專利名稱：將工具組件的操作區(qū)域調(diào)整至預(yù)定單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在標(biāo)稱相同柵格單元的標(biāo)稱規(guī)則柵格中將工具組件的操作區(qū)域定位在預(yù)定的、隨機(jī)柵格單元上的方法，從而利用調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位，該方法包括如下步驟1.在柵格中找到初始位置參考點(diǎn)；2.執(zhí)行工具組件相對(duì)于柵格的位移；3.隨后在柵格中找到位置參考點(diǎn)；4.測(cè)試預(yù)定柵格單元是否在工具組件操作區(qū)域的預(yù)定距離以內(nèi)；5.根據(jù)測(cè)試結(jié)果，重復(fù)步驟2，如果必要?jiǎng)t重復(fù)步驟3、4。
本發(fā)明還涉及執(zhí)行本發(fā)明方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
該方法例如在半導(dǎo)體工業(yè)的缺陷分析中被應(yīng)用，其中期望利用例如掃描電子顯微鏡(SEM)在半導(dǎo)體電路的標(biāo)稱相同存儲(chǔ)單元中檢查特定的單元，例如存儲(chǔ)單元。這樣的半導(dǎo)體電路也許已經(jīng)脫離了晶片，也可構(gòu)成晶片的一部分。
在SEM的情況中，聚焦的電子束檢查采樣，例如半導(dǎo)體電路。在電子束撞擊采樣的位置，發(fā)射次級(jí)電子及其它，后者利用次級(jí)電子探測(cè)器(SED)而被探測(cè)到。在這種方式下，能以圖像形式連續(xù)獲得的(位置相關(guān))信息被獲取。SEM的焦點(diǎn)大小現(xiàn)今為例如1nm，以便隨之產(chǎn)生具有高分辨率的圖像。
在半導(dǎo)體工業(yè)中，具有例如30cm橫截面的所謂晶片被加工為IC。從某種意義上說，晶片被分解為數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)IC，從而再每個(gè)IC上有無數(shù)的半導(dǎo)體元件。這些半導(dǎo)體元件通常在IC上形成標(biāo)稱相同結(jié)構(gòu)的柵格，正如該IC處于存儲(chǔ)單元形式的半導(dǎo)體元件的情況下。為了減少生產(chǎn)損耗，期望檢查特定的半導(dǎo)體元件。
檢查特定單元例如特定存儲(chǔ)單元的期望可例如從電測(cè)試產(chǎn)生，其中發(fā)現(xiàn)所關(guān)心的單元的屬性是否會(huì)偏離其它單元的規(guī)格。通過檢查這種特定單元，人們能夠獲知引起偏離的深層原因，引導(dǎo)處理和/或生產(chǎn)的改善，從而減少生產(chǎn)損耗。
例如現(xiàn)今在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的存儲(chǔ)單元通常占據(jù)小于1平方微米的面積，并組成柵格，其中排列例如1000×1000個(gè)存儲(chǔ)單元。為了能夠利用例如SEM檢查特定存儲(chǔ)單元，SEM的操作區(qū)域(圖像區(qū)域)不得不被移位至該特定存儲(chǔ)單元。為此目的，首要的是定位易于識(shí)別的點(diǎn)，例如柵格的角點(diǎn)，使人能夠據(jù)此移位至要進(jìn)行檢查的存儲(chǔ)單元。
在上述方法中，通過SEM能夠獲得的半導(dǎo)體電路的圖像在顯示器上被連續(xù)顯示。固定在移動(dòng)機(jī)構(gòu)例如x-y工作臺(tái)上的半導(dǎo)體電路可利用例如操縱桿被移位。首先，圖像區(qū)域被移位至在已知位置例如柵格角點(diǎn)的柵格單元。根據(jù)這個(gè)已知位置，人們事先知道為了到達(dá)所要檢查的單元，必須移位多少行和多少列。接著，半導(dǎo)體電路利用操縱桿被移位，從而人眼同時(shí)跟隨顯示器上的半導(dǎo)體電路的位移。然后通過位移期間圖像在半導(dǎo)體電路上移位了多少行和多少列來計(jì)數(shù)，最終到達(dá)預(yù)定位置。
公知方法的缺點(diǎn)在于計(jì)數(shù)誤差可能很大，例如由于中斷或干擾了正專心于執(zhí)行該方法的人員。計(jì)數(shù)誤差會(huì)容易產(chǎn)生或者人們會(huì)錯(cuò)誤地計(jì)數(shù)，然后整個(gè)過程不得不重新執(zhí)行。在這種環(huán)境下人們必須意識(shí)到x-y工作臺(tái)的移動(dòng)在該放大倍數(shù)下以類似振動(dòng)的方式發(fā)生，從而成像小于1μm2的單元。
應(yīng)該注意單元不是必須以矩形柵格的形式排列，也可以是例如偏斜的柵格或者例如蜂窩形式的柵格。這些柵格形式增大了產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種方法，其產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差的可能性小于在前面所述方法情況下產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差的可能性。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，按照本發(fā)明的方法的特征在于-位移的形式為位移跳變；-最大跳變尺寸基于以下條件而定-在柵格周期單元中所示的位移結(jié)構(gòu)的位置不確定性和/或，
-在柵格周期單元中所示的柵格的周期的不確定性，以及；-位移跳變被選為小于最大跳變尺寸。
本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)，即在位移跳變之后，在遠(yuǎn)小于柵格單元之間的柵格距離的精度下確定柵格單元的位置。結(jié)果，在每次位移跳變之后可消除跳變尺寸中的不確定性。但是，在一個(gè)柵格單元和與其相距整數(shù)個(gè)柵格距離的標(biāo)稱相同柵格單元之間不進(jìn)行區(qū)分。因此必須在跳變之后知道在標(biāo)稱相同柵格單元的柵格中，必須確定哪個(gè)柵格單元的位置。由調(diào)整機(jī)構(gòu)執(zhí)行的位移的不確定性通常取決于跳變尺寸?，F(xiàn)通過選擇跳變尺寸，使得跳變尺寸的不確定性小于半個(gè)柵格距離，在必須確定哪個(gè)柵格單元的位置這一問題上不會(huì)發(fā)生混亂。通過將從已知位置到預(yù)定柵格單元的位置的位移分為其中的不確定性小于半個(gè)柵格距離的跳變尺寸，并通過消除每次跳變之后跳變的不確定性，工具組件由此被最終調(diào)整至預(yù)定柵格單元。
應(yīng)該注意，移動(dòng)機(jī)構(gòu)的不確定性會(huì)引起不確定性，但這種誤差也可由柵格周期的不規(guī)則性引起。
還應(yīng)該注意，跳變尺寸的不確定性在不同方向上不必是相同的。這是由于移位機(jī)構(gòu)(例如機(jī)械移位工作臺(tái))的不確定性在不同方向上可以是不同的。此外，柵格的周期在不同方向上可以不同，對(duì)于不同的方向產(chǎn)生不同的最大跳變尺寸。
在按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例中，利用相關(guān)技術(shù)找到位置參考點(diǎn)。
在這些使用工具組件的實(shí)例中，例如在圖像形成技術(shù)中，利用例如交叉相關(guān)可確定兩個(gè)圖像的移位。這實(shí)質(zhì)上是公知技術(shù)。因此交叉相關(guān)可用于確定兩個(gè)圖像的移位——一個(gè)在位移跳變之前被記錄，另一個(gè)在位移跳變之后被記錄。該移位由基于位移跳變的期望分量和基于位移跳變不確定性的隨機(jī)分量組成。因此可確定隨機(jī)分量，并隨后消除其影響。
應(yīng)該注意，圖像的移位不必等于跳變尺寸當(dāng)位移是整數(shù)個(gè)柵格距離時(shí)，圖像移位例如標(biāo)稱等于零(記錄是標(biāo)稱相同的)。
還應(yīng)該注意，術(shù)語(yǔ)“圖像”不能僅視為平面圖像(2D)，還可理解為空間圖像(3D)。
使用相關(guān)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于該方法能以自動(dòng)方式執(zhí)行，導(dǎo)致計(jì)數(shù)誤差的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步減小，并導(dǎo)致人員花費(fèi)的減少。
使用相關(guān)技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是人們由此使用來自例如SEM的整個(gè)圖像的信息，使得即使在信噪比低的情況下仍可以較好地確定移位，從而還可以較好地確定跳變尺寸。
使用相關(guān)技術(shù)的一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是在柵格單元不完全相同的情況下還可較好地確定移位，例如由于某些柵格單元的損壞，或者由于柵格單元(部分)不可見，例如由于灰塵粒子位于其上。這還導(dǎo)致產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差的危險(xiǎn)進(jìn)一步減小。
應(yīng)該注意，2000年11月12-16日于華盛頓貝爾維尤，H.W.Tan等人在Proceedings of the 26th International Symposium on Testing andFailure Analsis(關(guān)于測(cè)試和故障分析的國(guó)際討論會(huì))上第469-476頁(yè)提出的“Automatic IC Die Positioning in the SEM(SEM中自動(dòng)IC模壓定位)”中，描述了一種在半導(dǎo)體電路上自動(dòng)定位SEM圖像平面的方法。特別地，在第473頁(yè)右欄中，闡明了一種在柵格單元的一個(gè)規(guī)則柵格的情況下實(shí)現(xiàn)該目的的方法。在這種情況下，對(duì)于第一半導(dǎo)體電路，首先產(chǎn)生從初始位置到要檢測(cè)的位置的移動(dòng)，接著產(chǎn)生回到初始位置的移動(dòng)。在回移過程中，產(chǎn)生一系列記錄。對(duì)于另一個(gè)半導(dǎo)體電路，如果標(biāo)稱相同初始位置處的人員接著利用圖像識(shí)別技術(shù)，在每個(gè)跳變之后，人員將所記錄的圖像與一系列在先記錄的圖像之一進(jìn)行比較，便可在每次跳變之后消除位置的不確定性，而且人員可復(fù)制第一半導(dǎo)體電路上經(jīng)過的路徑。
因此Tan等人的方法適于復(fù)制位移，例如在第一半導(dǎo)體電路上在先實(shí)現(xiàn)的位移，但在其它半導(dǎo)體電路上，沒有提供本發(fā)明問題的解決辦法，即在隨機(jī)選擇的預(yù)定柵格單元定位的問題。
在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，利用粒子束找到位置參考點(diǎn)。
為了檢測(cè)具有最大尺寸為幾個(gè)微米或更小的單元，期望遠(yuǎn)小于1μm的分辨率。這種分辨率不能通過光學(xué)顯微鏡獲得。但是，在SEM的情況下，例如使用電子聚焦束，焦點(diǎn)的大小遠(yuǎn)小于1μm，例如1nm。結(jié)果，圖像以例如一個(gè)或幾個(gè)nm的分辨率形成。
應(yīng)該注意，束不必是聚焦束。例如在發(fā)射電子顯微鏡(TEM)中，采樣通常采用基本上平行入射的束照射，從而產(chǎn)生采樣的陰影圖像。
在按照本發(fā)明的方法的另一步實(shí)施例中，移位機(jī)構(gòu)引起粒子束的偏轉(zhuǎn)。
替代的是，也可以應(yīng)用例如圖像區(qū)域相對(duì)柵格單元的機(jī)械移位，非機(jī)械移位。當(dāng)利用粒子束時(shí)，例如電子束和離子束，圖像區(qū)域可利用電/磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)粒子束來移位。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，工具組件是掃描探針顯微鏡(SPM)。
掃描探針顯微鏡，例如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、磁力顯微鏡、靜電力顯微鏡、掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡等能夠呈現(xiàn)很小的細(xì)節(jié)，直至原子尺寸的細(xì)節(jié)。按照本發(fā)明的方法非常適于將這種掃描探針顯微鏡的圖像區(qū)域移位預(yù)定數(shù)量的柵格距離。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，柵格是半導(dǎo)體電路上圖案的柵格。
半導(dǎo)體工業(yè)中使用的半導(dǎo)體電路通常表示精微小單元的規(guī)則柵格。為了檢測(cè)這種柵格，這種柵格中的單元必須具有例如高于1μm的精度。當(dāng)前期望是半導(dǎo)體電路的結(jié)構(gòu)尺寸在未來只會(huì)減小，單元數(shù)量只會(huì)增大。結(jié)果，移位機(jī)構(gòu)(例如移動(dòng)工作臺(tái))相對(duì)于單元尺寸的相對(duì)不精確度也只會(huì)增大。在這些電路的情況下應(yīng)用本發(fā)明的方法具有很大吸引力。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，利用電磁輻射找到位置參考點(diǎn)。
工具組件可以是光學(xué)顯微鏡，但還可以是例如檢測(cè)X射線輻射的顯微鏡(以位置相關(guān)的方式)。
應(yīng)該注意，如果柵格所在位置的采樣對(duì)使用的電磁輻射來說是完全透明的，則不只會(huì)在二維柵格中還會(huì)在三維柵格中確定位置參考點(diǎn)。還應(yīng)該注意，可以想到工具組件利用某種類型的輻射照射物體，但也可觀察到另一種類型的輻射。在這一環(huán)境中，人們能夠例如觀察熒光單元，它響應(yīng)于例如附帶粒子束(例如電子束)的X射線輻射或照射而發(fā)光。當(dāng)柵格由例如電子束照射時(shí)，人們還可觀察到X射線輻射。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，利用聲音找到位置參考點(diǎn)。
工具組件可發(fā)送和/或接收聲音，例如超聲波，從而實(shí)施例如回波描記術(shù)。作為一種應(yīng)用，人們能夠例如觀察到在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的回波描記術(shù)(籍此工具組件生產(chǎn)并檢測(cè)超聲波)，還可觀察在石油工業(yè)中定位油田所應(yīng)用的回波描記術(shù)，此聲波例如由爆炸產(chǎn)生。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，利用磁共振找到位置參考點(diǎn)。
在磁共振的情況下，要檢測(cè)的采樣被放在磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)具有梯度。接著，采樣被暴露于特定頻率的電磁輻射，該頻率取決于磁場(chǎng)。對(duì)其響應(yīng)，該采樣(特別是采樣中的氫原子)吸收并接著再發(fā)射電磁輻射，該輻射以振幅、頻率和/或相位形式給出有關(guān)該采樣的信息。
當(dāng)該采樣包含可利用磁共振檢測(cè)的柵格單元時(shí)，工具組件的圖像區(qū)域可相對(duì)于該柵格而被定位。該柵格可以是二維柵格，但也可以是三維柵格。
在按照本發(fā)明的方法的又一個(gè)實(shí)施例中，在工具組件操作區(qū)域相對(duì)該柵格的非中斷移動(dòng)期間找到位置參考點(diǎn)。
在每次跳變之后，重復(fù)停止并再開始移位機(jī)構(gòu)的移動(dòng)耗費(fèi)時(shí)間。通過在非中斷移動(dòng)期間找到位置參考點(diǎn)節(jié)省了時(shí)間。
應(yīng)該注意，在例如為了找到位置參考點(diǎn)而記錄圖像的情況下，在移動(dòng)時(shí)記錄圖像會(huì)引起某種程度的圖像變形。但是，如果在所比較的記錄之間出現(xiàn)很大程度的相關(guān)，則關(guān)于確定所實(shí)現(xiàn)位移的結(jié)果是不顯著的。還可產(chǎn)生具有相同的位移速度和方向的兩條記錄，以便兩條記錄具有相同的圖像變形。另一種可能是通過操作圖像之一來補(bǔ)償產(chǎn)生的圖像變形。


下面基于附圖闡明本發(fā)明，其中相同的參考標(biāo)號(hào)代表相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。其中-圖1示意性地表示執(zhí)行本發(fā)明的方法的設(shè)備；-圖2A示意性地表示產(chǎn)生位移跳變之前的圖像；-圖2B示意性地表示產(chǎn)生位移跳變之后的圖像；-圖2C示意性地表示圖2A和圖2B的期望的和實(shí)現(xiàn)的圖像位移；-圖2D示意性地表示對(duì)應(yīng)于圖2C的交叉相關(guān)圖案；
-圖3示意性地表示STM；-圖3A表示圖3的區(qū)域A的放大部分。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地表示執(zhí)行本發(fā)明的方法的SEM形式的設(shè)備。
要分析的采樣例如半導(dǎo)體電路110位于x-y工作臺(tái)112形式的移位機(jī)構(gòu)上。用電子柱120形式的工具元件的散焦電子束122照射半導(dǎo)體電路110。照射的結(jié)果是，釋放次級(jí)電子，其被次級(jí)電子探測(cè)器(SED)126檢測(cè)到。還釋放X射線，可以利用探測(cè)器127檢測(cè)X射線，探測(cè)器128在此探測(cè)所釋放的光。半導(dǎo)體電路110、移位機(jī)構(gòu)112以及探測(cè)器126、127和128位于真空腔130中，真空腔通過真空裝置(未示出)被抽空。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，這種抽空是必要的，以便使電子柱120和SED126正常工作。
由于電子束122的焦點(diǎn)124通過受控制單元140控制的電子柱120在半導(dǎo)體電路110上形成光柵，探測(cè)器126、127和128將從半導(dǎo)體電路110檢測(cè)位置相關(guān)信息。來自探測(cè)器126、127和128中的一個(gè)或多個(gè)的信息在監(jiān)視器144上通過圖像處理單元142被轉(zhuǎn)換為電子柱120的圖像區(qū)域的圖像108-i。通過這種方式，在監(jiān)視器144上呈現(xiàn)由該設(shè)備產(chǎn)生的每條記錄。
應(yīng)該注意，例如以矩形柵格形式排列的單元也可以是利用電子束激發(fā)的熒光標(biāo)記，從而發(fā)光。這種標(biāo)記可以是例如涂有硫化鎘或硒化鎘的毫微晶體。通過利用探測(cè)器128檢測(cè)所釋放的光，圖1的設(shè)備適于根據(jù)電子束122的分辨率確定這種標(biāo)記的位置。這是因?yàn)閮H當(dāng)電子束位于標(biāo)記上時(shí)才發(fā)光，結(jié)果標(biāo)記被激發(fā)。以矩形柵格形式排列的單元也可包含一種材料，該材料發(fā)射其X射線輻射特征(利用探測(cè)器127可探測(cè))，可在此基礎(chǔ)上確定這些單元的位置。
圖2A示意性地表示第一圖像108-i的結(jié)構(gòu)。圖2A還表示定向柵格，該定向柵格具有結(jié)構(gòu)柵格的周期。該定向柵格不是規(guī)則結(jié)構(gòu)的一部分，并可視為固定在監(jiān)視器144的屏幕上。這里著重表示結(jié)構(gòu)100-1，以便簡(jiǎn)化下一附圖即圖2B的相同部分。
圖2B示意性地表示在向右一個(gè)柵格距離的期望位移之后，圖像108-2的結(jié)構(gòu)。圖2B還表示一個(gè)定向柵格。該定向柵格不是規(guī)則結(jié)構(gòu)的一部分，并可視為固定在監(jiān)視器144的屏幕上。以下的圖像108-2相對(duì)于圖像108-1被移位，如圖2A所示，但能夠清楚地看到實(shí)際位移不對(duì)應(yīng)于向右一個(gè)柵格距離的期望的位移。
圖2C示意性地表示相對(duì)于圖2A的期望的和實(shí)現(xiàn)的圖像位移。期望的位移——向右一個(gè)柵格距離——用位移矢量200表示。正方形202描繪了出現(xiàn)期望位移矢量的區(qū)域，假設(shè)在該位移跳變中的不確定性為小于半個(gè)柵格距離。由于該柵格是標(biāo)稱相同結(jié)構(gòu)的柵格，因此存在產(chǎn)生類似畫面的許多可能位移。這些位移中的一部分用矢量204-i表示。通過這些矢量，人們必須選擇描述實(shí)際移位的位移矢量。由于該結(jié)構(gòu)是標(biāo)稱相同的，因此無法基于該結(jié)構(gòu)的形式找到正確的矢量。然而眾所周知，所實(shí)現(xiàn)的位移矢量必須位于正方形202的范圍內(nèi)，因此矢量204-1表示所實(shí)現(xiàn)的位移。毫無疑問，只有一個(gè)位移矢量可在正方形202中終止。現(xiàn)通過確定矢量200和矢量204-1之差，可消除位移跳變中不確定性的影響。
盡管在某些結(jié)構(gòu)的情況下，能夠以簡(jiǎn)單的方式確定這些結(jié)構(gòu)的位置參考點(diǎn)伴隨物，但并不總是能夠以容易的方式實(shí)現(xiàn)。例如，如果由于該結(jié)構(gòu)不能被明確定義而不容易在該結(jié)構(gòu)上確定位置參考點(diǎn)，如果塵埃粒子位于該結(jié)構(gòu)上，如果該結(jié)構(gòu)被破壞等等，均會(huì)發(fā)生問題。在這些情況下，相關(guān)技術(shù)的利用是很有吸引力的。
如相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，交叉相關(guān)是一種確定兩個(gè)圖像相互移位的算法。在交叉相關(guān)的情況下，使用第一圖像——所謂參考圖像——相對(duì)于第二圖像的不同移位，人們確定該參考圖像和該第二圖像之間灰度值(灰度級(jí)別)的一致性。這里所確定的值(每個(gè)移位一個(gè)值)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器和/或第三圖像中，從而每個(gè)點(diǎn)的(灰度)值都對(duì)應(yīng)第一圖像和第二圖像之間的相關(guān)值。應(yīng)該注意，當(dāng)圖像具有有限尺寸時(shí)，通常也是這種情況，圖像在移位時(shí)相互之間只會(huì)部分重疊。人們可選擇僅僅比較兩個(gè)圖像的重疊部分。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，這和處理圖像區(qū)域有限性的相應(yīng)技術(shù)就是所謂的“分屏”。
圖2D示意性地表示通過比較圖2A和2B所示圖像而形成的交叉相關(guān)圖案。它顯示了六個(gè)相關(guān)頂點(diǎn)210-i，即圖像的六次相互移位，從而發(fā)生高度相關(guān)。毫無疑問這些相關(guān)頂點(diǎn)應(yīng)該用于確定實(shí)際位移。如果不確定程度小于半個(gè)柵格距離，則尋找后相關(guān)頂點(diǎn)與期望位置200的距離應(yīng)該小于半個(gè)柵格，即在正方形202的范圍內(nèi)。因此很清楚哪個(gè)相關(guān)頂點(diǎn)描述了實(shí)際位移，并可確定實(shí)際位移。
圖2D和圖2C之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)該清楚圖2D的相關(guān)頂點(diǎn)表示圖2C的矢量204-i的末端。
應(yīng)該注意，在確定不確定性時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。該誤差例如由相關(guān)圖案中的噪聲引起?？梢韵氲剑?dāng)通過對(duì)兩個(gè)最終位置測(cè)定之間進(jìn)行比較而重復(fù)消除位移跳變中的不確定性時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大于半個(gè)柵格距離的累積誤差。以這種方式，還不能肯定哪個(gè)柵格單元是要研究的柵格單元。但是，通過重復(fù)比較，例如最終圖像至第一圖像，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差。這是由于在這種情況下，期望的移位和實(shí)現(xiàn)的移位相對(duì)于第一圖像被重復(fù)確定。
還應(yīng)該注意，第一圖像可以是由例如工具組件形成的圖像，但也可以是根據(jù)元件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)構(gòu)造的圖像，例如從CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))方案生成。
在該方法中利用相關(guān)技術(shù)的一個(gè)極大的優(yōu)點(diǎn)是通過將例如第一圖像作為參考圖像，并通過在每個(gè)跳變之后將在跳變之后記錄的圖像與之相關(guān)，使整個(gè)參考圖像和整個(gè)捕捉圖像的信息作為位置參考點(diǎn)，而不必為該目的識(shí)別該結(jié)構(gòu)的特定特征。
相關(guān)技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)是可以應(yīng)用來自整個(gè)圖像的信息，這在例如信噪比差的情況下也可使應(yīng)用成為可能。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是即使單元不完全相同，例如由于灰塵粒子位于單元(的一部分)上或者單元被破壞，也可獲得良好的結(jié)果。
應(yīng)該注意，在位置參考點(diǎn)定位期間，采樣不必是靜態(tài)的。特別地，如果應(yīng)用例如相關(guān)技術(shù)的圖像獲取快速發(fā)生，以至獲取期間的位移比工具組件或該結(jié)構(gòu)的操作區(qū)域的尺寸小，則該位移可以繼續(xù)，且調(diào)整裝置的控制可以在移動(dòng)中改變。即使在獲取期間發(fā)生相當(dāng)大的移位，也可由例如獲取期間粒子束的連續(xù)偏轉(zhuǎn)補(bǔ)償。對(duì)于獲取期間的位移，也可在圖像存儲(chǔ)器中進(jìn)行補(bǔ)償。
實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)執(zhí)行交叉相關(guān)的圖像在5×5的柵格內(nèi)包含例如25個(gè)柵格單元時(shí)，可實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)果。當(dāng)圖像由這些5×5的單元中建立時(shí)，包括例如256×256個(gè)圖像點(diǎn)，則在普通計(jì)算機(jī)上利用相關(guān)技術(shù)，位移跳變的實(shí)際尺寸可在每秒確定數(shù)十次。
圖3示意性地表示STM。在STM中，尖針302形式的探針被移動(dòng)裝置304在十分接近待檢測(cè)表面300的上方移動(dòng)。從針302到表面300的距離很小，例如小于0.5nm。在針302和表面300之間有電壓電源306引起的電勢(shì)差，該電勢(shì)差引起隧道電流。該隧道電流由電流測(cè)量裝置308測(cè)量。該隧道電流的大小在很大程度上取決于針302和表面300之間的距離。移動(dòng)裝置304大體上由壓電元件組成，針可通過該元件在平行于和垂直于表面300的平面上移動(dòng)。通過反饋從電流測(cè)量裝置308到移動(dòng)裝置304的信號(hào)，針302在與表面300保持基本恒定的距離。當(dāng)針302通過移動(dòng)裝置304被移過該表面時(shí)，在控制單元310的控制下，針會(huì)停留在與該表面基本恒定的距離處，結(jié)果，垂直于該表面的移動(dòng)的壓電元件的控制信號(hào)會(huì)給出相對(duì)于表面300的(位置相關(guān))高度信息。由于該高度信息也被傳遞到控制單元310，因此可在監(jiān)視器312上顯示圖像，從而例如不同的灰度值表示不同的高度。
圖3A示意性地表示圖3的區(qū)域A的放大部分。針302的末端位于待檢測(cè)表面300的微小距離處。隧道電流314在該針和該表面之間流動(dòng)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)將針302保持在與該表面基本恒定的距離處，以便針302的末端在運(yùn)動(dòng)時(shí)遵循路徑316。
毫無疑問，借助于所獲得的圖像，可確定位置參考點(diǎn)的位置。因此可通過在STM的操作區(qū)域內(nèi)確定位置參考點(diǎn)來實(shí)施按照本發(fā)明的方法，隨后將到表面的距離增大至安全距離(即該針不接觸表面的距離)，然后產(chǎn)生跳變，再次減小該針和該表面之間的距離，并再次在STM的(移位)工作區(qū)域內(nèi)尋找位置參考點(diǎn)。重復(fù)進(jìn)行，直到到達(dá)期望的位置。
按照本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在跳變期間可將該針的位移速度選得遠(yuǎn)高于該針在形成采樣光柵期間的位移速度。
盡管在STM的情況下闡明了按照本發(fā)明的方法的應(yīng)用，但本領(lǐng)域技術(shù)人員知道在其它掃描探針顯微鏡的情況下如何應(yīng)用該方法。這是由于在所有SPM中，尖銳的探針在該表面上形成光柵，以便非常接近或者接觸該表面，并由此獲得與采樣相關(guān)的信息，該信息可例如以圖像形式被描述。利用正確形式的SPM，可找到特殊形式的位置參考點(diǎn)，例如磁性粒子的位置或者由摩擦力的偏移系數(shù)所表征的結(jié)構(gòu)的位置。
通過前面的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何將本發(fā)明應(yīng)用于隨機(jī)圖像形成技術(shù)的情況中，例如可見光或紅外線的顯微鏡方法，例如現(xiàn)今所使用的超聲波技術(shù)或者利用磁共振的技術(shù)。通過前面的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可推導(dǎo)出如何將本發(fā)明用于其它位置確定技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種在標(biāo)稱相同柵格單元的標(biāo)稱規(guī)則柵格中將工具組件的操作區(qū)域定位在預(yù)定的、隨機(jī)柵格單元上的方法，從而利用調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位，該方法包括如下步驟(1)在柵格中找到初始位置參考點(diǎn)；(2)執(zhí)行該工具組件相對(duì)于該柵格的位移；(3)隨后在該柵格中找到位置參考點(diǎn)；(4)測(cè)試預(yù)定柵格單元是否在該工具組件的操作區(qū)域的預(yù)定距離以內(nèi)，并且；(5)根據(jù)測(cè)試結(jié)果，重復(fù)步驟2，并且如果必要還重復(fù)步驟3和4，其特征在于-該位移采取位移跳變的形式；-最大跳變尺寸基于以下條件而定-在柵格周期單元中所示移位結(jié)構(gòu)的位置不確定性和/或，-在柵格周期單元中所示柵格的周期的不確定性，以及；-該位移跳變被選為小于該最大跳變尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中利用相關(guān)技術(shù)找到位置參考點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中利用粒子束找到位置參考點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中該工具組件是掃描探針顯微鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中利用電磁輻射找到該位置參考點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中利用聲音找到該位置參考點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中利用磁共振找到位置參考點(diǎn)。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中在該工具組件相對(duì)該柵格的非中斷移動(dòng)中找到該位置參考點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該移位機(jī)構(gòu)引起該粒子束的偏轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其中該柵格是半導(dǎo)體電路上的圖案的柵格。
11.一種裝備控制單元以執(zhí)行權(quán)利要求2的方法的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種將例如電子顯微鏡的圖像區(qū)域定位在標(biāo)稱相同結(jié)構(gòu)的規(guī)則柵格的特定結(jié)構(gòu)上的方法。這種結(jié)構(gòu)例如可以是芯片上的存儲(chǔ)單元?，F(xiàn)今這種存儲(chǔ)單元具有例如小于1μm
文檔編號(hào)H01L21/66GK1967797SQ200610138819
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者J·S·費(fèi)伯 申請(qǐng)人:Fei公司