使用角度固定的射束和旋转样品台的薄层生成方法和装置制造方法

使用角度固定的射束和旋转样品台的薄层生成方法和装置制造方法
【专利摘要】一种用于在衬底中生成基本上平坦的面的方法和系统，该方法包括：将一个或多个射束引导到衬底的第一表面处以从衬底中的第一位置移除材料，射束从第一表面的法线偏移非零垂落角；在垂直于第一表面的平面内扫动这一个或多个射束以在衬底中研磨出一个或多个初始切口，这些初始切口使基本上垂直于第一表面的第二表面暴露；使衬底围绕轴线旋转非零旋转角，该轴线不同于与第一射束正交或平行于第一射束的轴线；在不改变第一非零垂落角的情况下将第一射束引导到第二表面处，以从衬底中移除另外的材料；以及使这一个或多个射束在第二表面上按图案进行扫描，以在衬底中研磨出一个或多个最终切口。
【专利说明】使用角度固定的射束和旋转样品台的薄层生成方法和装置
本发明的【技术领域】
[0001]本发明涉及样品的制备以及用于电子显微镜分析的样品处理方法。
本发明的背景
[0002]半导体制造，例如集成电路的制作，典型地需使用光刻。上面形成有电路的半导体衬底，通常为硅晶圆，用例如光致抗蚀剂等材料涂覆，该材料在曝露在辐射中时会改变溶解度。位于辐射源与半导体衬底之间的平版印刷工具例如掩模或光罩投射阴影以控制衬底中哪些区域曝露在辐射中。在曝露之后，将光致抗蚀剂从曝露区域或未曝露区域中移除，从而在晶圆上留下光致抗蚀剂的经图案化的层，以便在随后的蚀刻或扩散工艺中保护晶圆的各部分。
[0003]光刻工艺允许在每个晶圆上形成多个集成电路装置或机电装置，通常称为“芯片”。晶圆随后被切成个别裸片，每个裸片包括单一的集成电路装置或机电装置。最终，这些裸片经受额外操作并且被封装成个别集成电路芯片或机电装置。
[0004]在制造过程中，曝露和聚焦的变化要求由平版印刷工艺显影的图案被连续监控或测量以确定这些图案的尺寸是否在可接受范围内。监控通常被称为过程控制，其重要性随着图案尺寸变小而显著增加，尤其是当最小特征尺寸接近平版印刷工艺可获得的分辨率极限时。为了实现越来越高的装置密度，需要越来越小的特征尺寸。这可能包括互连的金属化线的宽度和间距、接触孔和通孔的间距和直径，以及各种特征的表面几何形状例如角和边缘。晶圆上的特征为三维结构，并且完整的表征不仅需描述特征的表面尺寸，例如线或沟槽的顶宽，而且还需描述特征的完整三维轮廓。工艺工程师必须能精确地测量此些表面特征的临界尺寸(CD)以对制作过程进行微调并且确保获得所希望的装置几何形状。
[0005]典型地，使用例如扫描电子显微镜(SEM)等仪器来进行⑶测量。在扫描电子显微镜(SEM)中，一次电子束聚焦到一个细点上以对将观察的表面进行扫描。当表面被一次射束冲击时，从表面发出二次电子。这些二次电子被检测到，随后形成图像，该图像中每个点处的亮度由射束冲击表面上的相应点时检测到的二次电子的数量所决定。然而，随着特征不断变得越来越小，会出现这样一个点，在该点处有待被测量的特征对于普通SEM所提供的分辨率而言过小。
[0006]透射电子显微镜(TEM)允许观察者看到纳米级的极小特征。与只对材料表面成像的SEM相比，TEM还允许对样品的内部结构进行分析。在TEM中，宽射束冲击样品并且透射穿过样品的电子经过聚焦以形成样品的图像。样品必须足够薄以允许一次射束中的许多电子行进穿过样品并且在相对的位点处离开。样品典型地小于IOOnm厚。
[0007]在扫描透射电子显微镜(STEM)中，一次电子束聚焦到细点上，并且该点在样品表面上被扫描。透射穿过衬底的电子由位于样品远侧的电子检测器收集起来，并且图像上每个点的强度对应于一次射束冲击表面上的相应点时所收集的电子数量。
[0008]随着半导体几何形状不断缩小，制造商越来越依赖于透射电子显微镜(TEM)来监控过程、分析缺陷，并且研究界面层形态。在此使用的术语“TEM”指代TEM或STEM，并且提及制备用于TEM的样品,应理解为还包括制备用于在STEM上进行观察的样品。由于样品必须非常薄才能用透射电子显微镜方法(无论是TEM还是STEM)来观察，因此样品的制备可能是精细、费时的工作。
[0009]从大块样品材料上切下来的薄TEM样品称为“薄层”。薄层典型地小于IOOnm厚，但是在某些应用中，薄层需显著更薄。就30nm及以下的先进半导体制作工艺来说，薄层的厚度需小于20nm，以便避免小型结构之间的重叠。当前，薄化到30nm以下较为困难且不稳健。样品的厚度变化导致薄层弯曲、过度研磨，或其他重大缺陷。对于这样的薄样品而言，薄层制备是TEM分析中的一个关键步骤，它很大程度上决定了结构表征的质量以及对最小和最关键结构的分析。
[0010]尽管可以通过TEM分析而发现的信息可能非常有价值，但是生成并测量TEM样品的整个过程在历史上是如此劳动密集且费时以至于使用该类分析来进行制造过程控制一直是不切实际的。使用聚焦离子束(FIB)系统来生成用于TEM显微镜方法的薄层在本领域中是已知的。FIB系统能够将薄层研磨得足够薄以用于TEM系统中。使用双射束系统来进行TEM样品制备在本领域中是已知的。双射束系统具有用于从大块样品中研磨出薄层的FIB柱，以及用于对薄层成像的SEM柱，典型地是当薄层被研磨时。双射束系统改善了制备用于TEM分析的样品所需的时间。尽管在样品制备中使用FIB方法只使制备用于TEM分析的样品所需的时间减少到了数小时，但是分析来自一个给定晶圆的15到50个TEM样品是并不少见的。因此，样品制备的速度在TEM分析的使用中是非常重要的因素，尤其对于半导体过程控制来说。
[0011]图1A所不为米取某一定向的、用于对大块样品材料执行初始研磨以生成用于TEM分析的样品薄层的现有技术FIB系统。大块样品材料，即衬底108，被装载到工具的样品台106中。衬底108经定向使得其顶面垂直于从FIB柱102发出的聚焦离子束104。用于生成薄层110的大多数离子束机加工是在衬底108和FIB柱102采取此定向的情况下执行的。由于离子束104的聚焦(即，会聚的锥形)和路径，此垂直研磨使薄层110从顶部向底部渐缩。也就是说，薄层110的顶部比底部薄。此外，薄层110在边界114处保持牢固地附接到衬底108上。薄层110必须先从衬底108移除，之后才能用于TEM中。此外，当在竖直定向上用离子束104研磨时从衬底108移除的材料可以重新沉积在或流动到薄层110的面上，致使形成非晶层112。非晶层112降低了 TEM分析的质量并且必须被移除或磨去之后才能将薄层110用于TEM。
[0012]图1B所示为采取倾斜定向用于对使用过倾斜、抛光，和/或底切来对样品薄层进行后处理的现有技术FIB系统。过倾斜是从薄层110的侧面移除锥形以使薄层110的各面基本上平行的工艺。抛光是将通过先前的初始研磨而收集在薄层110上的一个或多个非晶层112从薄层110移除的工艺。底切是在边界114处或附近使薄层110部分地或完全地与衬底108分离的工艺。现有技术薄层生成工具对FIB柱102进行定向使得在衬底108的初始加工过程中离子束104采取竖直定向(即，与衬底108的顶面正交)。在衬底108的初始加工之后，为了执行过倾斜、抛光和底切等工艺，样品必须远离某一位置而倾斜，该位置在两个方向上均垂直于离子束104，这样便可以执行额外的离子研磨。样品台106或FIB柱102围绕薄层110的长轴线旋转一个角度116。也就是说，样品台106或FIB柱102相对于某一平面旋转角度116，该平面由薄层110的长轴线以及衬底108顶面的法线所界定。换句话说，样品台106或FIB柱102围绕一条轴线旋转，该轴线垂直于图1A的页面并且位于图IA中所示的薄层110的截面内，优选在薄层110的截面的中心附近。
[0013]在现有技术中已知的架构中，在初始研磨之后，样品台106或FIB柱102必须围绕一条轴线倾斜，以对薄层110执行任何所需的后处理，其中该轴线垂直于由FIB柱102以及衬底108顶面的法线所界定的平面。对工具进行这些倾斜(即，台或柱倾斜)中的任一者是复杂的并且增加了工具的费用、维护，和易碎性。在现有技术系统中，如果在整个薄层制备过程中FIB柱102被固持在固定位置，那么样品台106必须具有五个自由度:在X、Y和Z方向上的平移、围绕垂直于衬底顶面的轴线的旋转，以及围绕垂直于FIB柱102的轴线的旋转。或者，如果使样品台106只具有四个自由度(X、Y、Ζ，以及围绕垂直于样品顶面的轴线的旋转)，那么在研磨过程中FIB柱102必须相对于工具的剩余部分旋转以执行过倾斜、抛光，以及底切。
[0014]具有可以在可接受的漂移极限(纳米级)内精确倾斜的样品台106和/或FIB柱102的TEM样品制备系统是复杂、昂贵的且需要额外的维护。具有仅四个自由度的样品台106以及保持在固定位置的FIB柱102的TEM样品制备系统在所有其他事物相同的情况下会比上述工具成本低，较易于组装和维护，并且发生故障的可能性较小。因此，希望能够用FIB柱102执行成角度的研磨，而无需在处理过程中使样品相对于离子束104倾斜。
[0015]此外，使用上述现有技术方法形成的薄层会经历不希望的副效应，称为“垂落(curtaining) ”。图2所示为呈现出垂落效应的样品200。当衬底108由异质结构(例如，具有硅和二氧化硅的金属栅极和罩)形成时，离子束104以不同的研磨速率不同地研磨不同的兀件。一些金属兀件趋向于遮蔽其下方的较轻材料。例如，样品200包括娃部分202和钨部分204。硅部分202被研磨的速率高于钨部分204。所得效应是波浪状薄层面，或垂落物206，它在金属区域被研磨的程度不如在不带金属的区域中研磨的程度。此效应称为“垂落”，因为薄层面上的波浪特征类似于垂帘。当离子束在竖直方向上(即，垂直于衬底的顶面)被引导时，垂落效应最显著。垂落这种人为结果降低了 TEM成像的质量并且限制了最小可用样本的厚度。对于超薄的TEM样品而言，两个截面非常靠近，使得垂落效应引起的厚度变化可能使样品薄层变得不可用。因此，希望在TEM样品薄层的制备过程中减少垂落这种人为结果。
[0016]尽管前面关于薄层制备工艺的描述是在半导体制作的背景下呈现的，但是其他应用中的薄层制备现在也很常见。例如，在生物成像中，通常有利的是从嵌有树脂或低温冷冻的细胞或组织样品中生成薄层。TEM或STEM随后被用于对这些薄层成像，从而获得关于各种细胞超结构的信息。
[0017]此外，上文在薄层制备的背景下描述的微米和纳米机加工程序也可以应用于其他纳米制作程序中，例如MEM制作和用于生产机械、电气、以及机电装置的其他工艺，尤其是在这些结构跨越从数十微米至纳米尺寸的尺寸范围的情况下。
[0018]上文在聚焦的离子束的背景下描述的射束定位和倾斜程序也可以具有对其他类型的微制作工艺的应用，例如，喷水切割机和激光束的使用。
发明概述
[0019]本发明的一个实施方案包括一种用于在衬底中生成基本上平坦的面的方法，该方法包括:将第一射束引导到衬底的第一表面处以从衬底中的第一位置移除材料，第一射束从第一表面的法线偏移第一非零垂落角；在垂直于第一表面的平面内扫动第一射束以在衬底中研磨出一个或多个初始切口，这些初始切口使基本上垂直于第一表面的第二表面暴露；使衬底围绕轴线旋转非零旋转角，该轴线不同于与第一射束正交或平行于第一射束的轴线；在不改变第一非零垂落角的情况下，将第一射束引导到第二表面处，以从衬底中移除另外的材料；以及使第一射束在第二表面上按图案进行扫描，以在衬底中研磨出一个或多个最终切口。
[0020]本发明的另一个实施方案包括一种用于在衬底中生成基本上平坦的面的设备，该设备包括:用于发射粒子以在衬底中研磨出特征的第一粒子源；第一聚焦柱，该第一聚焦柱用于将从第一粒子源发射出的粒子形成为第一射束并且引导第一射束以撞击在衬底上；以及样品台，该样品台用于将衬底相对于样品台固持在固定位置，其中样品台可以围绕不多于一条轴线旋转。
[0021]前述内容已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优势，以便可以更好地理解下文中的本发明的【具体实施方式】。下文将描述本发明的另外的特征和优点。本领域的普通技术人员应了解，所披露的概念和特定实施方案可易于用作修改或设计其他结构以进行本发明的相同目的的基础。本领域的普通技术人员还应意识到，此类等效构造并不脱离所附权利要求书中所阐述的本发明的精神和范围。
附图简要说明
[0022]为了更完整地理解本发明及其优势，现在参考以下结合附图进行的描述，其中:
[0023]图1A示出了采取初始定向用于从衬底制备出用于--Μ分析的样品薄层的现有技术FIB系统；
[0024]图1B示出了采取倾斜定向用于使用过倾斜、抛光，和/或底切来对样品薄层进行后处理的现有技术FIB系统；
[0025]图2示出了呈现出垂落效应的样品200 ;
[0026]图3示出了用于实施本`发明的一个或多个实施方案的粒子束系统；
[0027]图4示出了根据本发明的一个或多个实施方案的样品薄层400和离子束18的理想化的三维图，其示出了用于确定离子束18相对于薄层400的定向的各种角度；
[0028]图5示出了展示对于各种垂落角Θ。而言研磨角0?1随旋转角Θ ^而变的曲线图500 ；
[0029]图6示出了展示根据本发明的一个或多个实施方案的用于操作聚焦离子束系统8的方法的流程图600 ；
[0030]图7示出了不呈现出垂落效应的样品700 ；
[0031 ] 图8示出了三柱组件800的顶部示意图，该三柱组件含有两个FIB柱802a和802b，中心SEM柱804的每一侧上各一个；
[0032]图9示出了图8的三柱组件800的侧面示意图，该三柱组件含有两个FIB柱802a和802b，中心SEM柱804的每一侧上各一个；
[0033]图10为展示在FIB研磨之前的平直样品表面22的电子束成像模式的侧视图；
[0034]图11为展示薄层400的侧壁的电子束成像模式的侧视图；
[0035]图12所示为使用离子束18a和18b同时研磨出两个切口 1202a和1202b的聚焦离子束柱802a和802b，其中在薄层400的每一侧上各一个切口以暴露薄层400的竖直面；
[0036]图13为图12中的聚焦离子束柱802a和802b以及聚焦离子束18a和18b的特写图，其示出了两个FIB柱可以如何彼此独立地工作；
[0037]图14展示了根据本发明的一个实施方案的用双FIB系统对薄层制备工艺中的最终切口的研磨的顶视图；
[0038]图15展示了同时抛光薄层400的同一面402以减少垂落的双FIB柱的顶视图；
[0039]图16展示了同时抛光薄层400的同一面402以减少垂落的双FIB柱的图15中的特写侧视图；
[0040]图17展示了根据本发明的一个优选实施方案的用双FIB系统使用台旋转对薄层制备工艺中的最终切口的研磨；
[0041]图18示出了包括与两个FIB柱组合在一起的两个电子束柱的本发明的替代实施方案；以及
[0042]图19示出了包括与两个FIB柱组合在一起的两个电子束柱的本发明的另一个替代实施方案。
优选实施方案的详细i兑明
[0043]本发明的实施方案针对用于在样品衬底中造出直边切口以产生优选用于透射电子显微镜(TEM)中的样品薄层的装置和方法。这些实施方案包括定位离子束使得射束不与样品衬底的顶面正交。射束在由离子束柱与衬底顶面的法线所界定的平面内进行扫描，并且衬底围绕其顶面的法线旋转，从而改变表观的研磨角。
[0044]图3示出了可以用于实施本发明的一个或多个实施方案的聚焦离子束系统8。聚焦离子束系统8包括真空封套12，离子源14位于真空封套中以便为离子束聚焦柱16提供离子。离子束18从源14穿过柱光学器件16并且穿过静电偏转机构20之间向衬底22传播，衬底包括例如位于下腔室26内的样品台24上的半导体装置。在至少一个实施方案中，样品台24具有不多于四个自由度，从而无需倾斜台。在替代实施方案中，样品台24可以包括具有多于四个自由度的倾斜台。优选地，样品台24可以在X、y和ζ方向上平移，且样品台24可以围绕垂直于样品台24顶面的单个轴线旋转。
[0045]高压电源34连接到离子源14并且连接到用于形成离子束18且将离子束18引导向样品22的聚焦柱16中的合适电极。根据由图案发生器38提供的规定图案进行操作的偏转控制器和放大器36联接到偏转板20，由此射束18可以被控制为在样品22 (也叫做“衬底”)的表面上描绘出相应图案。在一些系统中，偏转板20被放置在最终透镜之前(即，在聚焦柱16内)，如本领域中所熟知的。
[0046]离子束源14被带到衬底22上的焦点处，用于通过离子研磨、材料沉积来修改衬底22的表面或用于对表面成像的目的。用来对用于成像的二次离子或电子发射进行检测的带电粒子倍增器40可以连接到视频电路和放大器42。也可以使用本领域中已知的其他图像检测器，例如背散射式电子或X射线检测器。视频电路和放大器42为视频监控器44供应视频信号。视频监控器44还从控制器36接收偏转信号。在不同实施方案中，带电粒子倍增器40在腔室26内的位置可以变化。例如，在一个实施方案中，带电粒子倍增器40可以与离子束共轴并且包括用于允许离子束穿过的孔。扫描电子显微镜41 (SEM)以及其电源和控件45优选地提供于FIB系统8中。SEM41可以用于在用FIB18进行研磨之后或在进行FIB研磨的同时用电子束48对衬底成像，从而监控研磨过程的进程。
[0047]施加给偏转控制器和放大器36的信号使射束18在目标区域内移动，以根据由图案发生器38控制的图案在衬底22上成像或研磨。来自每个样品点的发射物由带电粒子倍增器40聚集以生成图像，该图像经由视频电路42而显示在视频监控器44上。观察图像的操作员可以对施加给柱16中的各种光学元件的电压进行调整以使射束18聚焦并且针对各种象差来调整射束18。柱16中的聚焦光学器件可以包括本领域中已知的用于聚焦的机构或未来将开发出的方法。
[0048]图4示出了根据本发明的一个或多个实施方案的样品薄层400和离子束18的理想化的三维等距视图，其示出了用于确定离子束18相对于薄层400的定向的各种角度。FIB柱16将离子束18引导到薄层400的表面上。垂落角Θ。为离子束18相对于ζ轴的角。也就是说，垂落角Θ。为离子束18与衬底22的顶面401的法线之间的角。换句话说，垂落角Θ。为在Θ ^等于零时在Xz平面内测得的离子束18相对于ζ轴的角。在图3中的聚焦离子束系统8的一个实施方案中，FIB柱16设置在聚焦离子束系统8内的固定位置中且垂落角Θ。不可变化。在替代实施方案中，FIB柱16的倾斜角可以在从衬底22中研磨出薄层400之前进行调整，从而使聚焦离子束系统能够以不同的垂落角研磨不同的衬底。然而，在此替代实施方案中，在从衬底22中研磨出薄层400时，FIB柱16相对于衬底22的顶面401的位置不发生变化，使得垂落角Θ。在整个研磨过程中是恒定的。
[0049]旋转角Θ r为投射到xy平面内的离子束18与X轴之间的角。
[0050]研磨角θπ*投射到yz平面内的离子束18与ζ轴之间的角。研磨角θπ可以根据以下等式由旋转角Θ ^和垂落角Θ。来确定:
【权利要求】
1.一种用于在衬底中生成基本上平坦的面的方法，包括: 将第一射束引导到衬底的第一表面处以从衬底中的第一位置移除材料，第一射束从第一表面的法线偏移第一非零垂落角； 在垂直于第一表面的平面内扫动第一射束以在衬底中研磨出一个或多个初始切口，这些初始切口使基本上垂直于第一表面的第二表面暴露； 使衬底围绕轴线旋转非零旋转角，该轴线不同于与第一射束正交或平行于第一射束的轴线； 在不改变第一非零垂落角的情况下将第一射束引导到第二表面处，以从衬底中移除另外的材料；以及 使第一射束在第二表面上按图案进行扫描，以在衬底中研磨出一个或多个最终切口。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 将第二射束引导到衬底的第一表面处以从衬底中的第二位置移除材料，第二射束从第一表面的法线偏移第二非零垂落角，衬底中的第二位置设置成足够接近衬底中的第一位置以形成具有所希望厚度的薄层； 在垂直于第一表面的平面内扫动第二射束以在衬底中研磨出一个或多个初始切口，这些初始切口使基本上垂直于第一表面且基本上平行于第二表面的第三表面暴露； 使衬底围绕轴线旋转非零旋转角，该轴线不同于与第二射束正交或平行于第二射束的轴线； 在不改变第二非零垂落角的情况下将第二射束引导到第三表面处，以从衬底中移除另外的材料；以及` 使第二射束在第三表面上按图案进行扫描，以在衬底中研磨出一个或多个最终切口。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括使衬底围绕垂直于第一表面的轴线旋转非零旋转角。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括基于所希望的研磨角以及第一非零垂落角来确定所述非零旋转角。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中第一射束选自包括以下各项的组:聚焦离子束、电子束、激光束，以及从喷水切割机中喷出的水射流。
6.根据权利要求2所述的方法，其中第二射束选自包括以下各项的组:聚焦离子束、电子束、激光束，以及从喷水切割机中喷出的水射流。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括在研磨过程中用扫描电子显微镜来对衬底成像。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中第一非零垂落角为射束与衬底的第一表面的法线之间的角。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中非零旋转角为包括射束和衬底的旋转轴线的平面与包括衬底的第二表面的平面之间的角。
10.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一射束的引导和所述第二射束的引导可以按时间顺序发生，并且其中所述第一射束与所述第二射束可以是相同的射束。
11.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一射束的引导和所述第二射束的引导可以大体同时发生，并且其中所述第一射束与所述第二射束是不同的射束。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在研磨出这一个或多个初始切口的过程中和/或之后，这一个或多个最终切口移除掉重新沉积在和/或流到第二表面上的材料。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在研磨出这一个或多个初始切口的过程中，这一个或多个最终切口移除掉第二表面上的、被制成为非晶态的材料。
14.根据权利要求2所述的方法，其中这一个或多个最终切口基本上移除掉薄层的顶部与底部之间的厚度变化。
15.根据权利要求2所述的方法，其中这一个或多个最终切口将薄层与衬底分离。
16.根据权利要求2所述的方法，其中薄层包括透射电子显微镜样品。
17.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将第一射束和第二射束引导到衬底上以增加产量，第一射束从衬底中的第一位置移除材料，且第二射束从衬底中的第二位置移除材料。
18.根据权利要求2所述的方法，其中该方法在没有操作者的手动干预的情况下自动执行。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括将第一射束引导到第二表面上以从衬底中移除另外的材料，且将第二射束引导到第三表面上以从衬底中移除另外的材料。
20.一种用于在衬底中生成基本上平坦的面的设备，包括: 第一粒子源，该第一粒子源用于发射粒子以在衬底中研磨出特征； 第一聚焦柱，该第一聚焦柱用于将从第一粒子源发射出的这些粒子形成第一射束并且引导第一射束以撞击在衬底上；以及 样品台，该样品台用于将衬底相对于样品台固持在固定位置，其中样品台能够围绕不多于一条轴线旋转。
21.根据权利要求20所述的设备，其中样品台围绕轴线旋转，该轴线不同于与第一射束正交和/或平行于第一射束的轴线。
22.根据权利要求20所述的设备，其中第一聚焦柱与样品台所成的角在整个研磨过程中保持固定。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，进一步包括扫描电子显微镜，其中该扫描电子显微镜经配置以对衬底中的这些研磨出的特征成像。
24.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，其中样品台具有不多于四个自由度。
25.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，进一步包括: 第二粒子源，该第二粒子源用于发射粒子以与第一粒子源同时地在衬底中研磨出特征；以及 第二聚焦柱，该第二聚焦柱用于将从第二粒子源发射出的这些粒子形成第二射束并且引导第二射束以撞击在衬底上。
26.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，进一步包括: 多于两个粒子源，这些粒子源用于发射粒子以与第一粒子源同时地在衬底中研磨出特征；以及 多于两个聚焦柱，这些聚焦柱用于将从这多于两个粒子源发射出的这些粒子形成多于两个射束并且引导这多于两个射束以撞击在衬底上。
27.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，其中样品台在x、y和z方向上平移，并且聚焦柱围绕z方向上的轴线旋转。
【文档编号】G01N1/28GK103512781SQ201310231578
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】A.B.威尔斯, N.W.帕克, C.D.钱德勒, M.W.乌特劳特 申请人:Fei 公司