JP5805536B2 - 局所領域ナビゲーション用の高精度ビーム配置 - Google Patents
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Description
・粒子ビームおよび可動試料ステージを使用する試料画像化システムに試料を装填すること、ならびに
・試料表面の局所領域の第1の画像を第1の視野において試料画像化システムを使用して取得することであって、第1の視野は、試料画像化システムの精度を考慮して、着目フィーチャの位置が画像に含まれることを保証する十分な大きさを有し、第1の画像は、着目フィーチャの位置および着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント・フィーチャを含み、第1の画像はさらに、第1の画像の画素サイズが、アライメント・フィーチャに等しいか、または1つまたは複数のアライメント・フィーチャよりも小さくなるような解像度を有し、
・第1の画像の上に、試料表面のフィーチャの理想化された座標を表す座標系オーバレイを重ね合わせること、
・第1の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび座標系オーバレイ内の対応する理想化された要素を使用して、第1の画像と座標系の位置合せを実施すること、
・画像と座標系の位置合せを実施した後に、座標系からの既知の座標を使用して、取得した第1の画像内の着目フィーチャの位置へ試料画像化システムをナビゲートすること、
・第1の画像内にあって、試料表面の容易に識別できる視認可能な固有のフィーチャを含む、1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別すること、
・1つまたは複数の移転フィデューシャルのそれぞれと着目フィーチャの間のオフセットを、第1の画像から、記録すること、
・試料表面の第2の画像を第2の視野において試料画像化システムを使用して取得することであって、第2の視野は、第1の視野よりも小さく、着目フィーチャおよび1つまたは複数の移転フィデューシャルを含み、
・第2の画像内の1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別すること、
・1つまたは複数の移転フィデューシャルのそれぞれと着目フィーチャの間の、第1の画像から記録されたオフセットを使用して、第2の画像内の着目フィーチャの位置へ精密に試料画像化システムをナビゲートすること
を含む方法を提供する。
・追加の画像の上に、試料表面のフィーチャの理想化された座標を表す座標系オーバレイを重ね合わせるステップ、
・追加の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび座標系オーバレイ内の対応する理想化されたフィーチャを使用して、追加の画像と座標系の位置合せを実施するステップ、ならびに
・追加の画像と座標系の位置合せを実施した後に、座標系からの既知の座標を使用して、取得した第1の画像内の着目フィーチャの位置へナビゲートするステップ。
・試料のターゲット領域を粒子ビームを用いて画像化して、第1の画像を得ることであって、ターゲット領域は、着目フィーチャの位置および既知の座標を有する1つまたは複数の追加の視認可能なアライメント・フィーチャを含み、第1の画像は、第1の画像の画素サイズが、任意の1つまたは複数のアライメント・フィーチャのサイズの2倍以下となるのに十分な高度を有し、
・第1の画像の上に座標系の図形表現を重ね合わせることであって、この座標系が、理想化された幾何学的形状を使用して、ターゲット領域内の視認可能なフィーチャの位置を表し、さらに、
・第1の画像内の既知の座標を有する1つまたは複数のアライメント・フィーチャの位置を特定すること、
・重ね合わされた座標系と第1の画像の間のオフセット誤差を決定すること、
・座標系と第1の画像とを整列させること、
・第1の画像内において、複数の移転フィデューシャルの役目を果たす試料の表面の1つまたは複数の固有の視認可能な試料フィーチャの位置を特定すること、
・複数の移転フィデューシャルのそれぞれと着目フィーチャの位置との間の複数のオフセットを、第1の画像から、記録すること、
・着目フィーチャの位置において、第1の画像よりも小さな視野を有する試料の第2の画像を、粒子ビームを用いて取得すること、
・第2の画像内の複数の移転フィデューシャルの位置を特定すること、
・複数の移転フィデューシャルと着目フィーチャの間の、第1の画像において記録された複数のオフセットのそれぞれを使用して、第2の画像内の着目フィーチャの位置を特定すること、
・着目フィーチャの位置を使用して、粒子ビームの配置を制御すること、ならびに
・粒子ビームを使用して試料を処理すること
を含む方法を提供する。
・ターゲット領域の第1の画像を取得すること、
・画像の上に、ターゲット領域内のアライメント点の理想化された座標系を重ねること、
・画像内のアライメント点のうちの着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント点の位置を特定すること、
・理想化された座標系と画像とを整列させること、
・ターゲット領域内にはあるが、着目フィーチャからは離隔した、試料上の1つまたは複数の固有のフィーチャの位置を特定すること、
・第1の画像内の着目フィーチャと1つまたは複数の固有のフィーチャのそれぞれとの間のオフセットを、第1の画像から、記録すること、
・より小さな視野を用いて、着目フィーチャを含む試料の新たな画像を取得すること、および
・第1の画像から記録された複数のオフセットのそれぞれを使用して、新たな画像内の着目フィーチャの位置を特定すること
を含む。
・試料を支持する可動試料ステージと、
・試料を画像化するための粒子ビームを発生させる粒子ビーム・カラムと、
・コンピュータ命令を記憶したコンピュータ可読記憶装置と
を備え、この装置を制御し、この装置に以下のステップを実行させるプログラムを、命令が含む装置を提供する:
(i)試料上のターゲット領域の第1の画像を取得するステップ、
(ii)画像の上に、ターゲット領域内のアライメント点の理想化された座標系を重ねるステップ、
(iii)画像内のアライメント点のうちの着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント点の位置を精密に特定するステップ、
(iv)理想化された座標系と画像とを整列させるステップ、
(v)ターゲット領域内にはあるが、着目フィーチャからは離隔した、試料上の1つまたは複数の固有のフィーチャの位置を特定するステップ、
(vi)第1の画像内の着目フィーチャと1つまたは複数の固有のフィーチャのそれぞれとの間のオフセットを、第1の画像から、記録するステップ、
(vii)より小さな視野を用いて、着目フィーチャを含む、試料の新たな画像を取得するステップ、
(viii)第1の画像から記録されたオフセットのそれぞれを使用して、新たな画像内の着目フィーチャの位置を特定するステップ、および
(ix)新たな画像および着目フィーチャの位置を使用して、試料に対する粒子ビームの配置を制御するステップ。
Claims (35)
- 試料表面の局所領域内の着目フィーチャへ高精度でビームを配置し、ナビゲートする方法であって、
粒子ビームおよび可動試料ステージを使用する試料画像化システムに試料を装填することと、
前記試料表面の局所領域の第1の画像を第1の視野において前記試料画像化システムを使用して取得することであって、前記第1の視野は、前記試料画像化システムの精度を考慮して、着目フィーチャの位置が前記画像に含まれることを保証する十分な大きさを有し、前記第1の画像は、前記着目フィーチャの位置および前記着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント・フィーチャを含み、前記第1の画像はさらに、前記第1の画像の画素サイズが、前記アライメント・フィーチャに等しいか、または前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャよりも小さくなるような解像度を有することと、
前記第1の画像の上に、前記試料表面のフィーチャの理想化された座標を表す座標系オーバレイを重ね合わせることと、
前記第1の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび前記座標系オーバレイ内の対応する理想化された要素を使用して、前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することと、
前記画像と前記座標系の位置合せを実施した後に、前記座標系からの既知の座標を使用して、取得した前記第1の画像内の前記着目フィーチャの位置へ前記試料画像化システムをナビゲートすることと、
前記第1の画像内にあって、前記試料表面の容易に識別できる視認可能な固有のフィーチャを含む、1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別することと、
前記1つまたは複数の移転フィデューシャルのそれぞれと前記着目フィーチャの間のオフセットを、前記第1の画像から、記録することと、
前記試料表面の第2の画像を第2の視野において前記試料画像化システムを使用して取得することであって、前記第2の視野は、前記第1の視野よりも小さく、前記着目フィーチャおよび前記1つまたは複数の移転フィデューシャルを含むことと、
前記第2の画像内の前記1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別することと、
前記1つまたは複数の移転フィデューシャルのそれぞれと前記着目フィーチャの間の、前記第1の画像から記録された前記オフセットを使用して、前記第2の画像内の前記着目フィーチャの位置へ精密に前記試料画像化システムをナビゲートすることと、
を含む方法。 - 前記第1の画像の前記解像度が10〜60nmの範囲の画素サイズを与える、請求項1に記載の方法。
- 半導体表面のフィーチャの位置を表し、視覚的に表示され、前記第1の画像の上に重ね合わされた理想化された幾何学的形状を、前記座標系オーバレイが含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャが、前記第1の画像内にあって、前記座標系オーバレイ内の幾何学的形状に対応する1つまたは複数の視認可能なフィーチャを含み、前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することが、前記第1の画像内の前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャと前記対応する幾何学的形状とが整列するように、前記第1の画像と前記座標系オーバレイとを整合させることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することが、コンピュータ・ポインティング・デバイスを使用して、前記第1の画像内の前記複数のアライメント・フィーチャを指し示すことによって前記アライメント・フィーチャを対話方式で選択し、さらに、前記コンピュータ・ポインティング・デバイスを使用して、前記座標系オーバレイ内の対応する位置を指し示すことを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することが、前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャの位置を特定し、前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャと前記座標オーバレイ内の前記対応するフィーチャとの間のオフセット誤差を決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することが、前記第1の画像内の前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャと前記座標系オーバレイ内の前記対応する要素とを整合させ、前記座標系オーバレイと前記第1の画像とを整列させることを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記座標系オーバレイと前記第1の画像とを整列させることが、前記第1の画像と前記座標系オーバレイとを整合させるために、前記座標系オーバレイを移動させ、回転させ、または引き伸ばし、あるいは前記座標系オーバレイのサイズを変更することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび前記座標系オーバレイ内の対応する理想化されたフィーチャを使用して、前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施した後に、前記着目フィーチャの近くの別のアライメント・フィーチャを含む1つまたは複数の追加の位置を再画像化し、それらの異なる画像が示すオフセット誤差を平均することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像と前記座標系の位置合せを実施することが、コンピュータ・マシン上で実行される自動化されたコンピュータ・スクリプトによって実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像内の1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別することが、前記試料上の前記着目フィーチャの位置に近くに、1つまたは複数の適当な移転フィデューシャルを形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記試料上の前記着目フィーチャの位置に近くに、1つまたは複数の適当な移転フィデューシャルを形成することが、フィデューシャルとして使用するトレンチを前記試料表面にミリングすることを含み、前記トレンチが、前記着目フィーチャの位置を完全に取り囲むフレームを形成する、請求項11に記載の方法。
- 前記第2の画像内の1つまたは複数の移転フィデューシャルを識別することが、前記局所領域内にはあるが、前記着目フィーチャからは離隔した1つまたは複数の所望の移転フィデューシャルを形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の所望の移転フィデューシャルが、イオン・ビーム・スパッタリングまたは表面ステイニング、ガス支援エッチングまたは付着、あるいは電子ビーム誘起ガス支援エッチングまたは付着によって形成される、請求項13に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の所望の移転フィデューシャルを形成した後に、前記局所領域を再画像化して追加の画像を形成すること、および以下のステップを繰り返すことをさらに含む、請求項13に記載の方法:
前記追加の画像の上に、前記試料表面のフィーチャの理想化された座標を表す座標系オーバレイを重ね合わせるステップ、
前記追加の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび前記座標系オーバレイ内の対応する理想化されたフィーチャを使用して、前記追加の画像と前記座標系の位置合せを実施するステップ、ならびに
前記追加の画像と前記座標系の位置合せを実施した後に、前記座標系からの既知の座標を使用して、前記追加の画像内の前記着目フィーチャの位置へ前記試料画像化システムをナビゲートするステップ。 - 前記第1の視野が少なくとも100μm×100μmである、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の視野の長さが、前記第1の視野の長さの10%以下であり、前記第2の視野の幅が、前記第1の視野の幅の10%以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記オフセット誤差が、前記第2の画像を取得する前に粒子ビームを位置決めするために使用される、請求項6に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法を実行するコンピュータ命令を記憶した記憶装置を含む荷電粒子システム。
- 粒子ビーム・システム内において試料上の着目フィーチャの位置を正確に特定する方法であって、
前記試料のターゲット領域を粒子ビームを用いて画像化して、第1の画像を得ることであって、前記ターゲット領域は、着目フィーチャの位置および既知の座標を有する1つまたは複数の追加の視認可能なアライメント・フィーチャを含み、前記第1の画像は、前記第1の画像の画素サイズが、任意の前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャのサイズの2倍以下となるのに十分な高解像度を有することと、
前記第1の画像の上に座標系の図形表現を重ね合わせることであって、前記座標系が、理想化された幾何学的形状を使用して、前記ターゲット領域内の視認可能なフィーチャの位置を表すことと、
前記第1の画像内の既知の座標を有する前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャの位置を特定することと、
重ね合わされた前記座標系と前記第1の画像の間のオフセット誤差を決定することと、
前記座標系と前記第1の画像とを整列させることと、
前記第1の画像内において、複数の移転フィデューシャルの役目を果たす前記試料の表面の1つまたは複数の固有の視認可能な試料フィーチャの位置を特定することと、
前記複数の移転フィデューシャルのそれぞれと前記着目フィーチャの位置との間の複数のオフセットを、前記第1の画像から、記録することと、
前記着目フィーチャの位置において、前記第1の画像よりも小さな視野を有する前記試料の第2の画像を、粒子ビームを用いて取得することと、
前記第2の画像内の前記複数の移転フィデューシャルの位置を特定することと、
前記複数の移転フィデューシャルと前記着目フィーチャの間の、前記第1の画像において記録された前記複数のオフセットのそれぞれを使用して、前記第2の画像内の前記着目フィーチャの位置を特定することと、
前記着目フィーチャの位置を使用して、粒子ビームの配置を制御すること、ならびに 記粒子ビームを使用して前記試料を処理することと、
を含む方法。 - 前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャが、前記第1の画像内にあって、前記重ね合わされた座標系内の幾何学的形状に対応する1つまたは複数の視認可能なフィーチャを含み、前記座標系と前記第1の画像とを整列させることが、前記第1の画像内の前記1つまたは複数のアライメント・フィーチャと前記対応する幾何学的形状とが整列するように、前記第1の画像と前記重ね合わされた座標系とを整合させることを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記座標系と前記第1の画像とを整列させることが、前記第1の画像と前記重ね合わされた座標系とを整合させるために、前記重ね合わされた座標系を移動させ、回転させ、または引き伸ばし、あるいは前記重ね合わされた座標系のサイズを変更することを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第1の画像内の複数のアライメント・フィーチャおよび前記重ね合わされた座標系内の対応する理想化されたフィーチャを使用して、前記座標系と前記第1の画像とを整列させた後に、前記着目フィーチャの近くの別のアライメント・フィーチャを含む1つまたは複数の追加の位置を再画像化し、それらの追加の画像が示すオフセット誤差を平均することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 重ね合わされた前記座標系と前記第1の画像の間のオフセット誤差を決定すること、および前記座標系と前記第1の画像とを整列させることが、コンピュータ・マシン上で実行される自動化されたコンピュータ・スクリプトによって実行される、請求項20に記載の方法。
- 前記移転フィデューシャルと前記着目フィーチャの間の記録された前記複数のオフセットのそれぞれを使用して、前記第2の画像内の前記着目フィーチャの位置を特定すること、および前記着目フィーチャの位置を使用して、粒子ビームの配置を制御することが、コンピュータ・マシン上で実行される自動化されたコンピュータ・スクリプトによって実行される、請求項20に記載の方法。
- 前記第1の画像内において、移転フィデューシャルの役目を果たす前記試料の表面の1つまたは複数の固有の視認可能な試料フィーチャの位置を特定することが、前記試料上の前記着目フィーチャの位置に近くに、1つまたは複数の適当な移転フィデューシャルを形成することを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記試料上の前記着目フィーチャの位置に近くに、1つまたは複数の適当な移転フィデューシャルを形成することが、フィデューシャルとして使用するトレンチを前記試料表面にミリングすることを含み、前記トレンチが、前記着目フィーチャの位置を完全に取り囲むフレームを形成する、請求項26に記載の方法。
- 前記第1の画像が、少なくとも100μm×100μmの視野を有する、請求項20に記載の方法。
- 前記第2の画像が、前記第1の画像の視野のサイズの10%以下の視野を有する、請求項28に記載の方法。
- 請求項20に記載の方法を実行するコンピュータ命令を記憶した記憶装置を含む荷電粒子システム。
- ステージの移動に依存せずに試料をナビゲートする方法であって、前記試料が、着目フィーチャと1つまたは複数のアライメント点とを含むターゲット領域を有し、前記方法が、
前記ターゲット領域の第1の画像を取得することと、
前記画像の上に、前記ターゲット領域内のアライメント点の理想化された座標系を重ねることと、
前記画像内の前記アライメント点のうちの前記着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント点の位置を特定することと、
前記理想化された座標系と前記画像とを整列させることと、
前記ターゲット領域内にはあるが、前記着目フィーチャからは離隔した、前記試料上の1つまたは複数の固有のフィーチャの位置を特定することと、
前記第1の画像内の前記着目フィーチャと前記1つまたは複数の固有のフィーチャのそれぞれとの間のオフセットを、前記第1の画像から、記録することと、
より小さな視野を用いて、前記着目フィーチャを含む前記試料の新たな画像を取得すること、および
前記第1の画像から記録された複数の前記オフセットのそれぞれを使用して、前記新たな画像内の前記着目フィーチャの位置を特定することと、
を含む方法。 - 前記ターゲット領域の第1の画像を取得すること、前記画像の上に、前記ターゲット領域内のアライメント点の理想化された座標系を重ねること、前記画像内の前記アライメント点のうちの前記着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント点の位置を特定すること、前記理想化された座標系と前記画像とを整列させること、前記ターゲット領域内にはあるが、前記着目フィーチャからは離隔した、前記試料上の1つまたは複数の固有のフィーチャの位置を特定すること、前記第1の画像内の前記着目フィーチャと前記1つまたは複数の固有のフィーチャのそれぞれとの間のオフセットを記録すること、より小さな視野を用いて、前記着目フィーチャを含む前記試料の新たな画像を取得すること、および前記新たな画像内の前記着目フィーチャの位置を特定することが、コンピュータ・マシン上で実行される自動化されたコンピュータ・スクリプトによって実行され、前記コンピュータ・マシンが、粒子ビーム・システムに動作可能に接続されている、請求項31に記載の方法。
- 試料上の着目フィーチャの位置を正確に特定する装置であって、
前記試料を支持する可動試料ステージと、
前記試料を画像化するための粒子ビームを発生させる粒子ビーム・カラムと、
コンピュータ命令を記憶したコンピュータ可読記憶装置と
を備え、前記装置を制御し、前記装置に以下のステップを実行させるプログラムを、前記命令が含む装置:
(i)前記試料上のターゲット領域の第1の画像を取得するステップ、
(ii)前記画像の上に、前記ターゲット領域内のアライメント点の理想化された座標系を重ねるステップ、
(iii)前記画像内の前記アライメント点のうちの前記着目フィーチャの近くの1つまたは複数のアライメント点の位置を精密に特定するステップ、
(iv)前記理想化された座標系と前記画像とを整列させるステップ、
(v)前記ターゲット領域内にはあるが、前記着目フィーチャからは離隔した、前記試料上の1つまたは複数の固有のフィーチャの位置を特定するステップ、
(vi)前記第1の画像内の前記着目フィーチャと前記1つまたは複数の固有のフィーチャのそれぞれとの間のオフセットを、前記第1の画像から、記録するステップ、
(vii)より小さな視野を用いて、前記着目フィーチャを含む、前記試料の新たな画像を取得するステップ、
(viii)前記第1の画像から記録された複数の前記オフセットのそれぞれを使用して、前記新たな画像内の前記着目フィーチャの位置を特定するステップ、および
(ix)前記新たな画像および前記着目フィーチャの位置を使用して、前記試料に対する粒子ビームの配置を制御するステップ。 - 前記可動試料ステージの位置誤差が±500nm以上であり、±100nm以下の位置誤差で前記粒子ビームを前記試料に対して位置決めすることができる、請求項33に記載の装置。
- ±30nm以下の位置誤差で前記粒子ビームを前記試料に対して位置決めすることができる、請求項33に記載の装置。
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