本技術(shù)涉及半導(dǎo)體加工與檢測設(shè)備，尤其涉及一種粒子束設(shè)備及調(diào)試方法。

背景技術(shù)：

1、粒子束設(shè)備是指利用高能電子束或高能離子束等粒子束進(jìn)行工作的設(shè)備，例如電子束光刻(electrons?beam?lithography，縮寫ebl)設(shè)備、聚焦離子束(focused-ion-beam,縮寫fib)設(shè)備、電子束檢測(electrons?beam?inspection，縮寫ebi)設(shè)備和離子注入設(shè)備等。在上述粒子束設(shè)備中，均包括樣品臺和粒子束單元；其中，樣品臺用于承載待檢測或待加工的樣品。粒子束單元設(shè)置在樣品臺一側(cè)，用于形成粒子束，并將粒子束以特定的入射角度入射樣品臺。

2、粒子束入射角度的準(zhǔn)確性影響著粒子束設(shè)備的工作性能，因此如何提高粒子束設(shè)備中粒子束入射角度的準(zhǔn)確性成為提高設(shè)備性能的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種粒子束設(shè)備及調(diào)試方法，用于提高粒子束設(shè)備中粒子束入射角度的準(zhǔn)確性，以提高設(shè)備的工作性能。

2、為達(dá)到上述目的，本技術(shù)的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種粒子束設(shè)備，該粒子束設(shè)備包括樣品臺、粒子束單元、探測裝置和控制裝置；其中，粒子束單元設(shè)置在樣品臺的一側(cè)，包括粒子束生成裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置；粒子束生成裝置用于形成粒子束，掃描偏轉(zhuǎn)裝置用于控制粒子束向樣品臺入射的入射角度；粒子束在樣品臺上形成粒子束斑。

4、探測裝置設(shè)置在樣品臺的另一側(cè)，探測裝置用于探測粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息。

5、控制裝置與探測裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置均電連接，控制裝置被配置為基于夫瑯禾費(fèi)衍射信息調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置。

6、采用本技術(shù)實(shí)施例提供的粒子束設(shè)備，控制裝置可以獲取探測裝置探測的粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息，并以該夫瑯禾費(fèi)衍射信息為參考調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置工作。由于粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息中包含有與粒子束入射角度相關(guān)的數(shù)據(jù)，因此在以夫瑯禾費(fèi)衍射信息為參考控制掃描偏轉(zhuǎn)裝置工作的過程中，可以通過夫瑯禾費(fèi)衍射信息得到粒子束的實(shí)際入射角度，利用實(shí)際入射角度和目標(biāo)入射角度的差異調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置工作，實(shí)現(xiàn)對掃描偏轉(zhuǎn)裝置的反饋控制，使粒子束的實(shí)際入射角度與目標(biāo)入射角度接近或相等，提高對粒子束入射角度控制的準(zhǔn)確性；進(jìn)而提高粒子束設(shè)備的工作性能。

7、在一些實(shí)施例中，探測裝置與樣品臺的距離在預(yù)設(shè)范圍中可調(diào)，處于預(yù)設(shè)范圍中的探測裝置均位于粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射區(qū)。在本技術(shù)實(shí)施例提供的粒子束設(shè)備中，探測裝置與樣品臺的距離即相機(jī)長度，與探測裝置對粒子束入射角度的量測精度正相關(guān)，與探測裝置對粒子束入射角度的量測范圍負(fù)相關(guān)。因此，采用相機(jī)長度可調(diào)的設(shè)計(jì)，可以通過調(diào)整相機(jī)長度，實(shí)現(xiàn)對量測精度和量測范圍的調(diào)整，兼顧高精度和大量程的應(yīng)用需要，提高量測便利性和使用范圍。

8、在一些實(shí)施例中，粒子束設(shè)備還包括設(shè)置在探測裝置和樣品臺之間的第一透鏡，探測裝置設(shè)置在第一透鏡的成像位置；第一透鏡的焦距可調(diào)。如此設(shè)計(jì)，一方面通過在探測裝置和樣品臺之間設(shè)置第一透鏡，可以在滿足探測裝置能夠探測夫瑯禾費(fèi)衍射的基礎(chǔ)上，降低對探測裝置與樣品臺之間實(shí)際距離的要求，從而有利于使粒子束設(shè)備在結(jié)構(gòu)上更為緊湊。另一方面通過調(diào)整第一透鏡的焦距，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整(等效)相機(jī)長度的目的，從而實(shí)現(xiàn)對量測精度和量測范圍的調(diào)整，兼顧高精度和大量程的應(yīng)用需要，提高量測便利性和使用范圍，

9、在一些實(shí)施例中，探測裝置包括探測區(qū)域；在向探測裝置的正投影中，粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射的衍射圖樣全部落入探測區(qū)域中。如此設(shè)計(jì)，能夠保證探測裝置的探測區(qū)域大小及相機(jī)長度滿足對粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射的探測需要；并且，還能夠在相機(jī)長度調(diào)整的過程中，保證探測裝置的探測區(qū)域大小及相機(jī)長度滿足對粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射的探測需要；從而保證探測裝置探測的準(zhǔn)確性和完整性。

10、在一些實(shí)施例中，探測裝置包括直接電子探測器、光電耦合器、熒光屏、電荷耦合器件、電荷注入器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件中的至少一種。在本技術(shù)實(shí)施例提供的粒子束設(shè)備中，探測裝置可以選擇多種不同類型的探測器，設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性好。

11、在一些實(shí)施例中，粒子束設(shè)備包括電子束光刻設(shè)備、聚焦離子束設(shè)備、電子束檢測設(shè)備和離子注入設(shè)備；其中,電子束檢測設(shè)備包括掃描電子顯微鏡和掃描透射電子顯微鏡。本技術(shù)實(shí)施例提供的方案可以應(yīng)用于多種不同的粒子束設(shè)備，在不同的粒子束設(shè)備中均可以實(shí)現(xiàn)上述提及的技術(shù)效果，應(yīng)用范圍廣，可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

12、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種粒子束設(shè)備的調(diào)試方法，其中，粒子束設(shè)備包括樣品臺、粒子束單元、探測裝置和控制裝置，其中，粒子束單元設(shè)置在樣品臺一側(cè)，包括粒子束生成裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置；粒子束生成裝置用于形成粒子束，掃描偏轉(zhuǎn)裝置用于控制粒子束向樣品臺入射的入射角度；粒子束在樣品臺上形成粒子束斑。

13、探測裝置設(shè)置在樣品臺另一側(cè)，用于探測粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息；控制裝置與探測裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置均電連接。

14、該調(diào)試方法包括：

15、控制粒子束以目標(biāo)入射角度入射樣品臺；

16、獲取探測裝置探測的夫瑯禾費(fèi)衍射信息；

17、根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息輸出調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置的調(diào)整信號。

18、采用本技術(shù)實(shí)施例提供的調(diào)試方法，可以根據(jù)粒子束實(shí)際入射角度和目標(biāo)入射角度的差異，調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置，使粒子束的實(shí)際入射角度與目標(biāo)入射角度一致或趨向一致，從而提高對粒子束入射角度控制的準(zhǔn)確性，以保證粒子束設(shè)備的工作性能。

19、在一些實(shí)施例中，根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息輸出調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置的調(diào)整信號，包括：

20、根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息得到粒子束相對于樣品臺的實(shí)際入射角度；

21、基于實(shí)際入射角度和目標(biāo)入射角度的差異，輸出調(diào)整信號。

22、在一些實(shí)施例中，根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息得到粒子束相對于樣品臺的實(shí)際入射角度，包括：

23、基于夫瑯禾費(fèi)衍射信息，通過傅里葉變換得到實(shí)際入射角度。

24、在一些實(shí)施例中，根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息得到粒子束相對于樣品臺的實(shí)際入射角度，包括：

25、基于夫瑯禾費(fèi)衍射信息，查找入射角數(shù)據(jù)庫得到實(shí)際入射角度；

26、其中，入射角數(shù)據(jù)庫包括夫瑯禾費(fèi)衍射信息中至少部分信息與入射角度的對應(yīng)關(guān)系。

27、在一些實(shí)施例中，入射角數(shù)據(jù)庫的形成方法包括：

28、控制粒子束在樣品臺上按照預(yù)設(shè)掃描規(guī)則進(jìn)行掃描；

29、在掃描過程中獲得粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息；

30、根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息得到衍射圖像的位置信息；

31、關(guān)聯(lián)位置信息與預(yù)設(shè)掃描規(guī)則，形成包含入射角度和位置信息對應(yīng)關(guān)系的基本數(shù)據(jù)庫；

32、以基本數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，線性變換得到不同探測條件下的多個(gè)子數(shù)據(jù)庫；多個(gè)子數(shù)據(jù)庫形成入射角數(shù)據(jù)庫；

33、其中，預(yù)設(shè)掃描規(guī)則包括多個(gè)掃描位置以及與每個(gè)掃描位置對應(yīng)的多個(gè)入射角度；探測條件包括探測裝置的參數(shù)信息和探測裝置的位置信息。

34、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種粒子束設(shè)備的調(diào)試裝置，其中，粒子束設(shè)備包括樣品臺、粒子束單元、探測裝置和控制裝置，其中，粒子束單元設(shè)置在樣品臺一側(cè)，包括粒子束生成裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置；粒子束生成裝置用于形成粒子束，掃描偏轉(zhuǎn)裝置用于控制粒子束向樣品臺入射的入射角度；粒子束在樣品臺上形成粒子束斑。

35、探測裝置設(shè)置在樣品臺另一側(cè)，用于探測粒子束斑的夫瑯禾費(fèi)衍射信息；控制裝置與探測裝置和掃描偏轉(zhuǎn)裝置均電連接。

36、該調(diào)試裝置包括：

37、控制模塊，控制模塊被配置為控制粒子束以目標(biāo)入射角度入射樣品臺；

38、獲取模塊，獲取模塊被配置為獲取探測裝置探測的夫瑯禾費(fèi)衍射信息；以及

39、調(diào)整模塊，調(diào)整模塊被配置為根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射信息輸出調(diào)整掃描偏轉(zhuǎn)裝置的調(diào)整信號。

40、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令在粒子束設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得粒子束設(shè)備執(zhí)行如第二方面中任一項(xiàng)所述的調(diào)試方法。

41、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在粒子束設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得在粒子束設(shè)備上執(zhí)行如第二方面中任一項(xiàng)所述的調(diào)試方法。

42、本技術(shù)實(shí)施例所提供的調(diào)試裝置、計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)與計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品所能夠達(dá)到的技術(shù)效果與上述任一實(shí)施例中的調(diào)試方法所能夠達(dá)到的技術(shù)效果相同，在此不再贅述。