一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法

本发明属于多束成像，涉及一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法。

背景技术：

1、在半导体制造中，对半导体器件的在线检测是其中的关键步骤之一，主要作用是检测器件关键尺寸和对位偏差是否符合设计要求和识别晶圆表面的缺陷。目前，光学显微和电子束显微是两种用于晶圆形貌及结构表征、缺陷检测的主要技术手段。光学检测以其检测速度快、通量大的优势，一直占据主导地位，但是光学检测受光源波长限制，随着器件特征尺寸和缺陷尺寸的不断缩小，对精确测量的要求不断提高，光学检测的空间分辨率已经无法满足纳米级别的高精度检测需求。

2、带电粒子(电子、离子等)束检测方法由于其波长短而能有效提高空间分辨率，可以满足纳米级别的高精度检测需求。但是单束带电粒子束扫描检测效率低，难以满足大规模集成电路制造的要求，所以采用多束带电粒子束高通量检测的方法成为半导体制造中在线检测的重要手段。

3、然而采用多束带电粒子束进行成像，必然要多个带电粒子束之间的相互干扰，需要解决成像过程中的串扰问题。解决串扰问题，主要的技术手段是降低多束带电粒子束在光学系统中传播时的相互干扰和降低用于成像的多通道探测器之间的干扰。

4、中国专利申请cn114556515a公开的多带电粒子束检查中的串扰消除方法中，其包括从多束检查系统的检测器获取多个图像信号的第一图像信号；第一图像信号对应于来自检测器的第一区域的检测信号，其中第一二次电子束的电子和第二二次电子束的电子入射在该第一区域上；还包括使用第一图像信号和与第一二次电子束和第二二次电子束相关联的束强度之间的关系，从第一图像信号中减少源自第二二次电子束的串扰污染等。该方法只考虑了探测器检测信号时，不同探测区域之间的串扰，通过提升探测器本身性能来降低串扰。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，通过样品台移动与带电粒子束扫描成像联动，增大到达样品表面的带电粒子束之间的间距，相应地增大了带电粒子束传播路径中的间距，从而减少多个带电粒子束之间的相互干扰，使带电粒子束产生的信号准确进入对应的探测区域，降低了其对相邻探测区域的干扰概率。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

2、一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，包括以下步骤：

3、先将样品置于可移动的样品台上，采用多束带电粒子源进行扫描检测；

4、当多束带电粒子源完成一帧扫描后，通过样品台移动切换扫描位置，进行下一帧的扫描成像，控制相邻两帧扫描成像区域部分交叠，选取特征形貌进行图像拼接，如此重复不断扫描并拼接成像，完成对整个样品的整体成像。

5、进一步的，所述多束带电粒子源中，相邻两束带电粒子源之间的间距不大于1000μm。

6、进一步的，单束带电粒子源扫描长度为0.5倍相邻两束带电粒子源间距加上交叠区域宽度，完成一帧扫描后，单束带电粒子源扫描的区域之间不连续。

7、进一步的，相邻两帧扫描成像区域的交叠区域宽度为100nm-10μm。

8、进一步的，多束带电粒子源的排列方式为正方形阵列、六边形阵列或十字形阵列。

9、进一步的，当多束带电粒子源完成一帧扫描后，样品台带动样品移动特定距离，并进行下一帧的扫描；采用这种方式，按照右→下→左或者下→右→上的次序依次扫描成像，拼接为更大的图像；通过不断拼接，完成大面积样品的整体成像。

10、更进一步的，样品每次移动的距离为0.5倍相邻两束带电粒子源的间距。

11、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

12、(1)进行样品台移动与带电粒子束成像的联动扫描后拼接成像，增大了到达样品表面进行扫描成像的带电粒子束之间的间距，相应地增大了带电粒子束在整个传播路径中的间距，从而减少多个带电粒子束之间的相互干扰，以及相邻带电粒子束产生的信号之间的干扰，使带电粒子束产生的信号准确进入对应的探测区域，降低了其对相邻探测区域的干扰概率。

13、(2)本发明的所述方法可以通过调整样品台移动方式，适配于不同排列方式(如正方形、六边形、十字形等)的带电粒子源阵列。

14、(3)本发明的所述方法能够增大带电粒子束在整个仪器设备的光学系统中的传播间距，从而降低发生串扰的概率。

15、(4)本发明的所述方法操作简单，适用于各类多束带电粒子束检测设备。

技术特征：

1.一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，所述多束带电粒子源中，相邻两束带电粒子源之间的间距不大于1000μm。

3.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，单束带电粒子源扫描长度为0.5倍相邻两束带电粒子源间距加上交叠区域宽度。

4.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，完成一帧扫描后，单束带电粒子源扫描的区域之间不连续。

5.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，相邻两帧扫描成像区域的交叠区域宽度为100nm-10μm。

6.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，多束带电粒子源的排列方式为正方形阵列、六边形阵列或十字形阵列。

7.根据权利要求1所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，当多束带电粒子源完成一帧扫描后，样品台带动样品移动特定距离，并进行下一帧的扫描。

8.根据权利要求7所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，采用这种方式，按照右→下→左或者下→右→上的次序依次扫描成像，拼接为更大的图像，通过不断拼接，完成大面积样品的整体成像。

9.根据权利要求7所述的一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，其特征在于，样品每次移动的距离为0.5倍相邻两束带电粒子源的间距。

技术总结本发明涉及一种降低多束带电粒子束成像信号串扰的扫描成像方法，包括以下步骤：先将样品置于可移动的样品台上，采用多束带电粒子源进行扫描检测；当多束带电粒子源完成一帧扫描后，通过样品台移动切换扫描位置，进行下一帧的扫描成像，控制相邻两帧扫描成像区域部分交叠，选取特征形貌进行图像拼接，如此重复不断扫描并拼接成像，完成对整个样品的整体成像。与现有技术相比，本发明的降低多束带电粒子束成像信号串扰的方法能够增大带电粒子束在整个仪器设备光学系统中的传播间距，降低发生串扰的概率。技术研发人员：车仁超,王超,赵雪冰,杨利廷受保护的技术使用者：复旦大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9