TW201721224A - 用於多波束掃描式電子顯微系統之聚焦調整之方法及系統 - Google Patents

用於多波束掃描式電子顯微系統之聚焦調整之方法及系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種掃描式電子顯微系統。該系統包含一多波束掃描式電子顯微(SEM)子系統。該SEM子系統包含：一多波束電子源，其經組態以形成複數個電子束；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其將該等電子束引導至該樣品之一部分上；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之多個影像。該系統包含一控制器，該控制器經組態以：自該偵測器總成接收該等影像；藉由分析影像之一或多個影像品質參數而識別該等影像之一最佳聚焦影像；及基於對應於該經識別之最佳聚焦影像之一電子束之一聚焦來引導該多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦。

Description

用於多波束掃描式電子顯微系統之聚焦調整之方法及系統
本發明大體上係關於掃描式電子顯微術且特定言之，本發明係關於一多波束電子顯微系統中之聚焦調整。
製造諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置通常包含使用大量半導體製程處理諸如一半導體晶圓之一基板以形成半導體裝置之各種特徵及多個層級。隨著半導體裝置大小變得愈來愈小，開發增強之檢測及檢視裝置及程序變得至關重要。一個此檢測技術包含基於電子束之檢測系統，諸如掃描式電子顯微術(SEM)。在一單波束SEM中，執行聚焦調整涉及在不同焦點設定下獲取多個影像，且接著選取最佳影像(或內插於影像之間以尋找最佳聚焦)。時常亦調整像散校正，此可進一步增加所需影像之數目。擷取影像之時間可相對長的，此降低檢測工具之可用性。提供一種解決單波束SEM方法中觀察到的缺點之多波束SEM系統及方法將係有利的。
根據本發明之一或多項實施例揭示一種具有聚焦調整能力之多波束掃描式電子顯微設備。在一項實施例中，該系統包含一多波束掃描式電子顯微子系統，該多波束掃描式電子顯微子系統包括：一多波束電子源，其經組態以形成複數個電子束；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，系統100包含一控制器，該控制器包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器。在另一實施例中，該組程式指令經組態以引起該一或多個處理器：自該偵測器總成接收該複數個影像；藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之一或多個影像品質參數而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像或一最佳像散影像之至少一者；及基於對應於該經識別之最佳聚焦影像或該經識別之最佳像散影像之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導該多波束源以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。 在另一實施例中，該控制器引導該多透鏡陣列總成以跨該樣品之一影像場建立一聚焦梯度，其中該多透鏡陣列之兩個或兩個以上透鏡將該複數個電子束之兩個或兩個以上電子束聚焦至不同焦點。 在另一實施例中，該控制器引導該多透鏡陣列總成以跨該樣品之一影像場建立一像散梯度，其中該多透鏡陣列之兩個或兩個以上透鏡聚焦該複數個電子束之兩個或兩個以上電子束以便顯示不同量之像散。 根據本發明之一或多項實施例揭示一種具有聚焦調整能力之多波束掃描式電子顯微設備。在一項實施例中，該系統包含一多波束掃描式電子顯微子系統，該多波束掃描式電子顯微子系統包括：複數個多波束電子源，其等經組態以形成複數個電子束；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，該系統包含一控制器，該控制器包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器：自該偵測器總成接收該複數個影像；藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之一或多個影像品質參數而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像或一最佳像散影像之至少一者；及基於對應於該經識別之最佳聚焦影像或該經識別之最佳像散影像之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導一或多個電子光學元件以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。 根據本發明之一或多項實施例揭示一種具有聚焦調整能力之多波束掃描式電子顯微設備。在一項實施例中，該系統包含一多波束掃描式電子顯微子系統，該多波束掃描式電子顯微子系統包括：一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之聚焦；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，該系統包含一控制器，該控制器包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器：引導該多透鏡陣列總成以在對應於該一或多個透鏡之一或多個影像之擷取期間掃掠一或多個透鏡之聚焦或像散之至少一者；自該偵測器總成接收該一或多個影像；藉由跨該一或多個影像分析一或多個影像品質參數而識別在該一或多個影像中顯示最佳聚焦或最佳像散之至少一者之一點；及基於在該一或多個影像中顯示該經識別之最佳聚焦或該經識別之最佳像散之至少一者之該點處之聚焦或像散之至少一者來引導該多透鏡陣列以調整一或多個電子束之聚焦或該一或多個電子束之像散之至少一者。 根據本發明之一或多項實施例揭示一種用於量測且補償漂移之多波束掃描式電子顯微設備。在一項實施例中，該系統包含一多波束掃描式電子顯微子系統，該多波束掃描式電子顯微子系統包括：一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之聚焦；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，一控制器包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器：引導該多波束掃描式電子顯微子系統以在一欠焦條件中擷取一第一影像且在一過焦條件中擷取一額外影像；自該偵測器總成接收在該欠焦條件中擷取之該第一影像及在該過焦條件中擷取之該額外影像；藉由比較該第一影像及該額外影像與在當前聚焦下擷取之一當前影像而識別該當前影像中之聚焦漂移；及引導該多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦以補償該經識別之聚焦漂移。 根據本發明之一或多項實施例揭示一種用於聚焦調整之多波束掃描式電子顯微設備。在一項實施例中，該系統包含執行複數個電子束之一線掃描之一多波束顯微子系統，該多波束顯微子系統包括：一多波束電子源，其經組態以形成該複數個電子束；一樣品載物台，其經組態以固定一樣品；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，該系統包含一控制器，該控制器包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器：自該偵測器總成接收複數個線掃描；藉由分析該複數個線掃描之至少一些該等線掃描之一或多個線掃描參數而識別該複數個線掃描之一最佳聚焦線掃描或一最佳像散線掃描之至少一者；及基於對應於該經識別之最佳聚焦線掃描或該經識別之最佳像散線掃描之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導該多透鏡源以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。
相關申請案之交叉參考 本申請案根據35 USC § 119(e)規定主張2015年9月23日申請之以Mark McCord、Rainer Knippelmeyer、Douglas Masnaghetti、Richard Simmons及Scott Young為發明者之標題為TECHNIQUES FOR RAPID FOCUS ADJUSTMENT IN A MULTIPLE-BEAM IMAGING SYSTEM之美國臨時申請案第62/222,325號之權利且構成該案之一正規(非臨時)專利申請案，該案之全文以引用的方式併入本文中。 現在將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示之標的物。大體上參考圖1至12，根據本發明描述一種用於一多波束掃描式電子顯微(SEM)成像系統中之快速聚焦調整之系統及方法。 本發明之實施例係關於提供用於快速聚焦一多波束SEM系統之自動化方法。在一多波束SEM系統中，可同時擷取大量(例如，2至200個)子影像，該等子影像一起形成一較大連續影像。在本發明之一些實施例中，擷取具有不同聚焦及/或像散特性之多個子影像。基於此等影像，本發明之實施例識別用於達成使用本發明之多波束SEM系統擷取之影像中之最佳聚焦及/或最小量之像散之光學設定。 圖1A繪示根據本發明之一或多項實施例之用於執行多波束SEM成像之一系統100。在一項實施例中，系統100包含一多波束掃描式電子顯微(SEM)子系統101及一控制器110。多波束SEM子系統101可包含此項技術中已知之任何多波束SEM子系統或多波束SEM工具。舉例而言，多波束SEM子系統101可包含(但不限於)一多波束電子束源103、一電子光學總成104、一樣品載物台106及一偵測器總成108。在另一實施例中，控制器110通信耦合至多波束SEM子系統101。舉例而言，控制器110可耦合至SEM子系統101之偵測器總成108之輸出。 在一項實施例中，多波束電子源包含一電子槍102及經組態以將一初始照明波束分離成多個電子束105之一多透鏡陣列總成109。舉例而言，電子槍102可包含(但不限於)一場發射槍(陰極)。藉由另一實例，如圖1中展示，多透鏡陣列總成109包含一陣列板113中之一組透鏡111 (或「小透鏡」)。在此方面，該組透鏡111用於將初始照明電子束分離成多個波束105 (或「小波束」)。 在另一實施例中，多波束陣列總成109係可調整的。舉例而言，多波束陣列總成109經組態以個別調整及/或控制透鏡陣列總成109之一或多個透鏡111之聚焦及/或像散。在此實施例中，陣列總成109之透鏡組之個別透鏡111可獨立聚焦各波束。 在另一實施例中，偵測器總成108同時擷取多個影像(或「子影像」)。在此方面，各電子束105引起一對應電子信號(例如，二次電子信號或反向散射電子信號)形成一組信號束117。接著，信號束117在偵測器總成108處形成一組對應影像或子影像。接著，將由偵測器總成108擷取之影像傳輸至控制器110以用於聚焦及/或像散分析。舉例而言，在其中SEM子系統101包含N個同時操作之波束(例如，2至200個波束)，其中由偵測器總成108同時擷取N個對應影像之情況中，可分析N個影像以分析N個影像之一或多者之聚焦及/或像散。 控制器110可以任何適合方式(例如，藉由由圖1中展示之線指示之一或多個傳輸媒體)耦合至偵測器總成108之輸出，使得控制器110可接收由偵測器總成108擷取之輸出。在一項實施例中，控制器110包含一或多個處理器116及一記憶體媒體118 (或記憶體)。一或多個處理器116經組態以執行維持於記憶體媒體118中之一組程式指令，該組程式指令引起一或多個處理器實行貫穿本發明描述之各種步驟之一或多者。 在一項實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器利用來自由偵測器總成108擷取之兩個或兩個以上影像之資訊以識別SEM子系統101之最佳聚焦。在一項實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器自偵測器總成108接收多個SEM影像。應注意，影像組(例如，影像1至影像N)之兩個或兩個以上影像具有一不同聚焦條件。因此，具有不同聚焦條件(例如，聚焦、過焦或欠焦)之影像將顯示一不同位準之影像清晰度。在另一實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器藉由分析自偵測器總成108接收之至少一些影像(例如，全部影像或影像之一子集)之一或多個影像品質參數而識別影像組之一最佳聚焦影像。舉例而言，一或多個處理器可藉由針對由控制器110接收之影像1至影像N之各者判定影像清晰度而識別影像1至影像N之一最佳聚焦影像。接著，一或多個處理器116可將顯示最佳影像清晰度之(若干)影像識別為具有所謂「最佳聚焦」之影像。應注意，本發明之各項實施例可使用此項技術中已知之用於判定影像清晰度之任何影像分析技術。在另一實施例中，一旦識別一最佳聚焦影像，控制器110便可調整多透鏡陣列113之一或多個透鏡111以便匹配用於形成最佳聚焦影像之(若干)透鏡之聚焦設定。 應注意，雖然本發明專注於使用一電子槍及多透鏡陣列產生多個電子束之一SEM子系統101，但不應將此組態解譯為對本發明之範疇之一限制。本文中應認知，多波束子系統101可以此項技術中已知之任何方式產生多個電子束。 舉例而言，如圖1B中展示，多波束源103可包含一組個別電子源102a至102d (例如，電子槍組)以形成一電子源陣列。此外，雖然未展示，但系統100之各通道可包含一汲取電極(extraction electrode)及一透鏡電極以形成多個波束105之各者。另外，電子光學總成104之一或多個電子光學元件可用於調整/控制一或多個電子束105之聚焦。舉例而言，電子光學總成104之一聚光透鏡124可用於回應於控制器110而調整/控制一或多個電子束105之聚焦。為了簡潔起見，本發明之其餘部分專注於使用圖1A之多透鏡源產生多個電子束，但是，應注意，貫穿本發明描述之任何實施例可擴展至圖1B之多波束源及其之變動。 圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之使用多波束SEM子系統101同時擷取之一系列影像202a至202d之一概念視圖。如圖2中展示，聚焦跨同時擷取之影像202a、202b、202c及202d變動。在圖2中描繪之實例中，影像202b顯示最佳影像清晰度及因此最佳聚焦。在控制器將影像202b識別為最佳聚焦影像之後，控制器110可接著調整多波束透鏡陣列113之透鏡111之聚焦設定以便匹配用於形成影像202b之透鏡之聚焦設定。應注意，聚焦變動可自然或有意地賦予至場及因此影像，如本文中進一步更詳細論述。 應注意，在一些例項中，由偵測器總成108擷取之一或多個影像缺少用以分析特定影像中之影像清晰度之足夠結構特徵。在一項實施例中，在識別來自偵測器總成108之影像組之最佳聚焦之前，控制器110可忽略缺少用於判定一或多個影像之聚焦之足夠結構特徵之一或多個影像。在此等情況中，出於識別最佳聚焦影像之目的，可捨棄或忽略含有針對適當影像清晰度分析之不足結構特徵之影像。 在一項實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器忽略或捨棄由偵測器總成108擷取之一或多個影像。圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之使用多波束SEM子系統101同時擷取之一系列影像組302a至302d之一概念視圖。應注意，影像302c描繪缺少用以分析影像之影像清晰度/聚焦品質之足夠結構細節之樣品107之一部分。在一項實施例中，控制器110可捨棄或忽略缺少針對影像清晰度/聚焦品質之足夠結構細節之影像。在此方面，控制器110可在無係空白或含有不足結構特徵之影像(諸如影像302c)之情況下實行上文中描述之最佳聚焦判定。 應注意，使一單波束SEM聚焦通常需要移動至特定聚焦目標，此係因為一單一影像可能不含用以容許可靠聚焦之充足特徵。然而，在本發明之多波束SEM系統100中，控制器101可忽略係空白或缺少足夠影像特徵之子影像。應進一步注意，歸因於大量子影像，因此全部或甚至大多數子影像不太可能會缺少用於聚焦之一些特徵。因此，在許多情況中，單獨的聚焦目標將變得不必要。 應注意，雖然上文中描述之實施例已專注於用於多波束SEM子系統101之最佳聚焦條件之識別，但不應將此解譯為對本發明之範疇之一限制。舉例而言，本發明之各項實施例可應用類似技術以判定透鏡組態以達成最小像散。 本文中應注意，可透過任何適合機制跨使用偵測器總成108擷取之子影像組建立聚焦及/或像散變動。 在一項實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器利用自然發生之聚焦及/或像散變動以判定SEM子系統101之最佳聚焦。在一些實施例中，可藉由自然發生之聚焦變動跨樣品107 (及因此由偵測器108擷取之影像)建立聚焦變動。舉例而言，可由場曲率像差引起自然發生之聚焦變動。舉例而言，場曲率像差可賦予由偵測器總成108擷取之子影像當中之聚焦變動。在此實例中，控制器110可分析子影像(影像1至影像N)以便識別具有最佳聚焦之影像及因此導致最佳聚焦之聚焦條件而不有意引入一聚焦梯度。 應注意，此等影像變動將需足夠小以便不顯著劣化SEM系統100之效能。在一給定影像場中，應進一步注意，場曲率通常導致外部子影像過焦而中心子影像欠焦。在此情況中，在一些實施例中，可藉由選擇在針對內部子影像之最佳聚焦與針對外部子影像之最佳聚焦之間之一聚焦而獲得最佳總體聚焦。此技術具有能夠在實際使用者影像上執行而不一定需要分離以特別用於識別最佳聚焦之額外優點。 應進一步注意，系統100可利用自然發生之像散。舉例而言，自然發生之像散變動可由偏軸像散像差引起。舉例而言，偏軸像散像差可賦予由偵測器總成108擷取之子影像當中之像散變動。在此實例中，控制器110可分析子影像(影像1至影像N)以便識別具有最小量之像散之影像及因此導致最小量之像散之透鏡條件。 應注意，為了本發明之目的，將術語「自然發生之聚焦變動」解譯為意謂在無由系統100或一使用者引起之聚焦之有意變動之情況下發生之聚焦之變動。類似地，將術語「自然發生之聚焦變動」解譯為意謂在無由系統100或一使用者引起之像散之有意變動之情況下發生之像散之變動。 再次參考圖1A，在另一實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器利用有意發生之聚焦及/或像散變動以判定SEM子系統101之最佳聚焦。 在一項實施例中，多透鏡陣列總成109可引入跨樣品107之影像場之一聚焦及/或像散梯度。在此方面，控制器110可引導多透鏡陣列總成以跨樣品107之一影像場建立一聚焦及/或像散梯度。 在另一實施例中，在跨樣品之影像場建立一聚焦及/或像散梯度之後，可同時擷取大量子影像(例如，10至200個子影像)，藉此由偵測器總成108依不同焦點及/或不同像散擷取各(或至少一些)子影像。繼而，可由控制器110針對影像清晰度(或其他聚焦指示項)分析各經擷取子影像以尋找最佳聚焦設定及/或最佳像散設定。 在另一實施例中，一旦識別一最佳聚焦及/或像散設定，控制器110便可引導多透鏡陣列總成109以基於對應於經識別之最佳聚焦影像之一電子束之聚焦來調整一或多個電子束105之一聚焦及/或像散。 圖4A至圖4D繪示根據本發明之一或多項實施例之用於引發跨樣品107之影像場之一聚焦梯度之各種組態。圖4A描繪一標稱組態400，藉此多透鏡陣列總成109不將一聚焦及/或像散梯度賦予至電子束105。 在一項實施例中，如圖4B之視圖410中展示，多透鏡總成109可藉由在一或多個方向上使電壓跨多透鏡總成109之透鏡組111變動而使聚焦跨一影像場變動。應注意，藉由使各種透鏡111之電壓跨多透鏡總成109變動，各透鏡之強度可以一對應方式變動。在此方面，可跨多透鏡總成109建立一聚焦梯度，如圖4B中展示。 在另一實施例中，如圖4C之視圖420中展示，多透鏡總成109可藉由使透鏡111之板中之間隙跨多透鏡陣列109機械變動而使聚焦跨一影像場變動。應注意，藉由使各種透鏡111中之板間隙跨多透鏡總成109變動，各透鏡之強度可以一對應方式變動。在此方面，可跨多透鏡總成109建立一聚焦梯度，如圖4C中展示。 在另一實施例中，如圖4D之視圖430中展示，多透鏡總成109可藉由機械地使多透鏡陣列109傾斜而使聚焦跨一影像場變動。應注意，藉由使多透鏡總成109之傾斜度變動，各波束105之聚焦可以一對應方式變動。在此方面，可跨多透鏡總成109建立一聚焦梯度，如圖4D中展示。 在一項實施例中，電壓、透鏡間隙及傾斜度之改變係暫時性的。在此方面，可暫時賦予改變以使偵測器總成108在不同聚焦下擷取多個SEM影像且將影像結果傳輸至控制器110。接著，一旦控制器110已識別最佳聚焦條件，控制器110便可引導多透鏡總成109以調整全部或至少一些透鏡以匹配最佳聚焦影像之聚焦設定。 雖然為了簡潔起見已在圖4B至圖4D中僅在一個維度上展示所賦予之聚焦變動，但應注意，此一組態並非對本發明之範疇之一限制。舉例而言，聚焦可依據兩個維度上之透鏡位置(例如，X位置及Y位置)而變動。 應進一步注意，雖然已在使聚焦跨多透鏡總成109變動之背景內容中描述圖4A至圖4D，但本文中應認知，系統100可跨影像場建立一像散梯度，使得各子影像具有稍微不同量之像散。 再次參考圖1A，在另一實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器利用跨一單一影像之聚焦及/或像散掃掠以判定SEM子系統101之最佳聚焦。在一項實施例中，聚焦及/或像散可在一單一影像圖框之擷取期間變動，且使用影像圖框中具有最佳聚焦之點以判定最佳聚焦設定。 在此方面，可在時間上引發變動，而非在空間上引發跨一影像場之一聚焦(或像散)梯度。舉例而言，當在擷取一或多個影像時，多透鏡總成109可在一或多個影像之擷取期間掃掠聚焦(例如，自欠焦掃掠至過焦)及/或像散。接著，控制器110可分析在一或多個影像中特徵最清晰之點。基於此分析，可判定最佳聚焦設定。應注意，此一方法較可能在一多波束SEM中成功，此係因為更大量之影像將提供更多影像資訊且較不可能具有其中無影像資訊可用之間隙。圖5描繪由偵測器總成108擷取之(一組影像之)一單一影像之一概念視圖，該單一影像係在自一欠焦條件掃掠聚焦至一過焦條件時擷取。舉例而言，影像特徵502a係在一欠焦條件中經擷取，而影像特徵502c係在一過焦條件中經擷取。影像特徵502b係在對應於最佳可用聚焦之一中間聚焦條件中擷取。本文中應注意，在此實施例中判定最佳聚焦之準確度隨著較高數目個可解析結構特徵而改良。 再次參考圖1A，在另一實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器追蹤一最佳聚焦條件之一漂移。在一項實施例中，多透鏡總成109及偵測器總成108可在一稍微欠焦條件下與一稍微過焦條件交替地週期性擷取影像。接著，控制器110可分析影像以追蹤最佳聚焦條件中之一緩慢漂移。 在其中在一相對平坦樣品上擷取許多影像之一檢視或檢測應用中，可能無需聚焦每一影像。在一些實施例中，聚焦可隨著時間而特徵化為僅需週期性校正之一緩慢漂移(例如，歸因於充電、熱漂移、樣品傾斜及類似者之漂移)。在此情況中，SEM子系統101可週期性擷取過焦之一第一影像(或若干影像)，交替地週期性擷取欠焦之一第二影像(或若干影像)。藉由比較欠焦影像與過焦影像，控制器110可判定聚焦是否漂移及漂移之方向及漂移量，且做出適當校正。圖6繪示在一欠焦條件600、一最佳聚焦條件602及一過焦條件604中擷取之一組影像特徵。應注意，藉由比較當前聚焦影像602 (假定最初在一最佳聚焦下)與週期性擷取之欠焦影像600及過焦影像604，控制器110可判定當前聚焦是否漂移及漂移至一欠焦條件還是一過焦條件。繼而，在控制器110識別聚焦漂移之情況中，控制器110可引導多透鏡總成109以調整一或多個波束105之聚焦以補償經識別之漂移。 再次參考圖1A，在另一實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器平均化一或多個影像以識別最佳聚焦及/或設定以最小化像散。 在一項實施例中，控制器110可利用來自多個子影像或重複子影像之資訊以容許聚焦於另外對於習知聚焦演算法而言雜訊過高之影像上。在一項實施例中，控制器110可利用來自多個子影像或重複子影像之資訊以容許聚焦於具有比用於良好聚焦正常所需之像素更少之像素之影像上。 應注意，在多波束SEM子系統101之情況中，可以遠高於一單波束SEM之圖框速率之一圖框速率擷取聚焦影像組。在一些情況中，此可導致更難以聚焦之更高雜訊之影像。然而，藉由跨全部子影像(或子影像之一子集)平均化聚焦結果，仍可獲得一準確結果。在另一實施例中，可使用較少數目個像素(每一子影像)擷取影像圖框。在此情況中，多波束SEM子系統101之多個通道之使用提供用於準確聚焦判定之充足像素及影像資料。 在一項實施例中，SEM子系統101可針對由主波束105及信號束117界定之各通道擷取兩個或兩個以上「重複」影像。此外，控制器110可針對SEM子系統101之各通道組合(例如，平均化)多個重複影像以針對SEM子系統101之多個通道之各者形成一聚合影像。舉例而言，取代獲取耗費1秒來擷取之一個緩慢影像，擷取且平均化持續時間各為一秒之1/10之10個快速影像以形成一單一高品質影像。基於此平均化影像，可進行一聚焦判定。 雖然本發明多數內容已專注於結合多個波束105使用多個影像之多波束SEM子系統101之聚焦調整，但不應將此解譯為對本發明之範疇之一限制。實情係，本文中預期可擴展系統100以依各種方式達成一多波束子系統101中之快速聚焦調整。 在一項實施例中，系統100可使用一或多個線掃描對多波束SEM子系統101之多個波束105實行聚焦調整。本文中應注意，本文中先前關於基於影像之聚焦描述之各項實施例及組件可擴展至與基於線掃描之聚焦有關之本發明之任何實施例。 在一項實施例中，多波束SEM子系統101可引起兩個或兩個以上電子束105依一選定圖案掃描遍及樣品。接著，偵測器總成108可自各對應信號束117擷取線掃描資訊。基於由偵測器總成108量測之信號束117，控制器110可判定最佳聚焦條件(利用本文中先前描述之任何機制)。 可透過任何適合程序尋找用於分析線掃描之聚焦品質之一或多個聚焦目標。在一項實施例中，使用來自與樣品107相關聯之一CAD資料庫之資訊定位一或多個聚焦目標。在另一實施例中，使用與配方設置期間之載物台位置相關聯之先前資訊定位一或多個聚焦目標。在另一實施例中，使用自一額外工具或系統(例如，額外檢測工具)接收之先前相關聯資訊定位一或多個聚焦目標。 在另一實施例中，可在無先前資訊的情況下識別一或多個聚焦目標。在一項實施例中，可使電子束105以一選定圖案掃描以努力定位一或多個聚焦目標。舉例而言，可使電子束105以諸如(但不限於)一組線(例如，平行線、交叉線等)之一幾何圖案掃描。藉由另一實例，可使電子束105以一隨機圖案掃描。應注意，樣品107之一些拓樸特徵(用作聚焦目標)將最可能在波束掃描遍及樣品時由一或多個波束105識別。 在一項實施例中，線掃描之放置可經選擇以跨越樣品107之一或多個特徵。在此方面，兩個或兩個以上波束105可與一或多個特徵之至少一邊緣相交。舉例而言，系統100可自樣品107之一或多個預選擇聚焦目標擷取線掃描資訊。舉例而言，一或多個預選擇聚焦目標可係類似特徵及/或具有類似邊緣斜率。在此方面，兩個或兩個以上波束105可使線掃描遍及一或多個預選擇聚焦目標或至少跨一或多個預選擇聚焦目標之一個邊緣掃描。接著，偵測器總成108可接收對應信號束且控制器110可針對兩個或兩個以上波束之各者量測預選擇聚焦目標之邊緣資訊。繼而，基於線掃描資訊，控制器110可判定最佳聚焦條件。 應注意，藉由在使對應波束105跨一特徵(或若干類似特徵)之邊緣掃描時分析多個線掃描之清晰度，控制器110可藉由在線掃描信號跨特徵邊緣轉變時分析線掃描信號之清晰度或陡度來分析波束之相對聚焦。舉例而言，一離焦波束可導致展示跨一特徵之邊緣之一模糊轉變之一線掃描，藉此一聚焦波束展示跨特徵之邊緣之一清晰界定之轉變。此外，當跨相同(或類似特徵)掃描時，一聚焦波束之信號斜率(依據位置)將大於一離焦波束之一信號斜率。因而，控制器110可藉由分析由偵測器總成108跨樣品107之一或多個特徵量測之信號斜率而識別兩個或兩個以上線掃描之最佳聚焦條件。 圖7描繪跨樣品107之一特徵702之一邊緣703之欠焦、聚焦或過焦線掃描組。此處，特徵702充當一聚焦目標。如描繪，欠焦波束706a及過焦波束706c解析特徵702之邊緣703的能力將比聚焦波束706b小。因此，與聚焦波束706b相關聯之信號之斜率將大於(即，自樣品表面至特徵之頂部之更陡改變)欠焦波束706a或過焦波束706c之斜率。基於此分析，控制器110可接著識別具有較大斜率之波束為具有最佳聚焦之波束。 在另一實施例中，相同或類似特徵之兩個或兩個以上線掃描可在由控制器110分析之前對準且接著平均化以減少雜訊。此一對準及平均化方案可提供較快聚焦資料擷取且增加系統100之總體掃描速度。 在另一實施例中，可掃掠用於執行一線掃描之一或多個電子束之聚焦。在此方面，本文中先前描述之聚焦掃掠方法可應用至一線掃描背景內容。在另一實施例中，上文中描述之線掃描聚焦掃掠方法可使用不同電子束105應用於單元間影像。 再次參考圖1A，本文中應注意，多波束SEM子系統101之樣品載物台106可包含適合於固定樣品107之此項技術中已知之任何樣品載物台。樣品107可包含適合於使用電子束顯微術檢測/檢視之任何樣品，諸如(但不限於)一基板。基板可包含(但不限於)矽晶圓。在另一實施例中，樣品載物台106係一可致動載物台。舉例而言，樣品載物台106可包含(但不限於)適合於沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)選擇性平移樣品107之一或多個平移載物台。藉由另一實例，樣品載物台106可包含(但不限於)適合於沿著一旋轉方向選擇性旋轉樣品107之一或多個旋轉載物台。藉由另一實例，樣品載物台106可包含(但不限於)適合於沿著一線性方向選擇性平移樣品及/或沿著一旋轉方向旋轉樣品107之一旋轉載物台及一平移載物台。本文中應注意，系統100可在此項技術中已知之任何掃描模式中操作。 多波束SEM子系統101之偵測器總成108可包含適合於偵測來自樣品107之表面之多個電子信號之此項技術中已知之任何偵測器總成。在一項實施例中，偵測器總成108包含一電子偵測器陣列。在此方面，偵測器總成108可包含一電子偵測部分陣列。此外，偵測器總成108之偵測器陣列之各電子偵測部分可經定位以便偵測來自與一個入射電子束105相關聯之樣品107之一電子信號。在此方面，偵測器總成108之各通道對應於多個電子束105之一特定電子束。 應注意，偵測器總成108可係(但不限於)一二次電子偵測器或反向散射電子偵測器。偵測器總成108可包含此項技術中已知之任何類型之電子偵測器。舉例而言，偵測器總成108可包含一微通道板(MCP)、一PIN或p-n接面偵測器陣列，諸如(但不限於)一二極體陣列或突崩光二極體(APD)。藉由另一實例，偵測器總成108可包含一高速閃爍器/PMT偵測器。 電子光學總成104可包含適合於使用多個電子束照明一樣品且擷取與多個電子束相關聯之多個影像之此項技術中已知之任何電子光學總成。在一項實施例中，電子光學總成104包含用於將多個電子束105引導至樣品107之表面上之一組電子光學元件。該組電子光學元件可形成一電子光學柱。該柱之該組電子光學元件可將電子束105之至少一部分引導至樣品107之多個部分上。該組電子光學元件可包含適合於將主電子束105聚焦及/或引導至樣品107之各種區域上之此項技術中已知之任何電子光學元件。在一項實施例中，該組電子光學元件包含一或多個電子光學透鏡。舉例而言，一或多個電子光學透鏡可包含(但不限於)用於自多波束源103收集電子之一或多個聚光透鏡(例如，磁聚光透鏡)。藉由另一實例，電子光學透鏡可包含(但不限於)用於將主電子束105聚焦至樣品107之各種區域上之一或多個物鏡114 (例如，磁物鏡)。 在另一實施例中，電子光學總成104包含用於收集回應於多個主電子束105而自樣品107出射之電子(例如，二次電子及/或反向散射電子)且將該等電子引導及/或聚焦至偵測器總成108之一組電子光學元件。舉例而言，電子光學總成104可包含(但不限於)用於聚焦多個電子信號束117以在偵測器總成108處形成樣品107之各種部分之多個影像之一或多個投影透鏡115。 應注意，系統100之電子光學總成104不限於僅係為了闡釋性目的提供之圖1A中描繪之電子光學元件。應進一步注意，系統100可包含將多個波束105引導/聚焦至樣品107上且作為回應，收集對應信號束117且將對應信號束117成像至偵測器總成108上所需之任何數目及類型之電子光學元件。 舉例而言，電子光學總成104可包含一或多個電子束掃描元件(未展示)。舉例而言，一或多個電子束掃描元件可包含(但不限於)適合於控制波束105相對於樣品107之表面之一位置之一或多個電磁掃描線圈或靜電偏轉器。 藉由另一實例，電子光學總成104可包含用以使自樣品107之表面出射之多個電子信號與多個主電子束105分離之一波束分離器(未展示)。 控制器110之一或多個處理器116可包含此項技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器116可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器類型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器116可由一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或如貫穿本發明所描述之經組態以執行一程式(其經組態以操作系統100)之任何其他電腦系統(例如，網路電腦)組成。應認知，貫穿本發明描述之步驟可藉由一單一電腦系統或替代地藉由多個電腦系統實行。一般言之，術語「處理器」可經廣泛定義以涵蓋具有執行來自非暫時性記憶體媒體118之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。 記憶體媒體118可包含適合於儲存可由相關聯之一或多個處理器116執行之程式指令之此項技術中已知之任何儲存媒體。舉例而言，記憶體媒體118可包含一非暫時性記憶體媒體。記憶體媒體118可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟及類似者。本文中應注意，記憶體媒體118可經組態以儲存來自偵測器總成108之一或多個結果及/或本文中描述之各種步驟之一或多者之輸出。應進一步注意，記憶體媒體118可與一或多個處理器116一起容置於一共同控制器外殼中。在一替代實施例中，記憶體媒體118可相對於一或多個處理器116之實體位置遠端定位。舉例而言，一或多個處理器116可存取一遠端記憶體(例如，伺服器)，其可透過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似者)存取。 可如本文中描述般進一步組態圖1中繪示之系統100之實施例。另外，系統100可經組態以執行本文中描述之(若干)方法實施例之任何者之(若干)任何其他步驟。 圖8係繪示根據本發明之一或多項實施例之在執行一多波束SEM系統之一聚焦調整之一方法800中執行之步驟之一流程圖。本文中應注意，方法800之步驟可全部或部分由系統100實施。然而，應進一步認知，方法800不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可實行方法800之全部或部分步驟。在步驟802中，使用一多透鏡陣列同時擷取一樣品之一表面之一組影像。在步驟804中，識別該組影像之一最佳聚焦(或最佳像散)影像。在步驟806中，基於對應於經識別之最佳聚焦(或最佳像散)影像之一電子束之聚焦設定來引導多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦條件(或像散條件)。 圖9係繪示根據本發明之一或多項實施例之在透過應用一聚焦梯度執行一多波束SEM系統之一聚焦調整之一方法900中執行之步驟之一流程圖。本文中應注意，方法900之步驟可全部或部分由系統100實施。然而，應進一步認知，方法900不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可實行方法900之全部或部分步驟。在步驟902中，使用用一多透鏡陣列形成之一組電子束跨一樣品之一影像場建立一聚焦梯度。在步驟904中，使用一多透鏡陣列同時擷取一樣品之一表面之一組影像。在步驟906中，識別該組影像之一最佳聚焦(或最佳像散)影像。在步驟908中，基於對應於經識別之最佳聚焦影像之一電子束之聚焦設定來引導多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦條件(或像散條件)。 圖10係繪示根據本發明之一或多項實施例之在利用一或多個聚焦掃掠執行一多波束SEM系統之一聚焦調整之一方法1000中執行之步驟之一流程圖。本文中應注意，方法1000之步驟可全部或部分由系統100實施。然而，應進一步認知，方法1000不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可實行方法1000之全部或部分步驟。在步驟1002中，在一或多個影像之擷取期間掃掠一或多個透鏡之聚焦。在步驟1004中，識別在一或多個影像中顯示一最佳聚焦之一點。在步驟1006中，基於在一或多個影像中顯示經識別之最佳聚焦之點處之一電子束之聚焦設定來引導多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦條件。 圖11係繪示根據本發明之一或多項實施例之在量測且補償一多波束SEM系統中之聚焦漂移之一方法1100中執行之步驟之一流程圖。本文中應注意，方法1100之步驟可全部或部分由系統100實施。然而，應進一步認知，方法1100不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可實行方法1100之全部或部分步驟。在步驟1102中，在一欠焦條件中擷取一第一影像且在一過焦條件中擷取一額外影像。在步驟1104中，藉由比較第一影像及額外影像與在當前聚焦下擷取之一當前影像而在當前影像中識別聚焦漂移。在步驟1106中，引導一多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦以補償經識別之聚焦漂移。 圖12係繪示根據本發明之一或多項實施例之在執行一多波束SEM系統中之一聚焦調整之一方法1200中執行之步驟之一流程圖。本文中應注意，方法1200之步驟可全部或部分由系統100實施。然而，應進一步認知，方法1200不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可實行方法1200之全部或部分步驟。在步驟1202中，擷取一組線掃描。在步驟1204中，藉由分析線掃描之一或多個線掃描參數(例如，信號斜率)而識別一最佳聚焦(或最佳像散)線掃描。在步驟1206中，基於對應於經識別之最佳聚焦(或最佳像散)線掃描之一電子束之聚焦設定來引導多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦條件(或像散條件)。 本文中描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體媒體118中。該等結果可包含本文中描述之任何結果且可以此項技術中已知之任何方式儲存。在結果已儲存之後，結果可在記憶體媒體中存取且可由本文中描述之任何方法或系統實施例使用、經格式化以向一使用者顯示、由另一軟體模組、方法或系統使用等。此外，該等結果可「永久」、「半永久」、暫時儲存或儲存達某一時間段。 熟習此項技術者將認知，當前最先進技術已進展至系統之態樣之硬體與軟體實施方案之間存在較少區別的地步；硬體或軟體之使用通常係(但非始終，因為在某些背景內容中，硬體與軟體之間之選擇可變得顯著)表示成本對效率權衡之一設計選擇。熟習此項技術者將瞭解，存在可藉由其實現本文中描述之程序及/或系統及/或其他技術之多種工具(例如，硬體、軟體及/或韌體)且較佳工具將隨著部署程序及/或系統及/或其他技術之背景內容而變動。舉例而言，若一實施者判定速度及準確度係最重要的，則實施者可選取一主要硬體及/或韌體工具；替代地，若靈活性係最重要的，則實施者可選取一主要軟體實施方案；或又再次替代地，實施者可選取硬體、軟體及/或韌體之某個組合。因此，存在可藉由其實現本文中描述之程序及/或裝置及/或其他技術之若干可能工具，該等工具之任何者本質上並不優於其他工具，因為待利用之任何工具係取決於其中將部署工具之背景內容及實施者之特定關注(例如，速度、靈活性或可預測性) (其等之任何者可變動)之一選擇。熟習此項技術者將認知，實施方案之光學態樣通常將採用光學定向硬體、軟體及/或韌體。 熟習此項技術者將認知，以本文中闡述之方式描述裝置及/或程序且隨後使用工程實踐以將此等所描述之裝置及/或程序整合至資料處理系統中在此項技術內係常見的。即，可經由合理數量之試驗將本文中所描述之裝置及/或程序之至少一部分整合至一資料處理系統中。熟習此項技術者將認知，一典型資料處理系統通常包含以下之一或多者：一系統單元外殼、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性及非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、計算實體(諸如作業系統、驅動器、圖形使用者介面及應用程式)、一或多個互動裝置(諸如一觸控墊或螢幕)及/或包含回饋迴路及控制馬達(例如，用於感測位置及/或速度之回饋；用於移動及/或調整組件及/或量之控制馬達)之控制系統。可利用任何適合市售組件(諸如通常在資料計算/通信及/或網路計算/通信系統中發現之市售組件)實施一典型資料處理系統。 據信，藉由前述描述，將理解本發明及其許多伴隨優點且將明白，可對組件之形式、構造及配置進行各種改變而不脫離所揭示之標的物或不犧牲全部其重要優點。所描述之形式僅係說明性，且以下申請專利範圍意欲涵蓋且包含此等改變。
100‧‧‧系統 101‧‧‧多波束掃描式電子顯微(SEM)子系統 102‧‧‧電子槍 102a‧‧‧電子源 102b‧‧‧電子源 102c‧‧‧電子源 102d‧‧‧電子源 103‧‧‧多波束電子束源 104‧‧‧電子光學總成 105‧‧‧電子束/波束 106‧‧‧樣品載物台 107‧‧‧樣品 108‧‧‧偵測器總成 109‧‧‧多透鏡陣列總成 110‧‧‧控制器 111‧‧‧透鏡 113‧‧‧陣列板/多波束透鏡陣列 114‧‧‧物鏡 115‧‧‧投影透鏡 116‧‧‧處理器 117‧‧‧信號束 118‧‧‧記憶體媒體 124‧‧‧聚光透鏡 202a‧‧‧影像 202b‧‧‧影像 202c‧‧‧影像 202d‧‧‧影像 302a‧‧‧影像 302b‧‧‧影像 302c‧‧‧影像 302d‧‧‧影像 400‧‧‧標稱組態 410‧‧‧視圖 420‧‧‧視圖 430‧‧‧視圖 502a‧‧‧影像特徵 502b‧‧‧影像特徵 502c‧‧‧影像特徵 600‧‧‧欠焦條件/欠焦影像 602‧‧‧最佳聚焦條件/當前聚焦影像 604‧‧‧過焦條件/過焦影像 702‧‧‧特徵 703‧‧‧邊緣 706a‧‧‧欠焦波束 706b‧‧‧聚焦波束 706c‧‧‧過焦波束 800‧‧‧方法 802‧‧‧步驟 804‧‧‧步驟 806‧‧‧步驟 900‧‧‧方法 902‧‧‧步驟 904‧‧‧步驟 906‧‧‧步驟 908‧‧‧步驟 1000‧‧‧方法 1002‧‧‧步驟 1004‧‧‧步驟 1006‧‧‧步驟 1100‧‧‧方法 1102‧‧‧步驟 1104‧‧‧步驟 1106‧‧‧步驟 1200‧‧‧方法 1202‧‧‧步驟 1204‧‧‧步驟 1206‧‧‧步驟
熟習此項技術者可藉由參考隨附圖式而更佳理解本發明之多個優點，其中： 圖1A係根據本發明之一項實施例之具有聚焦及像散調整能力之一多波束掃描式電子顯微系統之一方塊圖。 圖1B係根據本發明之一項實施例之具有聚焦及像散調整能力之一多波束掃描式電子顯微系統之一方塊圖。 圖2係根據本發明之一項實施例之具有不同焦點之一組SEM影像之概念視圖。 圖3係根據本發明之一項實施例之歸因於缺少結構特徵而捨棄一或多個影像之一組SEM影像之概念視圖。 圖4A至圖4D係根據本發明之一項實施例之跨一樣品之至少一個維度之一聚焦梯度之應用之簡化示意性圖解。 圖5係根據本發明之一項實施例之在影像擷取期間聚焦掃掠之一SEM影像之概念視圖。 圖6係根據本發明之一項實施例之用於分析一多波束SEM系統中之聚焦漂移之一組SEM影像之概念視圖。 圖7係根據本發明之一項實施例之用於一多波束電子束系統之快速聚焦調整之一組電子束線掃描之概念視圖。 圖8係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多波束SEM系統中之快速聚焦調整之一方法之一程序流程圖。 圖9係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多波束SEM系統中之快速聚焦調整之一方法之一程序流程圖。 圖10係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多波束SEM系統中之快速聚焦調整之一方法之一程序流程圖。 圖11係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多波束SEM系統中之快速聚焦調整之一方法之一程序流程圖。 圖12係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於使用一組電子束線掃描之一多波束SEM系統中之快速聚焦調整之一方法之一程序流程圖。
100‧‧‧系統
101‧‧‧多波束掃描式電子顯微(SEM)子系統
102‧‧‧電子槍
103‧‧‧多波束電子束源
104‧‧‧電子光學總成
105‧‧‧電子束/波束
106‧‧‧樣品載物台
107‧‧‧樣品
108‧‧‧偵測器總成
109‧‧‧多透鏡陣列總成
110‧‧‧控制器
111‧‧‧透鏡
113‧‧‧陣列板/多波束透鏡陣列
114‧‧‧物鏡
115‧‧‧投影透鏡
116‧‧‧處理器
117‧‧‧信號束
118‧‧‧記憶體媒體

Claims (36)

  1. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 一多波束電子源，其經組態以形成複數個電子束； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 自該偵測器總成接收該複數個影像； 藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之一或多個影像品質參數而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像或一最佳像散影像之至少一者；及 基於對應於該經識別之最佳聚焦影像或該經識別之最佳像散影像之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導該多波束源以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。
  2. 如請求項1之設備，其中由該偵測器總成擷取之該等影像之兩者或兩者以上具有不同焦點。
  3. 如請求項2之設備，其中該等不同焦點係由該多波束掃描式電子顯微子系統之一或多個組件無意地建立。
  4. 如請求項2之設備，其中該等不同焦點係由該多波束掃描式電子顯微子系統之一或多個組件有意地建立。
  5. 如請求項1之設備，其中由該偵測器總成擷取之該等影像之兩者或兩者以上具有不同量之像散。
  6. 如請求項5之設備，其中該等不同量之像散係由該多波束掃描式電子顯微子系統之一或多個組件無意地建立。[例如，偏軸像散像差]
  7. 如請求項5之設備，其中該等不同量之像散係由該多波束掃描式電子顯微子系統之一或多個組件有意地建立。
  8. 如請求項1之設備，其中該控制器經組態以藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之影像清晰度而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像。
  9. 如請求項1之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳聚焦之前，忽略缺少用以判定該一或多個影像之聚焦之足夠結構特徵之一或多個影像。
  10. 如請求項1之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳聚焦之前，平均化兩個或兩個以上影像。
  11. 如請求項10之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳聚焦之前，平均化兩個或兩個以上重複影像。
  12. 如請求項1之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳像散之前，忽略缺少用以判定該一或多個影像之像散之足夠結構特徵之一或多個影像。
  13. 如請求項12之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳像散之前，平均化兩個或兩個以上影像。
  14. 如請求項13之設備，其中該控制器經組態以： 在識別該複數個影像之最佳像散之前，平均化兩個或兩個以上重複影像。
  15. 如請求項1之設備，其中該多波束電子源包括： 一電子槍，其經組態以發射一照明波束；及 一多透鏡陣列總成，其經組態以將該照明波束分離成該複數個電子束。
  16. 如請求項1之設備，其中該組電子光學元件包括： 一聚光透鏡或物鏡之至少一者。
  17. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括： 一偵測器陣列。
  18. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括： 一或多個二次電子偵測器。
  19. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括： 一或多個反向散射電子偵測器。
  20. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之聚焦； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 引導該多透鏡陣列總成以跨該樣品之一影像場建立一聚焦梯度，其中該多透鏡陣列之兩個或兩個以上透鏡將該複數個電子束之兩個或兩個以上電子束聚焦至不同焦點； 自該偵測器總成接收該複數個影像，其中至少一些該等影像具有一不同聚焦； 基於該經接收之複數個影像而識別一最佳聚焦組態；及 基於對應於該經識別之最佳聚焦影像之一電子束之聚焦來引導該多透鏡陣列總成以調整一或多個電子束之一聚焦。
  21. 如請求項20之設備，其中該控制器經組態以藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之一或多個影像品質參數而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像。
  22. 如請求項20之設備，其中該一或多個影像品質參數包括： 影像清晰度。
  23. 如請求項20之設備，其中該多透鏡陣列總成包括： 跨一陣列板分佈之一組透鏡。
  24. 如請求項20之設備，其中該多透鏡陣列經組態以調整該組透鏡之一或多者上之電壓以跨該樣品之一影像場建立一聚焦梯度。
  25. 如請求項20之設備，其中該多透鏡陣列總成經組態以調整該組透鏡之一或多個透鏡之一或多個板之間之離距以跨該樣品之一影像場建立一聚焦梯度。
  26. 如請求項20之設備，其中該多透鏡陣列總成經組態以調整該陣列板之傾斜度以跨該樣品之一影像場建立一聚焦梯度。
  27. 如請求項20之設備，其中該聚焦梯度係暫時性的。
  28. 如請求項20之設備，其中該組電子光學元件包括： 一聚光透鏡或物鏡之至少一者。
  29. 如請求項20之設備，其中該偵測器總成包括： 一偵測器陣列。
  30. 如請求項20之設備，其中該偵測器總成包括： 一或多個二次電子偵測器。
  31. 如請求項20之設備，其中該偵測器總成包括： 一或多個反向散射電子偵測器。
  32. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之像散； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 引導該多透鏡陣列總成以跨該樣品之一影像場建立一像散梯度，其中該多透鏡陣列之兩個或兩個以上透鏡使該複數個電子束之兩個或兩個以上電子束聚焦以便顯示不同量之像散； 自該偵測器總成接收該複數個影像，其中至少一些該等影像具有不同量之像散； 基於該經接收之複數個影像而識別一最佳像散組態；及 基於對應於該經識別之最佳像散影像之一電子束之一透鏡條件來引導該多透鏡陣列總成以調整一或多個電子束之像散。
  33. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之聚焦； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 引導該多透鏡陣列總成以在對應於該一或多個透鏡之一或多個影像之擷取期間掃掠該一或多個透鏡之聚焦或像散之至少一者； 自該偵測器總成接收該一或多個影像； 藉由跨該一或多個影像分析一或多個影像品質參數而識別在該一或多個影像中顯示最佳聚焦或最佳像散之至少一者之一點；及 基於在該一或多個影像中顯示該經識別之最佳聚焦或該經識別之最佳像散之至少一者之該點處之聚焦或像散之至少一者來引導該多透鏡陣列以調整一或多個電子束之聚焦或該一或多個電子束之像散之至少一者。
  34. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 一多波束電子束源，其包含經組態以產生一照明波束之一電子槍及經組態以將該照明波束分離成複數個電子束之一多透鏡陣列總成，其中該多透鏡陣列總成經組態用於調整該透鏡陣列總成之一或多個透鏡之聚焦； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 引導該多波束掃描式電子顯微子系統以在一欠焦條件中擷取一第一影像且在一過焦條件中擷取一額外影像； 自該偵測器總成接收在該欠焦條件中擷取之該第一影像及在該過焦條件中擷取之該額外影像； 藉由比較該第一影像及該額外影像與在當前聚焦下擷取之一當前影像而識別該當前影像中之聚焦漂移；及 引導該多透鏡陣列以調整一或多個電子束之一聚焦以補償該經識別之聚焦漂移。
  35. 一種多波束掃描式電子顯微設備，其包括： 一多波束掃描式電子顯微子系統，其包括： 複數個多波束電子源，其等經組態以形成複數個電子束； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 自該偵測器總成接收該複數個影像； 藉由分析該複數個該等影像之至少一些該等影像之一或多個影像品質參數而識別該複數個影像之一最佳聚焦影像或一最佳像散影像之至少一者；及 基於對應於該經識別之最佳聚焦影像或該經識別之最佳像散影像之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導一或多個電子光學元件以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。
  36. 一種多波束掃描式電子設備，其包括： 一多波束顯微子系統，其執行複數個電子束之一線掃描，該多波束顯微子系統包括： 一多波束電子源，其經組態以形成該複數個電子束； 一樣品載物台，其經組態以固定一樣品； 一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣品之一部分上之一組電子光學元件；及 一偵測器總成，其經組態以同時擷取該樣品之表面之複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯； 一控制器，其包含經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令之一或多個處理器，該組程式指令引起該一或多個處理器： 自該偵測器總成接收複數個線掃描； 藉由分析該複數個線掃描之至少一些該等線掃描之一或多個線掃描參數而識別該複數個線掃描之一最佳聚焦線掃描或一最佳像散線掃描之至少一者；及 基於對應於該經識別之最佳聚焦線掃描或該經識別之最佳像散線掃描之至少一者之一電子束之聚焦或像散之至少一者來引導該多透鏡源以調整一或多個電子束之聚焦或像散之至少一者。
TW105130902A 2015-09-23 2016-09-23 用於多波束掃描式電子顯微系統之聚焦調整之方法及系統 TWI701459B (zh)

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