備用基準的動態創建的製作方法

2023-10-04 04:30:29

本發明涉及用於校正帶電粒子束系統中的偏移的方法和裝置。

背景技術：

帶電粒子束系統被用在各種應用中，包括諸如集成電路、磁性記錄頭和光刻掩模的微加工器件的製造、修復和檢查。帶電粒子束系統可以包括電子束、離子束系統、或者雷射束，並且可以包括多於一種類型的束。微加工典型地包括創建或改變具有非常小尺寸（諸如例如數十微米或更小的尺寸）的結構。因為器件的幾何結構繼續收縮並且引入新的材料，因此現今的半導體的結構複雜度呈指數方式增長，從而允許加工越來越小的結構。

在這樣小的結構的情況下，必須以極大的精確度和準確度定向處理束。然而，在處理期間，束對樣本的衝擊點趨向於隨時間偏移。例如，操作員可能在處理操作開始時將束定位在點A處，但是在一小段時間之後束偏移到點B。點A和點B的位置之間的差被稱為束偏移。束偏移可能是由於引起在其上支撐樣本的平臺的輕微移動或者生成並聚焦束的元件的輕微移動的機械或熱學的不穩定性。

準確地定位束的常見方法是諸如例如通過研磨在樣本上創建參考標記。這樣的參考標記被稱為基準。然後相對於基準定位束。最初將束定向成對典型地位於要被處理的樣本的區域附近的基準成像，所述區域典型地被稱為感興趣區（ROI）。確定在ROI和基準之間的向量並且然後使用基準來在ROI的處理期間追蹤束的位置。基準被設計成通過圖像識別程序可識別的形狀，從而允許對基準、並因此對ROI的自動位置追蹤。束周期性地對基準成像並且校正任何束偏移。在處理期間，典型地跨ROI重複掃描束並且可以將束規劃為具有束在ROI上的可變逗留時間。由於束中的粒子的高動能，因此ROI周圍的樣本表面向束的任何暴露趨向於通過蝕刻損傷表面。當跨表面掃描束時，在成像期間可能發生對表面的附加損傷。最終，基準變得過於受損使得其不再通過圖像識別可識別，並且因此不再可用於位置追蹤。

圖1A-1B圖解使用基準校正束偏移的常用方法。圖1A示出在樣本表面上的感興趣區104。接近感興趣區104創建基準106以允許對感興趣區104的位置追蹤。圖像幀102描繪由束在成像期間掃描的區域的邊界並且包括基準106和感興趣區104。圖像幀102的內部是在成像時採用束掃描的區域，並且因此接收由於束暴露的損傷。圖1B示出在採用束處理一段時間之後的圖像幀102。由於暴露給束，如在108處所看到的那樣，基準106變得受損，並且不再通過圖像識別可辨識。在該點處，不再可能追蹤束相對於感興趣區104的位置。

帶電粒子處理的常見使用是創建薄試樣用於在透射電子顯微鏡（TEM）中觀看。已知用於準備TEM試樣的若干技術。一般被稱為「取出（lift-out）」技術的技術使用聚焦離子束來從襯底或大塊樣本切出樣本而不會破壞或損傷襯底的周圍部分。這樣的技術要求束的精確定位。為了使取出技術自動化，束相對於樣本的位置應當以高度的準確度自動地可確認，而基準的降級降低準確度。

這樣的技術在分析在集成電路的加工中所使用的過程結果以及針對物理或生物科學一般性的材料方面是有用的。這些技術可以被用於分析任何取向下的樣本（例如，或者在截面中或者在平面視圖中）。一些技術提取足夠薄的樣本用於直接使用在TEM中；其它技術提取在觀察之前要求附加薄化的「厚塊」或大的樣本。此外，還可以通過除TEM之外的其它分析工具直接地分析這些「取出」試樣。其中從聚焦離子束（FIB）系統真空腔室內的襯底中提取樣本的技術通常被稱為「原位（in situ）」技術；真空腔室之外的樣本移除（如當整個晶片被轉移到另一工具用於樣本移除時）被稱為「非原位」技術。

所需要的是創建樣本上的基準用於在通過帶電粒子束系統的處理期間對感興趣區進行位置追蹤的改進方法。

技術實現要素：

本發明的目的是提供改進的帶電粒子束處理。

在樣本上形成多個參考基準，在用於處理樣本的帶電粒子束設施的樣本上。當一個基準由於帶電粒子束被降級時，使用第二基準來創建一個或多個附加基準。

前述內容已經相當寬泛地概述了本發明的特徵和技術優勢，以便可以更好地理解以下對本發明的詳細描述。將在後文中描述本發明的附加特徵和優勢。本領域技術人員應當領會到，可以容易地採用所公開的觀念和具體實施例作為修改或設計用於實現本發明的相同目的的其它結構的基礎。本領域技術人員還應當認識到，這樣的等價構造不脫離如在隨附權利要求中闡述的發明的範圍。

附圖說明

為了更透徹地理解本公開及其優勢，現在參考結合附圖考慮的以下描述，其中：

圖1A示出用於在採用完好基準處理之前採用包括感興趣區的圖像幀來追蹤束偏移的現有技術方法。

圖1B示出類似於在圖1A中所示的具有受損基準的現有技術方法。

圖2A示出在處理開始時的圖像幀，其包括具有完好的主要基準的感興趣區和位於圖像幀之外的備用基準。

圖2B類似於圖2A，其中具有受損的主要基準。

圖2C示出包括完好備用基準的擴展的圖像幀。

圖2D類似於圖2C，其中另外的備用基準處於圖像幀之外。

圖3A示出圖像幀，其包括具有完好的主要基準的感興趣區和位於圖像幀之外的備用基準。

圖3B類似於圖3A，其中具有受損的主要基準。

圖3C類似於圖3B，其中具有擴展的圖像幀。

圖3D類似於圖3C，其示出受損的主要基準之上的材料沉積。

圖3E類似於圖3D，其中具有再創建的主要基準。

圖3F類似於圖3A，其中再創建的主要基準處於減小的圖像幀內。

圖4是示出創建新的備用基準的步驟的流程圖。

圖5是示出再創建主要基準的步驟的流程圖。

圖6示出用於束引發的沉積的過程。

圖7示出用於供本發明使用的一種類型的束系統。

圖8是示出動態基準過程的步驟的流程圖。

具體實施方式

在以下附圖和描述中，貫穿說明書和附圖典型地採用相同的參考數字分別地標記相似的部分。此外，類似的參考數字可以指代在本文中公開的不同實施例中的類似的組件。附圖未必按照比例。本發明的某些特徵可能在尺度上或者以某種示意性形式誇大地示出，並且常規元件的一些細節可能出於清楚性和簡明性而沒有示出。本發明易於出現不同形式的實施例。在附圖中示出並且詳細地描述具體實施例，其中理解到本公開不意圖將本發明限於本文中所圖解和描述的實施例。要完全認識到，可以單獨地或者以任何適當的組合使用本文中討論的實施例的不同教導以產生期望的結果。

在以下討論中並且在權利要求中，以開放性方式使用術語「包括」和「包含」，並且因而應將它們解釋為意味著「包括但不限於」。就在該說明書中沒有具體限定的任何術語的範圍而言，意圖在於賦予該術語以其樸素且常見的含義。此外，術語「和/或」在本文中的使用應當被解釋為「包括性的」或，而不是「排他性的」或。例如，本文中所使用的短語「A和/或B」將意味著「A、B或者A和B」。作為另一示例，本文中所使用的短語「A、B和/或C」將意味著「A、B、C或者其任何組合」。另外，在本文中每當使用術語「自動」、「自動化」或類似術語時，那些術語將被理解成包括自動或自動化過程或步驟的手動發起。

在一個實施例中，將樣本加載到帶電粒子束系統中並且定位樣本上的感興趣區。在接近感興趣區的位置處創建至少一個主要基準並且創建第一備用基準。使用主要基準採用帶電粒子束處理感興趣區以追蹤感興趣區的位置，直到通過圖像識別對主要基準的辨識開始失效。然後創建第二備用基準。使用第一備用基準進一步處理感興趣區以追蹤感興趣區的位置。使用第一備用基準繼續感興趣區的處理以追蹤感興趣區的位置，直到第一備用基準的辨識開始失效。如果必要，則創建另外的備用基準。然後使用第二備用基準繼續感興趣區的處理。只要處理操作繼續並且基準開始失效就可以重複創建附加備用基準的這種循環。

在另一實施例中，將樣本加載到帶電粒子束系統中並且定位樣本上的感興趣區。在接近感興趣區的位置處創建至少一個主要基準並且創建第一備用基準。使用主要基準採用帶電粒子束處理感興趣區以追蹤感興趣區的位置，直到主要基準的識別開始失效。然後使用第一備用基準再創建主要基準以準確地定位再創建的主要基準。然後可以使用新的主要基準繼續感興趣區的處理。可以在必要的情況下多次再創建主要基準，直到處理操作完成。

在一些實施例中，創建附加的工作基準同時工作件處於工作件的處理期間，其被稱為「動態基準創建」。

響應於所存儲的程序或操作員指令，束控制器使用束控制器坐標系將束定向到指定坐標。由於未對準和偏移，束控制器坐標系不總是精確地對應於相對於樣本表面固定的樣本坐標系。基準典型地位於要被處理的樣本的區域附近並且被成像以便追蹤可能發生的任何偏移並且允許任何校正。對基準的成像允許控制器確定坐標偏差以將束控制器坐標系帶回至與樣本坐標系對準。然而，在處理期間，由於束的殘留效應基準變得受損或者腐蝕。基準的周期性成像引起進一步的損傷，直到基準不再通過圖像識別軟體可識別並且不再可用於校正偏移。

圖2A-2D示出用於使用基準來校正束偏移的第一實施例。樣本被提供有包括感興趣區用於採用帶電粒子束處理的區域。採用圖像識別程序對感興趣區成像。當對樣本成像時，通過束限定和掃描要被成像的區域，同時收集要被用於構造圖像的數據。「圖像幀」限定當收集數據用於構造圖像時由束掃描的樣本上的區域。在處理和成像期間圖像幀內的區域接收束暴露，並且因此被束損傷。

現在參考圖2A，在樣本上取得圖像幀202內的區域以包括要被採用帶電粒子束處理的感興趣區204。接近感興趣區204創建第一組主要基準206。然後鄰近主要基準206創建第一組備用基準208，使得感興趣區204可以參考主要基準206和備用基準208二者。將圖像幀202設定成包括感興趣區204和主要基準206，而備用基準208保持在圖像幀202之外。然後開始採用束處理感興趣區204。這樣的處理可以包括研磨或者任何其它類型的過程。束對圖像幀202內的樣本周期性地成像以確定是否存在樣本的任何移位或偏移。可以在繼續採用束處理的同時校正任何偏移。只要主要基準206是通過圖像識別軟體可識別的就可以繼續使用它們。然而，在處理期間的束的殘留效應開始腐蝕主要基準206。在成像期間發生對主要基準206的附加損傷，並且如在圖2B中的206處看到的那樣，最終它們過於受損且圖案識別開始失效。當受損的主要基準206的圖像識別開始失效時，如圖2C中所示，圖像幀202被擴展成包括備用基準208。一旦在擴展的圖像幀202內包括備用基準208，它們就可以被用於感興趣區204的位置追蹤。

優選地，在繼續處理之前，如在圖2D中看到的那樣，鄰近備用基準214創建第二組備用基準216。然後將圖像幀202設定成包括感興趣區204和備用基準214。然後使用第一組備用基準214繼續處理，而第二組備用基準216保持在圖像幀202之外並且保持免受束處理和成像期間的損傷。

可以重複將圖像幀擴展成包括未受損的備用基準並且使用未受損的備用基準進行位置追蹤的步驟以針對採用束處理的持續時間提供一致的位置追蹤。可以在其中它們將不會受到束的損傷的任何適當的區域中創建另外的替換備用基準（未示出），直到需要替換不可識別的基準。在一些實施例中，如在圖2D中示出的那樣，一系列另外的替換備用基準遠離感興趣區的任一側線性地發展。然而，用於一系列另外的備用基準的其它布置是可能的。例如，可以將一系列另外的備用基準放置在從感興趣區向上或向下的線性序列中。可以基於可用於備用基準的空間來選取用於一系列備用基準的布置。在其它實施例中，在束處理之前、期間或之後的任何時間處創建輔助的和另外的替換備用基準。

圖3A-3F示出用於使用基準來校正束偏移的第二實施例。樣本被提供有類似於在圖2A-2D中示出和描述的包括感興趣區的用於採用帶電粒子束處理的區域。

現在參考圖3A，在樣本上取得圖像幀202內的區域以包括要被採用帶電粒子束處理的感興趣區304。接近感興趣區304創建第一組主要基準306。然後鄰近主要基準306創建第一組備用基準308，使得感興趣區304可以參考主要基準306和備用基準308二者。將圖像幀302設定成包括感興趣區304和主要基準306，而備用基準308保持在圖像幀302之外。然後開始採用束處理感興趣區304。這樣的處理可以包括研磨或者任何其它類型的過程。束對圖像幀302內的樣本周期性地成像以確定是否存在樣本的任何移位或偏移。可以在繼續採用束處理的同時校正偏移。只要主要基準306通過圖像識別軟體可識別就可以繼續使用它們。然而，在處理期間的束殘留效應開始腐蝕主要基準306。在成像期間發生對主要基準306的附加損傷，並且如在圖3B中的310處可見的那樣，它們最終過於受損且圖案識別開始失效。當受損的主要基準306的圖像識別開始失效並且不再通過圖像識別可辨識時，使用受損的主要基準標記310對感興趣區304的位置追蹤不再可能。如圖3C中所示，然後將圖像幀302擴展成包括備用基準308。一旦在擴展的圖像幀302內包括備用基準308，它們就可以被用於對感興趣區304的位置追蹤。

如圖3D-3F中所見的那樣，優選地，在繼續處理之前，備用基準308被用於確定原主要基準306的精確位置316，然後在與最初創建的相同的位置316中再創建原主要基準306作為替換主要基準318。主要基準的再創建可以包括在原位置316之上沉積材料層以提供乾淨或空白區域來再創建替換主要基準318。然而，可以使用其它方法來形成新的主要基準。在已經創建了替換主要基準318之後，將擴展的圖像幀302收縮成包括感興趣區304和替換主要基準318，而備用基準308保持在圖像幀302之外。然後可以恢復使用替換主要基準318進行位置追蹤來採用束處理樣本。

在圖3A-3F中描述的實施例是有利的，因為主要基準的再創建消除了創建新的一組備用基準可能出現的任何累積錯誤的可能性。附加地，在處理循環期間使用的圖像幀保持相同尺寸，從而允許對任何偏移的更準確的補償，因為圖像幀的尺寸的增大可能引起感興趣區的放置方面的準確度的損失。

在一些實施例中，執行將圖像幀擴展成包括備用基準308、使用備用基準308進行位置追蹤、創建替換主要基準318、以及恢復使用替換主要基準進行位置追蹤的步驟直到處理完成。

現在參考圖4，示出了諸如在圖2A-2D中所見的根據各種實施例的針對創建備用基準的方法的流程圖。在步驟402中，將樣本加載到帶電粒子束系統中，並且在步驟404處，在樣本上定位感興趣區。在步驟406處接近感興趣區創建主要和第一備用基準。在步驟408處開始採用束的處理，其中使用主要基準用於處理期間的位置追蹤。在處理期間，方法進行至步驟410，其中確定處理是否完成。如果處理完成，則方法繼續至步驟420並且處理終止。

如果處理尚未完成，則方法進行至步驟412，其中圖像識別例程試圖辨識當前正被用於位置追蹤的基準。如果當前基準是可識別的，則它們可以繼續被用於位置追蹤，並且方法返回至在步驟408中採用束處理樣本。可以重複該循環直到或者處理完成、或者圖像識別不能辨識當前基準。

如果在步驟412中確定圖像識別不能辨識基準，那麼方法繼續在步驟414中將圖像幀擴展成包括備用基準。然後備用基準被用於步驟416中的位置追蹤，並且可以在步驟418中在擴展的圖像幀之外創建新的或另外的備用基準。一旦已經創建418新的備用基準並且已經恢復位置追蹤，方法就返回至採用束處理408樣本，直到處理完成410。

在圖5中，示出了諸如在圖3A-3F中所見的根據各種實施例的針對再創建主要基準的方法的流程圖。在步驟502中，將樣本加載到帶電粒子束系統中並且在步驟504中在樣本上定位感興趣區。在步驟506處接近感興趣區創建主要和第一備用基準。然後在步驟508處開始束處理，其中使用主要基準用於處理期間的位置追蹤。在處理期間，方法進行至步驟510，其中確定處理是否完成。如果處理完成，則方法繼續至步驟526並且處理終止。

如果處理尚未完成，則方法進行至步驟512，其中圖像識別例程試圖辨識當前正被用於位置追蹤的基準。如果當前基準是可識別的，則它們可以繼續被用於位置追蹤，並且方法返回至在步驟508中採用束處理樣本。可以重複該循環，直到或者處理完成、或者圖像識別不能辨識當前基準。

如果在步驟512中圖像識別不能辨識基準，則方法繼續在步驟514中將圖像幀擴展成包括備用基準。然後在步驟516中備用基準被用於位置追蹤。在可選的步驟518中，可以使用例如束引發的沉積將材料沉積在主要基準的原位置之上，以準備創建替換主要基準。在步驟520中，創建替換主要基準。在步驟520中再創建替換主要基準之後，在步驟522中將圖像幀收縮成排除備用基準，並且替換主要基準在步驟524中被用於位置追蹤。

然後方法返回至在步驟508中採用束處理樣本，直到在步驟510中確定處理完成。可以繼續束處理、檢查當前正被用於追蹤的基準是可識別的、當先前的基準不再可識別時創建替換基準、以及使用替換基準進行位置追蹤的循環，直到在步驟526處束處理完成。

在圖2A-2D和3A-3F中，在任何時間處使用兩個基準標記用於位置追蹤，感興趣區的每一側上一個基準標記。基準標記的其它布置、在任何時間處使用的基準標記的數目、或者基準標記的形狀是可能的並且可以是有利的。在圖2A-2D和3A-3F中示出的基準標記的形狀、放置和數目僅僅是可能的布置的示例。此外，圖2A-2D和3A-3F中的圖像幀的形狀被示為示例，並且根據各種實施例，圖像幀的其它形狀或尺寸是可能的。

在一些實施例中，在與先前使用的相同的地方創建520替換主要基準標記，但是現在不可識別的準標記位於那裡。在另外的實施例中，在創建520替換主要基準標記之前，將材料沉積518在不可識別的主要基準標記之上。在其它實施例中，在不同於先前的主要基準標記所定位的地方的位置中創建替換主要基準標記。在一些另外的實施例中，在創建520替換主要基準標記之前，將材料沉積518在新的位置中。如果在不同於原位置的位置處創建替換主要基準標記，則要將步驟522處的圖像幀尺寸再調整成包括替換主要基準而排除備用基準。在該情況中，用於替換主要基準的新的圖像幀可以具有與用於先前的主要基準的圖像幀不同的尺寸或形狀。

在創建替換基準標記時，位於圖像幀之外的基準標記在位置追蹤期間接收束暴露，然而它們的暴露被限於創建替換基準標記所需要的時間。由於圖像幀之外的基準標記的有限的束暴露，因此相比於在束處理期間用於位置追蹤的基準標記而言，它們明顯更長久地保持通過圖像識別可識別。

圖6示出諸如在圖5中的步驟518中執行的用於束引發的沉積的過程。通過遞送針606將沉積氣體604朝向樣本表面602定向。沉積氣體分子中的一些在樣本表面上逐漸被吸收608。可以通過帶電粒子束610分解所吸收的沉積氣體分子608以形成樣本表面602上的沉積612。在樣本表面602上形成沉積的其它技術也是可能的。

圖8是示出本發明的實施例的流程圖。在步驟802中，例如通過離子束研磨而形成工作基準和備用基準。在步驟804中，將帶電粒子束定向到工作基準以形成圖像。在步驟806中，使用工作基準的位置來確定樣本上的位置，並且在步驟806中處理樣本。如果處理完成，則處理結束。如果處理沒有完成，則系統確定是否可以準確地識別工作基準，或者其是否已經由於帶電粒子束被降級到其中基準的位置不能由操作員以手動操作或者通過圖像識別軟體在自動化處理期間被精確地定位的程度。如果工作基準不是可辨識的，則對備用基準成像並使用備用基準的位置作為參考以創建新的工作基準。然後可以使用新的工作基準來定位束用於在步驟806中進一步處理樣本。可以通過在圖2A-2D或圖3A-3F中示出並且在上面的圖4或圖5中描述的過程來準備新的工作基準。

在一些實施例中，在諸如薄層或柱狀物的樣本的創建期間使用上面描述的基準過程來在TEM或其它儀器上成像。根據用於形成薄層的一種方法，在樣本中研磨兩個溝槽，從而留下溝槽之間的薄的薄層。因為應當準確地放置薄層並且薄層應當具有精確的厚度，因此使用工作基準在薄層的形成期間間歇地對準束。當工作基準被降級使得其不能被用於獲取精確的位置時，使用備用基準形成另一工作基準以定位新的工作基準。即，動態基準創建在薄層創建方面是有用的，並且在圖4、5、或8中示出的工作件的處理可以是形成薄層。

在一些實施例中，在「切片與觀察」的過程期間使用基準。在這樣的過程中，在工作件中研磨溝槽，並且使用掃描電子顯微鏡查看典型地正交於樣本表面的所暴露的壁。從所暴露的壁移除附加「切片」，並且通過新暴露的表面形成電子束圖像。重複該過程，並且可以組合切片的圖像以形成樣本區的三維圖像。在每一個切片之前，可以使用工作基準對準束。當工作基準被降級時， 使用備用基準來定位束以創建新的工作基準。然後使用新的工作基準來創建附加切片，直到新的工作基準不再可用，並且然後創建另一新的基準，繼續過程直到切片與觀察完成。即，動態基準創建在切片與觀察方面是有用的，並且在圖4、5或8中示出的工作件的處理可以是在切片與觀察過程中形成切片。

圖7示出用於供本發明使用的一種類型的束裝置700。本發明一般針對使用離子束的方法，然而可以在包括離子束系統711的雙束系統中實現本發明的方法，並且雙束裝置700被提供有掃描電子顯微鏡（SEM）741、連同電源和控制單元745。例如，離子束系統711包括抽空的腔室，其具有離子源714和離子束聚焦柱716位於其內的上頸部762。離子柱716包括離子源714、提取電極715、聚焦元件717、靜電偏轉板720和聚焦離子束718。聚焦離子束718從離子源714通過離子束聚焦柱716並且在720處示意性指示的靜電偏轉板之間朝向襯底722傳遞，襯底722包括例如定位在下部腔室726內的可移動X-Y平臺725上的樣本。

可移動X-Y平臺725可以優選地在水平平面（X和Y軸）中以及豎直地（Z軸）移動。可移動X-Y平臺725還可以傾斜大約六十（60）度並且圍繞Z軸旋轉。打開門板761用於將襯底722插入到可移動X-Y平臺725上並且還用於服務內部氣體供應儲存器（如果使用了一個的話）。互鎖門板使得如果系統處於真空之下則其不能被打開。

使用離子泵768來抽空上頸部762。離子泵768還可以抽空SEM柱741，或者可以使用分離的泵（未示出）來抽空SEM柱741。採用渦輪分子和機械泵送系統730在真空控制器732的控制之下抽空腔室726。真空系統在腔室726內提供在大約1*10-7託到5*10-4託之間的真空。如果使用助蝕性氣體、阻蝕性氣體或者沉積前驅氣體，則腔室背景壓強可以提升，典型地到大約1*10-5託。

高壓電源向在離子束聚焦柱716中的電極提供適當的加速電壓用於為離子束718供能並且使其聚焦。當其撞擊襯底722時，濺射材料，材料從樣本物理地噴射。替換地，聚焦離子束718可以分解前驅氣體以沉積材料。

將高壓電源734連接到離子源714以及到在離子束聚焦柱716中的適當的電極用於形成大約1 keV-60 keV的聚焦離子束718並且將其朝向樣本定向。根據由圖案生成器738所提供的指定圖案操作的偏轉控制器和放大器736被耦合到靜電偏轉板720，由此可以手動地或者自動地控制聚焦離子束718以在襯底722的上表面上描繪出對應圖案。在一些系統中，如在現有技術中所公知的那樣，將偏轉板放置在最後的透鏡之前。當消隱控制器（未示出）向在離子束聚焦柱716內的束消隱電極（未示出）施加消隱電壓時，在消隱電極使聚焦離子束718衝擊到消隱孔（未示出）而不是襯底722上。

源典型地能夠被聚焦成襯底722處的十分之一微米以下寬的束用於或者通過離子研磨、增強型蝕刻、材料沉積來修改襯底722、或者用於對襯底722成像的目的。

SEM柱741包括電子源752、電子源電極754、電子透鏡756、電子偏轉器760和電子物鏡758。SEM柱741的組件由SEM電源和控制單元745控制。

被用於檢測輔助離子或電子發射的帶電粒子檢測器740（諸如Everhart Thornley或多通道板）被連接到視頻電路742，其向視頻監控器744供應驅動信號並且從控制系統719接收偏轉信號。在不同的實施例中在下部腔室726內的帶電粒子檢測器740的位置可以變化。例如，帶電粒子檢測器740可以與離子束共軸並且包括用於允許離子束通過的孔洞。在其它實施例中，可以通過最後的透鏡來收集輔助粒子並且然後將其轉移離軸用於收集。

微操作器747（諸如來自德克薩斯州達拉斯的Omniprobe, Inc.的AutoProbe 1000TM、或者來自德國羅伊特林根的Kleindiek Nanotechnik的Model MM3A）可以精確地在真空腔室內移動對象。微操控器747可以包括精確電機748，其位於真空腔室之外以提供對定位在真空腔室內的部分749的X、Y、Z和theta控制。微操控器747可以被配有不同的端部受動器用於操控小的對象。在本文描述的實施例中，端部受動器是薄探針750。

氣體遞送系統746延伸到下部腔室726中用於引入並且朝向襯底722定向氣體蒸汽。轉讓給本發明的受讓人的Casella等人的美國專利號5,851,413「Gas Delivery Systems for Particle Beam Processing（用於粒子束處理的氣體遞送系統）」描述一種適當的氣體遞送系統746。例如，可以遞送碘以增強蝕刻，或者可以遞送金屬有機化合物以沉積金屬。美國專利號5,851,413通過引用以其整體被併入本文。此外，在通過引用被併入本文的引文中的術語的定義或使用與本文中所提供的該術語的定義不一致或相反的情況下，本文提供的該術語的定義適用而引文中的該術語的定義不適用。

控制系統719控制雙束裝置700的各種部分的操作。通過控制系統719，用戶可以通過錄入到常規用戶接口（未示出）中的命令以期望的方式掃描離子束718或電子束743。替換地，控制系統719可以根據存儲在存儲器721中的所編程的指令來控制雙束裝置700。在一些實施例中，雙束裝置700併入圖像識別軟體（諸如從麻薩諸塞州納蒂克的Cognex Corporation在商業上可獲得的軟體）以自動地辨識感興趣區，並且然後系統可以手動地或自動地根據本發明提取樣本。例如，系統可以自動地定位在包括多個器件的半導體晶片上的類似特徵，並且取得在不同（或相同）器件上的那些特徵的樣本。

儘管前述示例性實施例描述了帶電粒子束裝置，但是本發明不被限於在任何特定類型的硬體中被實現。

儘管已經示出並描述了本發明的實施例，但是本領域技術人員可以對其進行修改而不脫離本發明的精神和教導。本文中描述的實施例僅為示例性的，並且不意圖為限制性的。本文中公開的本發明的許多變形和修改是可能的，並且源自本文中公開的實施例的組合、集成和/或省略特徵的替換實施例也在本發明的範圍之內。在明確地表述數值範圍或限制的地方，這樣的表述範圍或限制應被理解為包括落入明確表述的範圍或限制之內的相似量級的迭代範圍或限制（例如從大約1到大約10包括2、3、4等；大於0.10包括0.11、0.12、0.13等）。例如，每當公開具有下限Rl和上限Ru的數值範圍時，具體地公開落入該範圍內的任何數。特別地，具體地公開範圍內的以下數：R=Rl+k*(Ru-Rl)，其中k是以1%增量的範圍從1%到100%的變量，即k是1%、2%、3%、4%、5%、50%、51%、52%、95%、96%、97%、98%、99%、或100%。此外，還具體地公開由如上文中所限定的兩個R數限定的任何數值範圍。

以下為根據本公開的非限制性具體實施例：

第一實施例，其為一種對準帶電粒子束用於處理的方法，包括：

在接近感興趣區的位置處創建至少一個主要基準，所述至少一個主要基準通過圖像識別可辨識；

創建至少一個第一備用基準；

通過使用所述至少一個主要基準相對於所述感興趣區定位所述帶電粒子束來採用所述束處理所述感興趣區；以及

通過使用所述至少一個備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區。

作為第一實施例的方法的第二實施例，還包括創建通過圖像識別可辨識的至少一個第二備用基準，以及通過使用所述至少一個第一備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區。

作為第一實施例的方法的第三實施例，其中通過使用所述至少一個備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區發生在所述主要基準由於暴露於所述帶電粒子束被降級之後。

作為第二實施例的方法的第四實施例，還包括循環地創建循序被用於追蹤所述感興趣區的另外的備用基準。

作為第一實施例的方法的第五實施例，還包括創建至少一個新的主要基準，以及使用所述至少一個新的主要基準來繼續處理所述感興趣區。

作為第四實施例的方法的第六實施例，其中所述至少一個新的主要基準是先前的主要基準的再創建。

作為第六實施例的方法的第七實施例，其中在最初創建所述至少一個主要基準的相同位置處再創建它。

作為第六實施例的方法的第八實施例，其中再創建所述至少一個主要基準包括在接近所述感興趣區的位置之上沉積材料層，以及在接近所述感興趣區並且通過圖像識別可辨識的位置處創建至少一個新的主要基準。

作為第六實施例的方法的第九實施例，其中所述至少一個新的主要基準位於不同於至少一個先前的主要基準的位置的位置處。

第十實施例，其為一種用於形成用於透射電子觀察的薄層的方法，所述方法包括：

在接近感興趣區的位置處創建至少一個主要基準，所述至少一個主要基準通過圖像識別可辨識；

創建通過圖像識別可辨識的至少一個第一備用基準；

通過使用所述至少一個主要基準追蹤所述感興趣區的位置來定向聚焦離子束以在所述感興趣區的兩側上研磨腔體以便形成薄層，直到所述至少一個主要基準開始不能通過圖像識別可辨識；以及

通過使用所述至少一個第一備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區。

作為第十實施例的方法的第十一實施例，還包括創建通過圖像識別可辨識的至少一個第二備用基準，以及通過使用所述至少一個第一備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區。

作為第十一實施例的方法的第十二實施例，還包括循環地創建循序被用於追蹤所述感興趣區的位置的另外的備用基準。

作為第十二實施例的方法的第十三實施例，還包括自動地執行創建另外的備用基準的循環，直到對所述感興趣區的處理結束。

作為第十實施例的方法的第十四實施例，其中所述至少一個第一備用基準位於從所述至少一個主要基準遠離所述感興趣區向外。

作為第十一實施例的方法的第十五實施例，其中所述至少一個第二備用基準位於從所述至少一個第一備用基準遠離所述感興趣區向外。

作為第十二實施例的方法的第十六實施例，其中每一個另外的備用基準位於從前一基準遠離所述感興趣區向外。

作為第十實施例的方法的第十七實施例，還包括創建至少一個新的主要基準，以及使用所述至少一個新的主要基準來繼續處理所述感興趣區。

作為第十七實施例的方法的第十八實施例，其中所述至少一個新的主要基準是至少一個先前的主要基準的再創建。

作為第十八實施例的方法的第十九實施例，還包括創建材料的沉積以及在與所述沉積相同的位置中創建所述至少一個新的主要基準。

作為第十七實施例的方法的第二十實施例，還包括循環地重複創建至少一個新的主要基準的步驟以追蹤所述感興趣區的位置。

第二十一實施例，其為一種用於樣本的帶電粒子束處理的裝置，所述裝置包括：

具有樣本平臺的樣本腔室；

一個或多個帶電粒子束柱，用於朝向所述樣本定向一個或多個帶電粒子束；

過程氣體源，用於將過程氣體引入到所述樣本腔室中，所述過程氣體用於束引發的蝕刻或沉積；

控制器，用於控制帶電粒子束系統的操作，所述控制器包括用於執行計算機指令的一個或多個處理器和存儲指令的非暫時性計算機存儲器，所述指令用於：

在接近感興趣區的位置處創建至少一個主要基準，所述至少一個主要基準通過圖像識別可辨識；

創建通過圖像識別可辨識的至少一個第一備用基準；

通過使用所述至少一個主要基準追蹤所述感興趣區的位置來採用所述帶電粒子束處理所述感興趣區，直到所述至少一個主要基準開始不能通過圖像識別可辨識；以及

使用所述至少一個第一備用基準來創建至少一個另外的基準。

作為第二十一實施例的裝置的第二十二實施例，其中所述非暫時性計算機存儲器存儲附加指令用於創建形成通過圖像識別可辨識的至少一個第二備用基準的所述至少一個另外的基準，以及通過使用所述至少一個第一備用基準追蹤所述感興趣區的位置來繼續處理所述感興趣區。

作為第二十一實施例的裝置的第二十三實施例，其中所述非暫時性計算機存儲器存儲附加指令用於針對用於追蹤所述感興趣區的位置的在前的基準循環地創建另外的備用基準。

作為第二十二實施例的裝置的第二十四實施例，其中所存儲的計算機指令包括在相對於所述感興趣區的新位置中創建備用基準。

作為第二十二實施例的裝置的第二十五實施例，其中所存儲的計算機指令包括在接近所述感興趣區的位置中再創建至少一個主要基準。

關於權利要求的任何元件的術語「可選地」的使用旨在意味著需要該主題元件或者替換地不需要該主題元件。兩個可替換方案意圖處於權利要求的範圍內。使用術語「可以」來引入本公開的實施例的特徵（例如，「在實施例中，小部件可以被連接到輪齒」）旨在意味著陳述所述特徵的實施例被視為處於本發明的範圍內並且這樣的實施例應被解釋為由說明書正面闡述。然而，使用術語「可以」來引入實施例的特徵不指示沒有陳述所述特徵的實施例被視為處於本發明的範圍之外。另外，儘管以複數形式描述實施例的各種特徵（例如，附連表面、局部有吸引力場所等），但是具有所述特徵的單個實例的實施例（例如，一個附連表面、一個局部有吸引力場所等）單獨地或者與其它特徵的單個或多個實例組合地也預期處於本發明的範圍內，除非以其它方式明確地指示。諸如「包含」、「包括」、「具有」等的較寬術語的使用應被理解成提供針對諸如「由...組成」、「基本上由...組成」、「基本上包括」等的較窄術語的支持。

儘管已經詳細地描述了本發明及其優勢，但是應當理解到，可以對本文公開的實施例做出各種改變、替換和更改而不脫離如由隨附權利要求限定的本發明的精神和範圍。此外，本申請的範圍不意圖被限於在說明書中描述的過程、機器、製造、物質組成、措施、方法和步驟的特定實施例。如本領域普通技術人員將容易地從本發明的公開領會到的那樣，可以根據本發明利用當前存在或者隨後要被開發的基本上執行與本文描述的對應實施例相同的功能或者基本上實現相同的結果的過程、機器、製造、物質組成、措施、方法或步驟。因而，隨附權利要求意圖在其範圍內包括這樣的過程、機器、製造、物質組成、措施、方法或步驟。

因而，保護範圍不受上面闡明的描述的限制，而是僅由隨後的權利要求限制，該範圍包括權利要求的主題的所有等同方案。將每一個權利要求作為本發明的實施例併入到說明書中。因此，權利要求是進一步的描述並且是對本發明的實施例的附加。具體實施方式中的引文的討論不是承認其為本發明的現有技術，尤其是可能具有本申請優先權日之後的公開日期的任何引文。