[发明专利]用于局部区域导航的高精确度射束放置

说明书

本申请要求来自2009年10月11日提交的美国专利申请12/577,200和来自2008年10月12日提交的美国临时申请No. 61/104,732的优先权，其通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及粒子束系统中的工作台（stage）导航和射束放置，并且特别地涉及使用由FIB或SEM装置进行的高分辨率图像的获取的到样本表面上的感兴趣位点的高精确度局部区域导航。

背景技术

诸如集成电路制造的半导体制造通常伴随有光刻法的使用。用在被暴露于辐射时改变可溶性的诸如光致抗蚀剂的材料来涂敷正在其上面形成电路的半导体衬底（通常为硅晶片）。位于辐射源与半导体衬底之间的诸如掩模或中间掩模的平版印刷工具投射阴影以控制衬底的哪些区域将被暴露于辐射。在暴露之后，从已暴露或未暴露区域去除光致抗蚀剂，在晶片上留下图案化光致抗蚀剂层，其在后续的蚀刻或扩散过程期间保护晶片的各部分。

光刻法过程允许在每个晶片上形成常常也称为“芯片”的多个集成电路器件或机电器件。然后将晶片切割成单独的管芯，每个管芯都包括单个集成电路器件或机电器件。最后，这些管芯经受附加操作并被封装到单独的集成电路芯片或机电器件中。

在制造过程期间，暴露和焦点的变化要求连续地监视或测量由平版印刷过程显影的图案以确定图案的尺寸是否在可接受范围内。常常称为过程控制的此类监视的重要性随着图案尺寸变小而显著地增加，尤其是随着最小特征尺寸接近平版印刷过程可获得的分辨率的极限。为了实现更高的器件密度，要求越来越小的特征尺寸。这可以包括互联线的宽度和间距、接触孔的间距和直径以及诸如各种特征的拐角和边缘的表面几何结构。

结果，表面特征的仔细监视变得越来越重要。随着设计规则的缩小，用于处理中的误差的裕度变小。与设计维度的甚至小的偏差可能不利地影响完成的半导体器件的性能。

因此，半导体客户要求高精确度射束放置以对诸如存储器阵列中的单个位误差或用于电路修正的位置之类的特征进行定位。射束移位导航系统遭受样本漂移、位移的非线性性，并且通常在视场方面受到限制。在粒子束系统上使用的典型样本工作台仅仅精确到±1-2 μm。在没有高精确度工作台（类似于激光编码工作台）的情况下，不可能以100 nm或以下的精确度将该工作台直接驱动至感兴趣的位置。激光器工作台可以具有用于100nm精确度的能力，但是是昂贵的，并且限制系统灵活性，因为该工作台通常不能倾斜，从而损失功能。此外，期望的是在约30nm的精确度内驱动样本工作台，其甚至超过典型激光器工作台的能力。

因此，仍存在对一种用于到半导体表面上的局部区域内的感兴趣位点的高精确度导航的改进方法的需要，其将允许以超过样本工作台的位置精确度的精确度的射束放置。此外，存在对此类改进的方法适合于完全或部分自动化的需要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于到半导体表面上的局部区域内的感兴趣位点的高精确度导航的改进的方法，特别是在诸如FIB或SEM的粒子束系统中。

本发明举例说明一种其中倘若在局部区域内存在具有到目标位点的已知坐标关系的可见参考标记则使用成像/图案化技术有可能进行到局部区域内（例如侧面上的200 um）的感兴趣位点的高精确度导航的方法。首先获取约4096像素宽的目标区域的高分辨率图像。两个或更多对准特征位于目标区域附近。用CAD多边形将感兴趣的区域覆盖到图像上。利用数字变焦来精确地对对准点进行定位并执行两个或三个点CAD多边形重新配准。

一旦已经适当地对准了图像和坐标系，则能够经由一个或多个传递基准将该对准传递至样本本身。选择感兴趣特征附近的样本上的一个或多个可容易识别的特征并记录（多个）传递基准与感兴趣特征之间的偏移。然后能够基于坐标系对准以小得多的视场对样本进行重新成像。一旦在第二图像中识别了传递基准，则可以使用记录的偏移来对感兴趣特征进行定位并准确地安置粒子束。

根据本发明的优选实施例，大的区域、高分辨率扫描、数字变焦和图像到理想化坐标系的配准的组合使得能够在不依赖于工作台移动的情况下在局部区域周围实现导航。一旦获取了图像，则任何样本或射束漂移将不影响对准。

前述内容已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更透彻地理解随后的本发明的详细说明。下面将描述本发明的附加特征和优点。本领域的技术人员应认识到可以容易地利用所公开的概念和特定实施例作为用于修改或设计用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应实现的是此类等效构造不脱离如所附权利要求所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明