[發明專利]用于利用探針掃描樣品的掃描方法

有效

• 申請號: 201210396453.1
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN103063881A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: A.R.哈通;C.S.庫伊曼
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: G01Q30/04
• 分類號: G01Q30/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

技術領域

本發明涉及一種利用探針掃描樣品的方法，該方法包括：

·?使用至少兩個掃描圖案來掃描樣品；

·?在利用第一掃描圖案依次掃描樣品的同時，獲取從所述掃描得到的數據并且將所獲得的數據映射在與第一掃描圖案相關聯的第一存儲器區域中，該存儲器區域包括大量的存儲器位置，每個存儲器位置與標稱掃描位置(x,y)相關聯，

·?在利用第二掃描圖案掃描樣品的同時，獲取從所述掃描得到的數據并且將所獲得的數據映射在與第二掃描圖案相關聯的第二存儲器區域中，該存儲器區域包括大量的存儲器位置，每個存儲器位置與標稱掃描位置(u,v)相關聯，

·?通過組合來自第一和第二存儲器區域的數據并且將組合數據映射在與改進圖像相關聯的存儲器區域中來形成改進圖像，與改進圖像相關聯的存儲器區域的每個點與標稱掃描位置相關聯。

背景技術

該方法了解自“New?Imaging?method?with?adaptive?averaging?of?super-fast?SEM?images”,?P.?Cizmar?et?al.,?Scanning?Vol.?30,?3?(2008),?p.277-278，其進一步被稱為Cizmar?[1]。

在SEM中利用具有聚焦電子束的形式的探針掃描樣品。響應于所述掃描，從樣品顯現輻射，諸如二次電子（SE）、后向散射電子（BSE）、X射線和光子。該輻射由檢測器諸如Everhart-Thornley檢測器、諸如光電二極管的半導體檢測器等檢測。由于探針相對于樣品的位置是已知的，因此檢測到的信號可以映射在圖像存儲器中，其中每個存儲器位置表示檢測到的信號的強度或幅度（例如SE數量）并且每個存儲器位置與探針相對于樣品的位置相關聯。

在已知的公開文獻中首先討論了利用掃描電子顯微鏡（SEM）獲取圖像的問題。

對于高信噪比，可以使用慢掃描速度，其中探針在一個位置上停留延長的周期。當在該延長周期期間探針和樣品相對彼此移動時，由于諸如機械運動（振動）、電場或磁場的干擾，與樣品上的點相關聯的存儲器位置不僅將包含來自標稱位置的數據，而且還包含相鄰位置的數據（信息）。結果是具有高信噪比的圖像，而且還呈現模糊。替選地，存儲器位置甚至可以僅包含來自除了標稱位置以外的位置的數據，在該情況下圖像呈現所謂的減退（flagging）。

當使用其中幀時間（其中圖像被掃描一次的時間）比干擾頻率小得多的掃描速度時，干擾的影響可以忽略。這通過以TV速率（例如，每秒25幀）掃描樣品來近似。當使用這些短的幀時間時的問題是，S/N比非常差。

在解決該問題的努力中，Cizmar?[1]提出了以校正圖像之間的移位（drift）的方式組合若干個TV速率圖像。Cizmar?[1]提出了將不同的圖像存儲在分離的存儲器區域中，使用例如相關技術確定圖像相對彼此的移位向量，使圖像移位到正確位置并且隨后對校正的圖像相加或取平均。

在“A?Method?for?Automatic?Correction?of?Drift-Distorted?SPM?Images”,?R.?V.?Lapshin,?Journal?of?surface?investigation:?X-ray,?synchrotron?and?neutron?techniques,?Vol?1?No.?6?(2007),?p?630-636中提出了相似的方法，其進一步被稱為Lapshin[2]。

Lapshin[2]描述了另一掃描探針技術，其中來自諸如掃描隧穿顯微鏡的掃描探針顯微鏡的探針在表面上進行機械掃描。在該文章中提出了利用第一掃描在第一方向上對樣品進行掃描并且隨后在與第一方向相反的方向上對樣品進行掃描，即所謂的反向掃描。

該公開文獻在其圖3和4中示出了：可以使用兩個這樣的反向掃描圖像對，即其中掃描是水平掃描的一個對以及其中掃描是豎直掃描的一個對，來確定移位向量，并且使用該移位向量（假定是恒定的）校正圖像失真并且形成組合圖像（參見所述公開文獻的圖像4c）。

注意，在俄國專利公布第RU2326367C2（的摘要）中也描述了該方法。

Michael?T.?Snella在他于2010年9月提交給麻省理工學院電子工程和計算機科學系的論文“Drift?Correction?for?Scanning-Electron?Microscopy”中提出了相似的方法，其進一步被稱為Snella[3]。