationsdaten können umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, computerunterstütze Designdaten, Musterbild, Musterherstellungsdaten und andere Daten, die verwendet werden, um interessierende Bereiche auf einem Muster 106 zu beschreiben umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, Verbindungen und/oder Orte der Komponenten oder Bauteile auf einem Muster 106. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Navigationsdaten eine Position einer Komponente, ein Bauteil, eine Schaltung, ein interessierender Bereich oder ein Teil davon auf einem Muster 106 sein. Bei einem Beispiel kann ein System Navigationsdaten verwenden, die ein Schaltungs-Layout darstellen und anzeigen, wie die Komponenten und Bauteile in einer Schaltung angeordnet sind, um eine Position einer Komponente oder eines Bauteils auf einem Muster 106 zu lokalisieren, beispielsweise einer integrierten Schaltung. Eine Position, die durch Navigationsdaten bestimmt ist, kann beispielsweise der Ort einer Komponente oder eines Bauteils auf einem Muster 106 oder einem Teil davon sein.
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In einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuerschaltung 102 konfiguriert, um die Kraft einer Sonde 104 an einer Position an einem Muster 106 einzustellen. Der Controller kann konfiguriert sein, um die Kraft der Sonde 104 an einer Position auf einem Muster 106 in Abhängigkeit von der Bewegung der Sonde 104 auf der Grundlage von Navigationsdaten einzustellen. Ferner kann die Steuerschaltung 102 konfiguriert sein, um die Kraft einer Sonde 104 dadurch einzustellen, dass die Bewegung der Sonde 104 in der Richtung zu oder weg von einem Muster gesteuert wird, wobei Techniken einschließlich solcher aus dem Stand der Technik verwendet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Kraft einer Sonde 104 auf ein Muster 106 auf der Grundlage von Navigationsdaten erhöht oder herabgesetzt werden. Eine Steuerschaltung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Kraft einer Sonde 104 auf der Grundlage von Musterdaten steuern, die durch die Sonde 104 aufgenommen wurden. Eine Steuerschaltung 102 kann beispielsweise konfiguriert sein, um die Kraft einer Sonde 104 auf ein Muster 106 an einer Position auf dem Muster 106 zu erhöhen bis ein Signal-Rauschverhältnis der Musterdaten, die von der Sonde 104 aufgenommen wurden, ein Niveau erreicht oder sich in einem spezifizierten Bereich befindet. Musterdaten umfassend, sind jedoch nicht beschränkt auf, Messungen auf der Grundlage von Kapazität, Widerstand, Induktivität, einem mechanischen Sondensignal oder anderen Eigenschaften eines Musters.
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Eine Steuerschaltung 102 nach einem Ausführungsbeispiel kann konfiguriert sein, um eine Kraft einer Sonde 104 auf ein Muster 106 und eine Bewegung der Sonde 104 auf der Grundlage von Navigationsdaten und/oder aufgenommen Musterdaten einzustellen. Beispielsweise kann eine CAD-Datenbank 120, die der Sonde nicht zugeordnet ist, jedoch CAD-Designdaten zur Herstellung des zu testenden Musters speichert, verwendet werden, um topographische und Designdaten zu gewinnen, um Navigationsdaten für die Sonde abzuleiten. In einem Beispiel wird die NEXS Software Suite, die von DCG-Systems, Fremont, Kalifornien erhältlich ist, verwendet, um Navigationsdaten für die Sonde dadurch zu liefern, dass physikalische und logische Designdaten von der Datenbank 120 ausgelesen und miteinander verknüpft werden. Die NEXS Suite liest LEF (Libary Exchange Format = Bibliothek-Ausgleich-Format) und DEF (Design Exchange Format = Design Austausch Format) Dateien des Designs der integrierten Schaltung („IC”), beispielsweise GDS2 für das physikalische Layout und Netlist für die logische Schaltung, und sie verknüpft diese zur Erzeugung von Navigationsdaten. Diese Navigationsdaten werden verwendet, um den Druck und/oder die Geschwindigkeit der Sondenspitze in Abhängigkeit von ihrem Ort über dem Muster zu variieren.
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In einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuerschaltung 102 konfiguriert, um eine Sonde 104 so zu steuern, dass eine adaptive Abtastung durchgeführt wird. Um eine adaptive Abtastung durchzuführen, kann eine Steuerschaltung 102 konfiguriert sein, um eine Geschwindigkeit einer Bewegung einer Sonde 104 und/oder eine Kraft der Sonde 104 auf ein Muster 106 zu steuern. Die Steuerschaltung 102 ist konfiguriert, um eine Geschwindigkeit einer Bewegung einer Sonde 104 und/oder eine Kraft der Abtastung auf der Grundlage der erfassten Musterdaten zu steuern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuerschaltung 102 konfiguriert, um eine Geschwindigkeit einer Bewegung einer Sonde 104 und/oder eine Kraft der Abtastung auf der Grundlage eines Sondensignalniveaus der erfassten Musterdaten zu steuern. Sobald ein Sondensignalniveau von Musterdaten als innerhalb eines Bereichs oder gleich einem vorgegeben Schwellenwert detektiert wird, bestimmt die Steuerschaltung 102, dass die Position eines Musters 106 ein interessierender Bereich ist, um Musterdaten zu erfassen. Wenn eine Position zur Erfassung von Musterdaten festgestellt wird, ist die Steuerschaltung 102 konfiguriert, die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde 104 herabzusetzen einschließlich die Bewegung der Sonde 104 zu stoppen.
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Ferner ist die Steuerschaltung 102 konfiguriert, um die Kraft der Sonde auf der Grundlage von Musterdaten zu erhöhen. Die Steuerschaltung 102 ist konfiguriert, die Bewegung der Sonde 104 auf der Grundlage eines Sondensignalniveaus der Musterdaten zu stoppen und die Kraft der Sonde 104 zu erhöhen, bis das Sondensignalniveau ein vorgegebenes Niveau erreicht oder in einem vorgegebenen Schwellenbereich ist. Die Steuerschaltung 102 ist konfiguriert, um die Geschwindigkeit der Sonde 104 zu erhöhen und die Kraft einer Sonde 104 herabzusetzen, sobald das Sondensignalniveau, beispielsweise das Signal-Rauschverhältnis der Musterdaten, ein vorgegebenes Niveau erreicht oder in einem vorgegebenen Schwellenbereich ist. Die Steuerschaltung 102 ist nach einem Ausführungsbeispiel konfiguriert, um eine Position zu erfassten Musterdaten auf der Grundlage eines Sondensignalniveaus zu bestimmen.
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Nach einem anderem Ausführungsbeispiel ist ein auf sondenbasierendes Datensammelsystem konfiguriert, um die Sondenspitze in einen interessierenden Bereich zu navigieren, ohne das Muster in dem interessierenden Bereich abzubilden. Stattdessen ist die Steuerschaltung 102 konfiguriert, um die Sonde 104 an einer Bezugsposition auszurichten. Die Bezugsposition umfasst eine Position auf einem Muster 106 außerhalb eines interessierenden Bereichs zur Untersuchung mit einer Sonde 104. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Bezugsposition unter Verwendung von Navigationsdaten bestimmt werden, und sie kann ein Ziel sein, das speziell zum Zwecke der Ausrichtung hergestellt wurde oder einfach ein bekanntes Merkmal. Die Steuerschaltung 102 kann konfiguriert sein, um eine Bezugsposition zu bestimmen oder eine Bezugsposition unter Verwendung von Abbildungswerkzeugen zu verifizieren. Die Abbildungswerkzeuge umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Mikroskopie einschließlich SEM, Interferometrie und andere Techniken, um eine Bezugsposition auf einem Muster 106 zu bestimmen. Sobald eine Steuerschaltung 102 eine Sonde 104 zu einer Bezugsposition bewegt, ist die Steuerschaltung 102 konfiguriert, Navigationsdaten zu verwenden, um eine Sonde 104 an eine Position zu bewegen, die ein interessierender Bereich ist, um Musterdaten auf einem Muster 106 aufzunehmen. Dies bedeutet, dass unter Verwendung von Navigationsdaten, beispielsweise NEXS, die Relativlage des interessierenden Bereichs in Bezug auf die Bezugspositionen bestimmt wird. Die Steuerschaltung 102 ist konfiguriert, um die Sonde 104 von dem Bezugspunkt zu der interessierenden Position unter Verwendung von relativen Positionsdaten zu bewegen. Die Bewegung der Sondenspitze wird durchgeführt, ohne eine Kraft auf das Muster 106 auszuüben, stattdessen jedoch dadurch, dass die Sondenspitze bei einer ausreichenden Höhe oberhalb des Musters gehalten wird, um jegliche Hindernisse zu vermeiden. Dies eliminiert oder minimiert eine Beschädigung an dem Muster 106 in dem interessierenden Bereich und vermeidet eine mögliche Kollision der Sondenspitze mit hochliegenden topgraphischen Merkmalen.
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2 zeigt ein Flussdiagramm zur Analyse eines Musters einschließlich der Einstellung einer Kraft einer Sonde nach einem Ausführungsbeispiel. Ein erster Schritt umfasst das Bewegen der Sonde zu einer ersten Position auf der Grundlage von Navigations- oder Bildgebungsdaten, wie in Block 202 in 2 gezeigt ist, wobei Techniken einschließlich den hier beschriebenen verwendet werden. Wie in dem Block 204 gezeigt ist, stellt die Steuerschaltung 102 die Kraft der Sonde an einer ersten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen ein. Die Anstellung der Sonde an einer Position kann in Antwort darauf sein, dass die Sonde auf der Grundlage von Navigationsdaten in die Position bewegt wird. Das Verfahren umfasst auch das Aufnehmen von Musterdaten, wenn die Sonde an der ersten Position ist, unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen, wie in Block 206 gezeigt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren optional eine zweite Position zur Aufnahme von Musterdaten auf der Grundlage von mit der Sonde aufgenommen Daten bestimmen, wie in dem Block 208 gezeigt ist, unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen.
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Wie durch den Block 210 gezeigt ist, umfasst das Verfahren das Bewegen der Sonde zu einer zweiten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Wie durch den Block 212 gezeigt ist, umfasst das Verfahren optional die Einstellung der Kraft der Sonde an der zweiten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren die Kraft der Sonde auf das Muster einstellen, bevor von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird. Andere Ausführungsbeispiele können die Einstellung der Kraft der Sonde auf dem Muster während der Bewegung der Sonde von der ersten Position zu der zweiten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen umfassen. Das Verfahren nach einem Ausführungsbeispiel umfasst optional die Einstellung einer Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde, wie in dem Block 214 gezeigt ist, unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren die Einstellung der Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde während der Bewegung von einer ersten Position in eine zweite Position auf der Grundlage von Daten, die während der Bewegung der Sonde aufgenommen wurden. Das Verfahren kann auch die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde während der Bewegung von der ersten Position zu der zweiten Position auf der Grundlage von Navigationsdaten einstellen.
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3 zeigt ein Flussdiagramm zur Analyse eines Musters einschließlich der Registrierung einer Sonde nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren umfasst das Registrieren der Sonde an einer Bezugsposition, wie durch den Block 302 gezeigt ist, unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Bezugnehmend auf den Block 304, umfasst das Verfahren das Bewegen der Sonde in eine erste Position auf der Grundlage von Navigationsdaten unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Wie durch den Block 306 gezeigt ist, stellt das Verfahren die Kraft der Sonde an der ersten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich der hier beschriebenen ein. Die Einstellung der Kraft der Sonde kann in Abhängigkeit von der Bewegung der Sonde zu einer Position auf der Grundlage von Navigationsdaten sein. Das Verfahren umfasst auch das Aufnehmen von Musterdaten mit der Sonde an der ersten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen, wie in dem Block 308 gezeigt ist.
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Nach einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren optional die Sonde registrieren, wie in dem Block 310 gezeigt ist, unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Das Verfahren kann die Registrierung der Sonde an der gleichen Bezugsposition umfassen, wie sie vorher verwendet wurde oder an einer neuen Bezugsposition nach der Aufnahme von Daten mit der Sonde an der ersten Position. Bezugnehmend auf den Block 312 umfasst das Verfahren optional die Einstellung der Kraft der Sonde unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Die Kraft der Sonde kann nach der Aufnahme der Musterdaten an der ersten Position eingestellt werden, um die Kraft der Sonde auf das Muster herabzusetzen. Die Kraft der Sonde kann eingestellt werden, während die Sonde sich zu einer anderen Position bewegt. Die Kraft der Sonde kann an einer zweiten Position eingestellt werden, beispielsweise um Daten an der zweiten Position aufzunehmen.
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Unter Bezugnahme auf den Block 314 umfasst das Verfahren nach einem Ausführungsbeispiel das Bewegen der Sonde zu der zweiten Position unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren die Kraft der Probe auf das Muster vor der Bewegung von der ersten Position in die zweite Position einstellen. Ausführungsbeispiele können die Einstellung der Kraft der Probe auf das Muster während der Bewegung von der ersten Position zu der zweiten Position umfassen. Wie durch den Block 316 in 3 gezeigt ist, umfasst das Verfahren nach einem Ausführungsbeispiel optional die Einstellung einer Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde unter Verwendung von Techniken einschließlich den hier beschriebenen. Das Verfahren kann die Einstellung der Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde während der Bewegung von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Grundlage von Daten umfassen, die während der Bewegung der Sonde aufgenommen wurden. Das Verfahren kann auch die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonde während der Bewegung von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Grundlage von Navigationsdaten einstellen.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 402 zur Steuerung einer Sonde nach beschriebenen Ausführungsbeispielen. In einem Ausführungsbeispiel kann das System 402 eine Steuerschaltung umfassen oder mit einer Steuerschaltung gekoppelt sein oder konfiguriert werden, um eines oder mehrere Signale zu erzeugen, die von der Steuerschaltung verwendet werden, um die Bewegung, die Kraft einer Sonde und/oder die Geschwindigkeit der Bewegung einzustellen. Das System 402 nach einem Ausführungsbeispiel umfasst eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten (CPU's) 404, eines oder mehrere Netzwerk- oder andere Kommunikations-Schnittstellen 406, einen Speicher 408 und einen oder mehrere Kommunikationsbusleitungen 410, um diese Komponenten miteinander zu verbinden. Das System 402 kann optional eine Benutzerschnittstelle 426 umfassen, die eine Anzeigeeinrichtung 408 und eine Tastatur 430 umfasst. Das System 402 kann einen Touchscreen 432 zusätzlich zu oder an Stelle von einer Tastatur 430 und einer Anzeigeeinrichtung 428 umfassen. Der Speicher 408 kann ein Hochgeschwindigkeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff sein und kann auch einen nicht-flüchtigen Speicher enthalten, beispielsweise einen oder mehrere magnetische oder optische Speicherscheiben. Der Speicher 408 kann einen Massenspeicher umfassen, der entfernt von den CPU's 404 angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst der Speicher 408 oder alternativ eine oder mehrere Speichereinrichtungen (beispielsweise eine oder mehrere, nicht-flüchtige Speichereinrichtungen) in dem Speicher 204 ein computerlesbares Speichermedium. Der Speicher 408 kann die folgenden Elemente speichern oder eine Untergruppe oder eine übergeordnete Gruppe solcher Elemente speichern: Ein Betriebssystem 412, dass die Prozeduren umfasst, um verschiedene grundlegende Systemdienste zu handhaben und hardware-abhängige Aufgaben durchzuführen; ein Netzwerkkommunikationsmodul (oder Befehle) 414, der verwendet wird, um das System 402 mit einer oder mehreren Schaltungen, beispielsweise einer Steuerschaltung, Komponenten oder Sonden über die eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 406 (verdrahtet oder drahtlos) zu verbinden, beispielsweise einen Kommunikationsport, eine Kommunikationsschaltung, das Internet, andere Weitbereichs-Netzwerke, Lokalbereichs-Netzwerke, Stadtbereichs-Netzwerke usw.; einen Bewegungscontroller 416 zur Steuerung einer Bewegung einer Sonde, einen Kraftcontroller 418 zur Steuerung einer Kraft einer Sonde, einen Geschwindigkeitscontroller 420 zur Steuerung einer Geschwindigkeit einer Bewegung einer Sonde und Navigationsdaten 422.
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5 zeigt ein Beispiel einer variablen Geschwindigkeit und Sondenspitzenkraft während der Überprüfung eines Musters. In 5 besteht das Muster 500 aus einem Substrat 505 und Merkmalen 510, die in dem Substrat 505 verteilt sind. Beispielsweise können die Merkmale 510 Metallinien oder Bias sein, die in dem Siliziumsubtrat 505 eingearbeitet sind. Die Merkmale 510 können vollständig in dem Substrat 505 eingebettet sein, oder sie können teilweise oder vollständig sich oberhalb der Oberfläche des Substrats 505 erstrecken. In diesem Beispiel wird die Sonde über das Muster gescannt, um die Testablesungen von den Merkmalen 510 zu erhalten. Der Scann beginnt mit einer vorgegebenen Scangeschwindigkeit und Spitzenkraft, die so ausgebildet sind, dass das Muster relativ schnell überquert wird, während eine minimale, wenn überhaupt vorhandene, Kraft auf das Muster ausgeübt wird. Wenn die Sonde damit beginnt, das erste Merkmal 510 zu überqueren, wird die Geschwindigkeit der Abtastung reduziert und die Kraft wird erhöht, sodass ein Testsignal mit gutem Signal zu Rausch-Verhältnissen erhalten wird. Das heißt, dass, sobald ein ordentliches Signalniveau detektiert wird, die Abtastgeschwindigkeit der der Sondenspitze verlangsamt wird, bevor sie einen vollständigen Stopp erreicht. Die Kraft der Spitze wird erhöht und die Erfassung von Daten beginnt. Sobald ein ordentliches Sondensignal zu Rauschniveau erreicht ist, stoppt die Datenaufnahme und das Scannen wird mit hoher Geschwindigkeit und mit geringer oder ohne Kontaktkraft fortgesetzt. Insbesondere wird, sobald die Spitze das Merkmale 510 überquert, die Geschwindigkeit erhöht und die Kraft reduziert, bis das nächste Merkmal 510 erreicht ist und das Verfahren sich wiederholt.
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6 zeigt ein Beispiel für die Navigation der Sondenspitze zu einer gewünschten Messposition ohne Bildgebung der gewünschten Stelle. In 6 ist die zu testende Einrichtung 600 aus einem Substrat 605 mit Merkmalen 610 gemacht. Es sei beispielsweise angenommen, dass das eine Merkmal, von dem eine Testablesung erwünscht ist, das Merkmal 610b ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Sondenspitze zu einem vorgefertigten Zielpunkt 610 navigiert unter Verwendung eines zur Verfügung stehenden Abbildungsverfahrens, beispielsweis unter Verwendung von SEM. Sodann wird unter Verwendung der Navigationsdatenbank, beispielsweise NEXS, die relative Lage des gewünschten Merkmals 610b in Bezug auf die Zielposition berechnet, und die Sondenspitze wird „blind”, das heißt ohne Bilderfassung, zu dieser Position bewegt. Mit anderen Worten wird gemäß einem Ausführungsbeispiel die Sondenspitze zu der Position bewegt, sodass es keine Wechselwirkung zwischen Sonde und Muster gibt, die Sonde liegt erhöht oberhalb des Musters, und ein Elektronenstrahl des SEM wird ausgeschaltet. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel, wenn kein Zielpunkt 615 vorgesehen ist, kann die Sondenspitze zu einem zur Verfügung stehenden Merkmal, beispielsweise dem Merkmal 610a, navigiert werden. Sodann wird unter Verwendung der Navigationsdatenbank, beispielsweise NEXS, die relative Lage des gewünschten Merkmals 510b in Bezug auf das angenommene Merkmal 610a berechnet, und die Sondenspitze wird zu dieser Position „blind”, das heißt ohne Bilderfassung, bewegt. Wie in vorgehenden Ausführungsbeispielen wird die Bewegung zu der berechneten Relativposition mit relativ hoher Geschwindigkeit ausgeführt, während die Sondenspitze oberhalb des Musters angehoben ist, das heißt eine minimale oder keine Probenspitzenkraft auf das Muster 600 und eine minimale oder keine Elektronenstrahlbestrahlung auf dem Muster 600. In allen den beschriebenen Fällen können, wenn nach Ankunft an der Relativposition kein Signal erhalten wird, kleine Schritte in verschiedenen Richtungen gemacht werden, um zu versuchen, das gewünschte Merkmal zu erfassen.
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In der vorstehenden Beschreibung wurden spezielle beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen dazu gemacht werden können. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind folglich in einem erläuternden statt einschränkenden Sinne zu betrachten.
