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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Untersuchen einer Probe eines Spezimen durch einen Elektronenstrahl.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Untersuchen eines dünnen Stücks eines Halbleiterwafers.
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Hintergrund
der Erfindung
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Für den Fortschritt
in der Mikroelektronik ist es wichtig, Werkzeuge zum Untersuchen
von mikroelektronischen Strukturen auf einem Chip oder Wafer mit
immer größer werdendem
Auflösungsvermögen zu haben.
Zur selben Zeit ist es wichtig, die Kosten für solche Untersuchungen zu
senken, so dass die Industrie die Geräte mit immer zunehmender Komplexität zu geringen
Kosten fabrizieren kann.
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Ein
hervortretendes Werkzeug für
solche Untersuchungen ist das Rasterelektronenmikroskop (SEM). Das
SEM verwendet einen primären
Elektronenstrahl als ein Mittel, um die Flächenstruktur eines gegebenen
Spezimen zu untersuchen. Eine Wechselwirkung des primären Elektronenstrahls
mit dem Spezimen verursacht es, dass Elektronen in Bezug auf den
primären
Elektronenstrahl in rückwärtiger Richtung
freigesetzt werden, wo sie durch einen Elektronendetektor detektiert
werden. Indem der primäre
Elektronenstrahl über
das Spezimen gerastert wird und an der jeweiligen Rasterposition
die Rate der freigesetzten Elektronen bestimmt wird, erhält man ein
Bild der Fläche
des Spezimen mit einer hohen Ortsauflösung. Die Ortsauflösung des
Bildes ist im Wesentlichen durch die Größe des Strahl-Fokusses gegeben.
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Durch
die fortschreitende Miniaturisierung von integrierten Schaltungen
ist es wichtig geworden, die Kristall- und Schichtstruktur einer
integrierten Schaltkreisstruktur unter der Oberfläche des
Wafers zu studieren. Dies wird gewöhnlich durchgeführt, indem
ein dünnes
Querschnitts-Stück
(Membran) des Wafers oder Chips durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop
(TEM) untersucht wird. Mit einem TEM kann eine Ortsauflösung bis
in den atomaren Bereich erzielt werden, was ausreichend ist um Kristallstrukturen
und Schichten, die nur wenige Atomlagen dick sein mögen, zu
analysieren. Das TEM ist dadurch charakterisiert, dass es Elektronen
detektiert, die durch das Spezimen transmittiert wurden. Daher ist der
Detektor eines TEM hinter dem Spezimen positioniert. Weiterhin beinhaltet
ein TEM anstelle des Verwendens einer Rastereinheit zum Generieren
eines Bildes eine komplexe Elektronenstrahl-Optik zwischen dem Detektor
und dem Spezimen, um ein Bild der Spezimen-Struktur auf den Detektor zu projizieren
und zu vergrößern. Um
ein Bild der Spezimen-Struktur mit hoher Genauigkeit aufzunehmen, muss
der TEM-Detektor hoch-segmentiert sein, z.B. wie ein CCD.
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Die
Präparation
und Handhabung einer Membran eines Wafers oder eines Chips für eine TEM-Untersuchung
stellt eine größere Komplikation dar,
da es die Verwendung eines TEM notwendig macht, dass die Membran
ausreichend dünn
ist (typischerweise 10 bis 100 nm dick), so dass die primären Elektronen
durch die Probe transmittiert werden. Die Fabrikation und Handhabung
solch dünner
Membrane ist keine einfache Aufgabe. In den letzten Jahren wurde
jedoch die Verwendung von fokussierten Ionenstrahlgeräten (FIB)
zum Ätzen
einer Membran von einem Wafer eingeführt, die die Probenpräparation
signifikant vereinfacht, siehe z.B.
US
5,270,552 oder
US 6,
188,068 von F. Shaapur und R. Graham, oder B. Köhler and
L. Bischoff "Entwicklung
einer neuen Technologie zur Probenpräparation für die Transmissions-Elektronenmikroskopie
(TEM) auf der Basis der Ionenfeinstrahlbearbeitung" aus "Wissenschaftlich-Technische
Berichte", FZR-329,
August 2001, ISSN 1437-322X, Forschungszentrum Rossendorf. Ein kombiniertes
FIB/SEM/TEM-System ist in
EP
0 687 897 beschrieben.
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Trotz
des Fortschritts bei der TEM-Probenpräparation und TEM-Untersuchung
ist es immer noch kompliziert, teuer und zeitaufwendig, eine TEM-Untersuchung
durchzuführen,
da für
jede Messung viele Schritte notwendig sind. Zum Beispiel ist es
für eine
TEM-Fehleranalyse eines integrierten Schaltkreises notwendig, dass
(a) die Position des Defektes auf dem Wafer oder der Chipfläche bestimmt
wird; dieser Schritt wird gewöhnlich
durch eine SEM-Untersuchung
durchgeführt;
(b) eine Querschnitts-Membran des Wafers an der defekten Position
präpariert
wird; dieser Schritt wird gewöhnlich durch
ein FIB durchgeführt;
das FIB kann mit einem zweiten SEM kombiniert werden, um das Ätzen des Wafers
zu betrachten und zu kontrollieren; (c) die Membran in das TEM eingebracht
wird, und (d) die Membran mit dem TEM untersucht wird.
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Jeder
der Schritte ist zeitaufwendig und hat seine eigenen Fallen. Zum
Beispiel ist Schritt (b) wegen der mechanischen Zerbrechlichkeit
der sehr dünnen
Membrane sehr kritisch; Schritt (c) ist wegen einer möglichen
Verschmutzung der Membran in der atmosphärischen Umgebung während des
Transports kritisch; und Schritt (d) ist teuer, weil das TEM selbst
ein teures Gerät
ist und schwierig zu bedienen ist, was Experten benötigt, die
das TEM bedienen und die Messungen evaluieren können. Weiter benötigt das
Durchführen
der Schritte (a) bis (d) für
eine TEM-Membranuntersuchung ein SEM, ein FIB, oder FIB/SEM-System,
und ein TEM, welche zusammen teuer sind. Darüber hinaus benötigt jedes
der SEM, FIB und TEM für
den Betrieb ein Vakuum hoher Qualität. Es ist zeitaufwendig ein
solches Vakuum jedes Mal zur Verfügung zu stellen, wenn ein Wafer
aus dem jeweiligen Gerät
hinein- und herausgenommen wird.
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Aus
diesen Gründen
sind Untersuchungen von dünnen
Querschnitts-Stücken
eines Spezimen, insbesondere die Untersuchung von Membranen von einem
Wafer oder einem Chip teuer. Daher sind Querschnittsuntersuchungen
für eine
Fehleranalyse von integrierten Schaltkreisen auf einer regelmäßigen Basis
nicht möglich.
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Es
ist folglich ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Untersuchen einer Probe eines
Spezimen zur Verfügung
zu stellen, die die oben genannten Nachteile nicht haben.
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Es
ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Untersuchen eines Querschnitts-Stücks (Membran) eines Wafers
auf eine kosten- und zeitsparende Weise zur Verfügung zu stellen, um Produktionslinien
mit einem hohen Durchsatz erhältlich
zu machen.
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Es
ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Untersuchen einer Membran zur Verfügung zu stellen, die Wafer-Handhabungsprobleme
und die Einwirkung atmosphärischer
Umgebung auf die Membran reduziert.
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Es
ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Untersuchen einer Membran eines Wafers zur Verfügung zu
stellen, die in bestehende Halbleiter-Herstellungslinien auf eine effiziente
Weise integriert werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
und andere Probleme werden durch die Vorrichtung gemäß Anspruch
1 und durch das Verfahren, das in Anspruch 18 offenbart ist, gelöst. Weitere
Aspekte und Verbesserungen der Erfindung sind in der Beschreibung,
den abhängigen
Ansprüchen
und den Zeichnungen offenbart.
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Die
vorliegende Erfindung enthält
eine Vorrichtung zum Untersuchen einer Probe eines Spezimen durch
einen Elektronenstrahl, beinhaltend eine Vakuumkammer, ein Ionenstrahlgerät zum Generieren
eines Ionenstrahls, verwendet, um eine Probe von dem Spezimen innerhalb
der Vakuumkammer zu ätzen;
ein Elektronenstrahlgerät
mit einer Scan-Einheit zum Scannen des Elektronenstrahls über das Spezimen
innerhalb der Vakuumkammer; das Elektronenstrahlgerät hat einen
ersten Detektor, der positioniert ist, um Elektronen, die von dem
Spezimen in einer rückwärtigen Richtung
bezüglich
der Richtung des Elektronenstrahls freigesetzt werden, zu detektieren;
das Elektronenstrahlgerät
hat einen zweiten Detektor, der positioniert ist, um Elektronen,
die von der Probe in einer vorwärts
gerichteten Richtung bezüglich
der Richtung des Elektronenstrahls freigesetzt werden, zu detektieren;
und ein Separationsmittel innerhalb der Vakuumkammer, um die Probe
von dem Spezimen für
die Untersuchung der Probe durch den zweiten Detektor zu separieren.
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Mit
der Vorrichtung gemäß Anspruch
1 ist es möglich,
die Fläche
eines Spezimen durch das Elektronenstrahlgerät und den ersten Detektor (SEM-Modus)
zu untersuchen, eine Probe des Spezimen durch das Ionenstrahlgerät (FIB-Modus)
zu ätzen, und
die Probe des Spezimen durch den zweiten Detektor (Transmissions-Modus)
zu untersuchen, wobei alles innerhalb derselben Vakuumkammer durchgeführt wird.
Auf diese Weise ist es möglich,
dass die Probe des Spezimen in einem Vakuum verbleibt, bis die Untersuchung
fertig ist. Als Konsequenz werden Messungen der Probe nicht durch
eine Verschmutzungsschicht verfälscht,
die sich ansonsten während des
Transports in einer atmosphärischen
Umgebung auf der Probe ausgebildet hätte. Weiter sind mit einer gemeinsamen
Vakuumkammer zeitaufwendige Belüftungs-
und Evakuierungs-Vorgänge
zwischen einer SEM-Untersuchung, FIB-Ätzen und einer Untersuchung
im Transmissions-Modus eliminiert.
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Darüber hinaus
ist mit der Vorrichtung gemäß Anspruch
1 kein teures TEM mit seiner komplexen Vergrößerungsoptik und Bild-detektoren
für eine Transmissions-Abbildung
notwendig. Anstelle dessen wird die Untersuchung der Probe in dem
Transmissions-Modus durch das Elektronenstrahlgerät in Kombination
mit dem zweiten Detektor durchgeführt. Das Elektronenstrahlgerät gemäß Anspruch
1 in Kombination mit dem zweiten Detektor mag keine so hohe Ortsauflösung wie
ein TEM erzielen. Jedoch ist in Abhängigkeit der Elektronenstrahl-Spotgröße und der
Dicke der Probe eine Ortsauflösung
von 1 nm, die oft für
eine Fehleranalyse ausreichend ist, noch erzielbar. (Siehe z.B.:
L. Reimer: "Scanning
Electron Microscopy, Physics of Image Formation and Microanalysis ", Chapter 8.4, Springer
Verlag; E. Coyne "A working Method
for adapting the (SEM) Scanning Electron Microscope to Produce (STEM)
Scanning Transmission Electron Microscope Images" Proceedings from the 28th International
Symposium for Testing and Failure Analysis, 3–7 November 2002, Phoenix,
Arizona; oder W. E. Vanderlinde "STEM
(scanning transmission electron microscopy) in a SEM (scanning electron
microscope) for Failure Analysis and Metrology", Proceedings from the 28th International
Symposium for Testing and Failure Analysis, 3–7 November, 2002, Phoenix
Arizona).
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Obwohl
ein TEM eine höhere
Ortsauflösung als
ein Transmissions-Rasterelektronenmikroskop erreichen mag, macht
es das Scannen des Elektronenstrahls zusätzlich möglich, ein Röntgenbild
der Probe des Spezimen zu kreieren, indem ein zusätzlicher
Röntgendetektor
zur Verfügung
gestellt wird, der Röntgenstrahlen
während
des Scannens detektiert. Das Röntgenbild
trägt nicht
nur Informationen über
die strukturelle Form sondern auch über die atomare Material-Verteilung in der
Probe des Spezimen. Diese Information kann für viele Anwendungen, insbesondere
für eine
Analyse eines integrierten Schaltkreises, wichtig sein.
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Weiter
ist es durch die Anwesenheit des ersten und des zweiten Detektors
möglich,
eine hochauflösende
Aufnahme der Probe des Spezimen mit Elektronen, die in einer rückwärtigen Richtung
ausgelöst
werden (das heißt
sekundäre
oder rückgestreute
Elektronen) parallel zu einer Messung im Transmissions-Modus durchzuführen. Durch
die dünne
Probendicke ist die Ortsauflösung
des Bildes der "rückwärtig freigesetzten
Elektronen" besser
als die Ortsauflösung
der Untersuchung an dem Spezimen.
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Weiter
spart die Vorrichtung gemäß Anspruch
1 im Vergleich zu der zuvor bekannten Ausrüstung, die für eine Untersuchung
einer Membran eines Wafers notwendig war, die ein SEM, ein FIB mit einem
SEM und ein TEM beinhalten musste, drastisch Kosten ein. Mit der
Vorrichtung gemäß Anspruch
1 kann derselbe Betrieb durchgeführt
werden, wobei man nur ein SEM mit einem zusätzlichen zweiten Detektor und
ein FIB hat. Die mehrfache Verwendung des Elektronenstrahlgeräts spart
erhebliche Anschaffungskosten. Weiter ist für die Vorrichtung gemäß Anspruch
1 eine Vakuum-Ausrüstung
für nur eine
Vakuumkammer anstelle von zwei oder drei Vakuumkammern notwendig.
Insbesondere ist der Betrieb eines SEM und seines zweiten Detektors
einfacher als ein TEM mit seiner anspruchsvollen Strahlabbildungsoptik
und seinem anspruchsvollen Bilddetektor.
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Die
einfache Handhabung der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ermöglicht ein
hohes Maß an
Automation, was insbesondere in einer Halbleiter-Fabrikationslinie
mit einem hohen Durchsatz nützlich
ist. Weiter ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass sie einfach in eine gegebene Halbleiter-Prozesslinie
integriert werden kann, in der SEMs sowieso für nicht-destruktive Untersuchungen
während
der Fabrikation notwendig sind. Indem ein solches SEM durch die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ersetzt wird, wird eine Untersuchung von Membranen von Wafern, die
in der Produktionslinie bearbeitet werden, zu verhältnismäßig geringen
Kosten zur Verfügung
gestellt. Geringe Kosten und ein hoher Durchsatz ermöglicht Querschnitts-Probenuntersuchungen
in der Fabrikationslinie auf einer regelmäßigen Basis, was hilft, die
Qualitätskontrolle
drastisch zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung beinhaltet weiter ein Verfahren zum Untersuchen
einer Probe eines Spezimen durch einen Elektronenstrahl, das die
in Anspruch 16 enthaltenen Schritte enthält, das heißt: a) Bereitstellen einer
Vorrichtung mit einer Vakuumkammer, einem Ionenstrahlgerät, um einen
Ionenstrahl zu generieren, und einem Elektronenstrahlgerät, um einen
Elektronenstrahl zu generieren; b) Einführen des Spezimen in die Vakuumkammer;
c) Bestrahlen des Spezimen in der Vakuumkammer durch den Elektronenstrahl;
d) Ätzen
der Probe des Spezimen in der Vakuumkammer durch den Ionenstrahl;
e) Separieren des Spezimen und der Probe in der Vakuumkammer durch
ein Separierungsmittel, das einen Spezimen-Halter und einen Proben-Halter
beinhaltet; und f) Bestrahlen der Probe des Spezimen in der Vakuumkammer
durch den Elektronenstrahl.
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Mit
diesem Verfahren ist es mit nur einem Elektronenstrahlgerät und nur
einem Ionenstrahlgerät
möglich,
einen Defekt auf einem Wafer (SEM-Modus) zu lokalisieren, eine Membran
des Wafers herzustellen (FIB-Modus) und die Membran durch transmittierte
Elektronen zu untersuchen (Transmissions-Modus). Auf diese Weise
kann ein Oberflächenbild
und ein komplementäres
Querschnittsbild einer fehlerhaften Region eines integrierten Schaltkreises in
einer zeit- und kosteneffizienten Weise erhalten werden. Zusätzlich zu
den geringen Kosten im Vergleich zu den zuvor bekannten TEM-Untersuchungssystemen
kann das Verfahren gemäß Anspruch
18 verwendet werden, um Zeit zu sparen, indem der Inspektions-Zyklus der Schritte
c) bis f) von Anspruch 18 unter Vakuum durchgeführt wird. Das eliminiert Verzögerungen
durch wiederholte Belüftungs-
und Evakuierungsvorgänge,
die zum Beladen und Entladen von zuvor bekannten SEMs, FIBs und
TEMs notwendig sind.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Einige
der oben aufgezeigten und andere weitere detaillierte Aspekte der
Erfindung werden in der folgenden Beschreibung beschrieben und teilweise
unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei:
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1a bis 1d offenbart
eine erste Ausführungsform
der Erfindung und Schritte für
das Verfahren gemäß der Erfindung.
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2 offenbart
eine zweite Ausführungsform
gemäß der Erfindung
mit zwei zusätzlichen Spannungsquellen
um die Strahl-Transmissionsenergie zu erhöhen.
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3 offenbart
eine dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung,
wobei das Ionenstrahlgerät und
das Elektronenstrahlgerät
zueinander mit einem Winkel orientiert sind, um eine gemeinsame
Fokussierungsposition auf dem Spezimen zu haben.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In
der Beschreibung der detaillierten Ausführungsformen, siehe unten,
beziehen sich die Nummern auf die beigefügten 1a bis 1d, 2 und 3.
Jedoch stellen die Figuren nur besondere, nicht einschränkende Ausführungsformen
der Erfindung dar, die nur den Zweck von erläuternden Beispielen haben.
Die folgende Beschreibung, obwohl sie auf die Figuren Bezug nimmt,
ist in einem breiten Sinne zu verstehen und beinhaltet Abweichungen der
beschriebenen Ausführungsformen,
die für
einen Fachmann offensichtlich sind.
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Im
Allgemeinen soll die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung für die Untersuchung
irgendeiner Probe 12 eines Spezimen 14 verwendet
werden, die für
eine Untersuchung mit Transmissions-Mikroskopie geeignet ist. Bevorzugt
ist das Spezimen ein festes Substrat, wie z.B. ein Halbleiterwafer
oder ein Chip, und bevorzugt ist dessen Probe 12 ein dünnes Querschnitts-Stück des Wafers
oder des Chips. Für eine
solche Untersuchung resultiert die Untersuchung des Wafers 14 mit
dem Elektronenstrahlgerät 30 unter
Verwendung des ersten Detektors 36 in einem Bild der Oberfläche des
Wafers 14 (SEM-Modus) z.B. um einen Defekt auf der strukturierten
Fläche
des Wafers zu lokalisieren, während
eine Untersuchung des dünnen
Querschnitts-Stücks 12 mit dem
Elektronenstrahlgerät
unter Verwendung des zweiten Detektors 40 in einem Bild
der Querschnittsstruktur des Wafers 14 (Transmissions-Modus)
resultiert. Zur Vereinfachung wird im Folgenden, ohne auf solche
Proben beschränkt
zu sein, das dünne Querschnitts-Stück 12 wegen
seiner Elastizität
und seiner ziemlich dünnen
flachen Form "Membran" genannt.
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Bevorzugt
wird die Membran 12 von dem Wafer 14 in einer
Region fabriziert, in der der Wafer durch eine vorherige Elektronenstrahl-Flächenuntersuchung
mit dem ersten Detektor 36 untersucht wurde. Auf diese
Weise kann das Bild, das man von der Membran erhält und das Bild, das man von
der Waferfläche
erhält,
kombiniert werden, um komplementäre
Informationen dieser Region des Wafers zu haben. Bevorzugt hat die
Membran eine Dicke in dem Bereich von 5 bis 500 nm und insbesondere
bevorzugt im Bereich von 10 nm bis 100 nm. Auf diese Weise kann
die Membran 12 durch das Elektronenstrahlgerät mit dem
zweiten Detektor 40 (Transmissions-Modus) mit typischen
SEM-Elektronenstrahlenergien von 5 bis 50 keV (typischerweise werden
Energien bis zu 30 keV verwendet, aber manche Hersteller bieten
Geräte
mit 50 keV an) untersucht werden.
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Die
Vakuumkammer gemäß der Erfindung
ist gedacht, um ein kontinuierliches Vakuum während der Bestrahlung des Wafers 14 durch
das Elektronenstrahlgerät 30 (SEM-Modus),
während
des Ätzens
der Membran 12 von dem Wafer 14 durch das Ionenstrahlgerät 20 (FIB-Modus) und während des Bestrahlens
der Membran 12 durch das Elektronenstrahlgerät 30 (Transmissions-Modus)
zur Verfügung zu
stellen. Bevorzugt wird das Vakuum während der Zeit zwischen den
drei Betriebsmodi aufrechterhalten. In diesem Fall wird die Untersuchung
der Membran 12 und des Wafers 14 durchgeführt, ohne
dass eines der zwei in Kontakt mit einer externen Umgebung treten
muss. Das verbessert die Verlässlichkeit der
Messungen stark.
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Typischerweise
ist die Vakuumkammer gemacht, um ein Vakuum in der Region des Spezimen zur
Verfügung
zu stellen, das besser als 10–3 mbar, bevorzugt besser
als 10–5 mbar
ist. Je besser das Vakuum ist, desto besser ist das Abbildungsverhalten des
Elektronenstrahlgeräts 30 und
desto geringer ist die Verschmutzung der Membran 12. Weiterhin
bevorzugt ist die Vakuumkammer mit dem Ionenstrahlgerät 20 und/oder
dem Elektronenstrahlgerät 30 verbunden,
um ein hermetisches Vakuum für
den Elektronenstrahl 34 und den Ionenstrahl 22 auf
deren Weg von den jeweiligen Strahlquellen zu der gemeinsamen Vakuumkammer 18 zur
Verfügung
zu stellen.
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Das
Ionenstrahlgerät
20 wird
verwendet, um einen Ionenstrahl
22 zum Ätzen einer Probe
12 von dem
Spezimen
14 zu generieren. Eine Probe
12 von einem
Spezimen
14 durch einen Ionenstrahl
22 zu trennen
ist ein Standardvorgang (siehe z.B.
US 6,188,068 B1 , Spalte 3, Zeile 49 bis Spalte
5, Zeile 12). Wie in
US 6,188,068 beschrieben,
wird der fokussierte Ionenstrahl des fokussierten Ionenstrahlgeräts (FIB)
verwendet, um Material des Wafers mit einer hohen lateralen Ortsauflösung zu
entfernen, um eine dünne
Querschnitts-Membran von dem Wafer zu "meißeln". Bevorzugt ist das
Ionenstrahlgerät
20 gemäß der Erfindung
mit einem Mechanismus, z.B. einem Ionenstrahl-Ablenker, ausgestattet,
um den Auftreffwinkel auf dem Spezimen anzupassen. Das verbessert
die Flexibilität
zur Verwendung des Ionenstrahls als ein Messer, das die Membran
formt und sie aus dem Wafer in einer gewünschten Form schneidet, stark.
Alternativ ist der Spezimen-Halter
50, der das Spezimen
oder den Wafer hält,
neigbar unterhalb des Ionenstrahlgeräts verbunden, um anpassbare
Auftreffwinkel für
den Ionenstrahl
20 auf dem Wafer zur Verfügung zu
stellen, um die Membran
12 von dem Wafer
14 zu
meißeln.
Bevorzugt generiert die Ionenstrahlquelle
56 einen Gallium-Ionenstrahl.
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Das
Elektronenstrahlgerät 30 gemäß der Erfindung
beinhaltet bevorzugt zumindest eine Elektronenstrahlquelle 54,
um einen Elektronenstrahl 34 zu generieren. Die Elektronenstrahlquelle 54 kann
jede der Elektronenstrahlquellen, die gewöhnlich in einem Elektronenmikroskop
verwendet werden, z.B. eine thermische Wolfram-Haarnadel-Kanone
oder eine der vielen bekannten Typen von Feldemission-Elektronenkanonen
sein. Bevorzugt enthält
das Elektronenstrahlgerät 30 Strahloptik-Komponenten,
um den Elektronenstrahl auf das Spezimen 14 zu fokussieren,
um die Ortsauflösung
sowohl für
den SEM-Untersuchungsmodus als auch den Transmissions-Modus zu erhöhen. Das
Elektronenstrahlgerät 30 enthält bevorzugt
darüber
hinaus zumindest eine Anode, um die Elektronen des Elektronenstrahls 34 auf eine
vorbestimmte Energie zu beschleunigen und/oder die Auftreffenergie
auf dem Spezimen zu definieren. Für typische SEM-Anwendungen
auf einem Silizium-Wafer ist die Auftreffenergie in dem Bereich
von 100 eV bis 30 keV. Bevorzugt enthält das Elektronenstrahlgerät 30 auch
eine Fokussierungslinse 33, um den Elektronenstrahl 34 auf
das Spezimen 14 oder auf die Probe 12 des Spezimen 14 mit einer
Spotgröße bis hinunter
zu 1 nm zu fokussieren.
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Das
Elektronenstrahlgerät 30 enthält weiter eine
Scan-Einheit 32 zum Scannen des Elektronenstrahls 34 über das
Spezimen 14 und/oder die Probe 12 des Spezimen 14.
Auf diese Weise kann das Elektronenstrahlgerät 30 als ein SEM betrieben
werden, um die Fläche
des Spezimen unter Verwendung des ersten Detektors 36 zu
untersuchen, um die Elektronen 38, die von dem Spezimen 14 in
der rückwärtigen Richtung
in Bezug auf die Richtung des Elektronenstrahls 34 freigesetzt
werden, zu detektieren. Weiter kann mit der Scan-Einheit 32 das
Elektronenstrahlgerät 30 als
ein Raster-Transmissions-Elektronenmikroskop betrieben werden, um
die Probe 12 des Spezimen 14 in dem Transmissions-Modus
zu untersuchen, indem der zweite Detektor 40 verwendet
wird. Der zweite Detektor soll die Elektronen 42 detektieren,
die von dem Spezimen in einer vorwärts gerichteten Richtung in
Bezug auf die Richtung des Elektronenstrahls 34 freigesetzt
werden.
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Der
erste Detektor 36 soll zumindest ein Teil des Bereichs
der oberen Halbkugel des Spezimen 14 abdecken. Der Begriff "obere Halbkugel" bezieht sich auf
die Halbkugel, in die Elektronen 38 gerichtet sind, die
von dem Spezimen in einer rückwärtig Richtung in
Bezug auf den Elektronenstrahl 34 freigesetzt/ausgelöst werden.
Der erste Detektor 36 kann, wie in den 1a bis 1d dargestellt,
in der Elektronenstrahlsäule 31 eingeschlossen
sein; es ist jedoch auch möglich,
den ersten Detektor 36 außerhalb der Emissionsstrahlsäule 31,
z.B. an der Seite der Elektronenstrahlsäule 31 für die Detektion
rückwärtiger Elektronen 38 zu
positionieren.
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Die
Größe und der
Aufbau des ersten Detektors 36 hängt von dem Aufbau des Elektronenstrahlgeräts 30 ab,
insbesondere von dem zur Verfügung stehenden
Platz und der elektrischen Feldverteilung in der Region des Elektronenstrahls.
In den 1a bis 1d umgibt
der erste Detektor 36 die Elektronenstrahl-Achse mit einer
kreisförmigen
Symmetrie, um die rückwärts gerichteten
Elektronen, die in das Elektronenstrahlgerät 30 durch die Fokussierlinse 33 eingetreten
sind, zu detektieren. Bevorzugt ist der erste Detektor 36 ein
Halbleiter-Detektor oder ein Szintillations-Fotovervielfacher-Detektor
(Everhart-Thornley-Detektor). Beide Detektoren sind bevorzugt geeignet,
sekundäre
Elektronen mit einer Energie von typischerweise 0 bis 50 eV und
rückgestreute
Elektronen mit einer Energie bis zu der vollen primären Elektronenstrahlenergie
zu detektieren.
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Der
zweite Detektor 40 soll zumindest einen Teil des Bereichs
der unteren Halbkugel der Probe 12 des Spezimen 14 abdecken.
Der Begriff "untere Halbkugel" bezieht sich auf
die Halbkugel in die Elektronen 42, die von der Probe 12 in
eine vorwärts
gerichtete Richtung in Bezug auf den Elektronenstrahl 34 freigesetzt/ausgelöst werden,
gerichtet sind. Die Größe und der
Aufbau des zweiten Detektors 40 kann frei gewählt werden,
da unter der Probe mehr Platz vorhanden ist und weniger Beschränkungen
in Bezug auf das elektrische Feld für den zweiten Detektor bestehen.
Je größer jedoch
der durch den zweiten Detektor abgedeckte Bereich der unteren Hemisphäre ist,
desto besser ist das Signal-Rausch-Verhältnis des Transmissions-Bildes.
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Bevorzugt
sind der erste Detektor 36 und/oder der zweite Detektor 40 im
Wesentlichen nicht-abbildende Detektoren, das heißt Detektoren, die
nicht segmentiert sind, um ein Pixel-Bild zu erhalten. Vielmehr
ist es bevorzugt, dass der erste Detektor 36 und/oder der
zweite Detektor 40 jeweils Ein-Kanal-Detektoren sind, die
wesentlich einfacher betrieben werden können als ein abbildender Detektor
wie z.B. ein CCD oder jeder andere Mehrfach-Pixel-Detektor. Ein abbildender
Detektor ist für
die Vorrichtung gemäß der Erfindung
nicht notwendig, da das Abbilden bevorzugt durch Scannen des Elektronenstrahls über das
Spezimen oder die Probe des Spezimen durchgeführt wird.
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Es
gibt mehrere Optionen in Bezug auf den Typ des Detektors, der als
zweiter Detektor 40 genommen werden kann. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist der zweite Detektor 40 ein Halbleiter-Detektor.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Detektor 40 ein
Everhart-Thornley-Detektor. In einer dritten bevorzugten Ausführungsform
ist der zweite Detektor 40 ein Szintillator-Detektor, der
einen Fotovervielfacher zum Verstärken des Szintillator-Signals
verwendet. In diesem Fall wird bevorzugt ein Lichtleiter verwendet,
um das Szintillator-Signal zu dem Fotovervielfacher zu transferieren.
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Weiter
ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen der Fokussierlinse 33 und
dem zweiten Detektor 40 kleiner als 10 cm und besonders
bevorzugt kleiner als 5 cm ist. Ein geringer Abstand des zweiten Detektors 40 zu
der Fokussierlinse 33 kann verwendet werden, um die Probe 12 nahe
an dem zweiten Detektor 40 zu haben. Das vereinfacht es,
einen großen
Raumwinkel der "unteren
Halbkugel" mit einem kleinen
Detektorbereich zu detektieren.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
enthält ferner
ein Separationsmittel 50, 52 zum Separieren der
Probe 12 von dem Spezimen 14. Bevorzugt enthält das Separationsmittel 50, 52 einen
Spezimen-Halter 50, um das Spezimen 14 zu halten.
Es ist weiter bevorzugt, dass der Spezimen-Halter 50 in
der Lage ist, das Spezimen von der Untersuchungsposition unter dem
Elektronenstrahlgerät 30 zu
der Ätzposition
unter dem Ionenstrahlgerät 20 und
zurück
zu bewegen. Auf diese Weise kann der Spezimen-Halter 50 verwendet
werden, das Spezimen 14 für die Flächenuntersuchung mit dem Elektronenstrahlgerät (SEM-Modus)
als auch für
die Ionenstrahl-Behandlung (FIB-Modus) für die Präparation einer Probe von dem
Spezimen zu positionieren. In dem Fall, dass das Spezimen 14 ein
Halbleiterwafer oder ein Chip ist, kann der Spezimen-Halter 50 eine
bewegliche Wafer-Halterung sein.
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Bevorzugt
beinhaltet der Spezimen-Halter 50 auch ein mechanisches
Mittel, um das Spezimen in Bezug auf die Ionenstrahl-Achse zu kippen.
Auf diese Weise ist der Auftreffwinkel des Ionenstrahls 22 auf
dem Spezimen anpassbar, um eine gewünschte Probe aus dem Spezimen
mit größerer Flexibilität "zu meißeln".
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Bevorzugt
enthält
das Separationsmittel 50, 52 weiter einen Proben-Halter 52,
um die Probe 12 zu halten. Bevorzugt ist der Proben-Halter 52 beweglich,
um die Probe 12 von dem Spezimen aufzunehmen und sie von
dem Spezimen 14 zu entfernen. Bevorzugt ist der Proben-Halter 52 in
der Lage, die Probe zu dem Elektronenstrahlgerät 30 für die Untersuchung
in dem Transmissions-Modus, das heißt mittels des zweiten Detektors 40,
zu bewegen. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Proben-Halter 52 die Probe 12 in
einem Vakuum zu dem Elektronenstrahlgerät 30 bewegt. Auf diese
Weise ist die Probe 12 nicht der Atmosphäre ausgesetzt.
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Die
jeweilige Form und Funktionalität
des Proben-Halters
52 hängt
von der Anwendung und der Art des Spezimen ab. Die Technologie,
um eine dünne
Membran aufzunehmen und zu bewegen ist bekannt, z.B. offenbart
US 6,188,068 B1 ein
Beispiel eines solchen Proben-Halters in Spalte 5, Zeilen 12 bis 62,
wo ein Proben-Halter mit einer Glasspitze verwendet wird, um eine
Membran von einem Wafer aufzunehmen, um sie zu einem TEM für TEM-Untersuchungen
zu tragen. Ein ähnlicher
Proben-Halter
52 kann für
die vorliegende Verwendung verwendet werden, wenn das Spezimen
14 ein
Wafer ist und die Probe
12 eine Membran ist (siehe
1a bis
1d).
In diesem Fall ist der Proben-Halter
52 ausgebildet, um
die Probe in den Elektronenstrahl
34 des Elektronenstrahlgeräts
30 zu
tragen und zu positionieren.
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Als
Alternative ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung 10 eine
Tragestruktur beinhaltet, die ausgebildet und positioniert ist,
um die Probe 12 in den Elektronenstrahl 34 des
Elektronenstrahlgeräts 30 zu halten.
In diesem Fall ist der Proben-Halter 52 da, um die Probe 12 zu
dem Proben-Halter zu bewegen und sie darauf zu platzieren. Ein solches
Verfahren stellt eine gute Stabilität des Spezimen während der
Untersuchung in dem Transmissions-Modus zur Verfügung. Die Haltestruktur hält die Probe 12 bevorzugt zwischen
der Fokussierlinse 33 und dem zweiten Detektor 40.
Weiter ist die Haltestruktur bevorzugt auf eine Weise geformt, dass
sie die Passage für
die Elektronen 42, die von der Probe 12 in einer
vorwärts gerichteten
Richtung zu dem zweiten Detektor 40 ausgelöst werden,
frei lässt.
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Bevorzugt
ist die Elektronenstrahlsäule 31 des
Elektronenstrahlgerätes 30 im
Wesentlichen parallel zu der Ionenstrahlsäule 21 des Ionenstrahlgeräts 20.
Auf diese Weise können
der Elektronenstrahl 34 und der Ionenstrahl 22 so
zur Verfügung
gestellt werden, dass sie denselben Auftreffwinkel auf dem Spezimen 14 haben,
um das Spezimen zu untersuchen oder zu ätzen. Jedoch ist es auch bevorzugt, dass
das Elektronenstrahlgerät 30 einen
Kippmechanismus hat, um das Spezimen 14 unter anderen Auftreffwinkeln
zu untersuchen. Ähnlich
ist es auch für das
Ionenstrahlgerät 30 (20)
bevorzugt, einen Kippmechanismus zu haben, um das Spezimen unter
unterschiedlichen Winkeln zu ätzen.
Ein kippbares Ionenstrahlgerät 20 stellt
eine größere Flexibilität zur Verfügung, um
eine Membran oder irgendeine andere Probe 12 von einem
gegebenen Spezimen in einer gewünschten
Form zu ätzen.
Zusätzlich
oder alternativ ist das Ionenstrahlgerät 30 (20)
mit strahloptischen Komponenten zur Verfügung gestellt, z.B. einem Strahlablenker
oder einem Strahlverschieber, um den Ionenstrahl 22 über das
Spezimen 14 unter verschiedenen Winkeln zu bewegen, um
von dem Spezimen 14 eine gewünschte Probe 12 zu
erhalten.
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Bevorzugt
sind der Proben-Halter 52 und/oder die Haltestruktur so
gemacht, dass sie elektrisch mit einer Gleichstrom-Spannungsquelle
V1 verbindbar sind, um in der Lage zu sein, die Auftreff-Energie
des Elektronenstrahls 34 auf der Probe 12 des
Spezimen anzupassen. Auf diese Weise kann das Elektronenstrahlgerät 30 unter
höheren
Auftreff-Energien während
des Transmissions-Modus betrieben werden als ohne die erste Spannungsquelle
V1. Während
des Transmissions-Modus ist eine höhere Energie für eine höhere Ortsauflösung bevorzugt.
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Typischerweise
ist die DC-Spannungsquelle V1 in der Lage, eine Spannung bis zu
10 keV und bevorzugt bis zu 50 keV an der Probe 12 zur
Verfügung zu
stellen. Für
den SEM-Modus ist die Auftreff-Energie auf dem Spezimen 12 bevorzugt
zwischen 5 keV bis 50 keV oder, insbesondere bevorzugt, zwischen 0,1
bis 30 keV.
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1a bis 1d erläutert ein
bevorzugtes Verfahren zum Untersuchen einer Probe eine Spezimen
gemäß der Erfindung.
In den Figuren ist das Spezimen 14 ein Silizium-Wafer mit
einem integrierten Schaltkreis. Die Vorrichtung 10 ist
bevorzugt in eine Produktionslinie für integrierte Schaltkreise
integriert.
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1a bis 1d offenbart
einen Elektronenstrahlgerät 30 mit
einer Elektronenstrahlsäule 31, die
eine Elektronenstrahlquelle 54, eine Scan-Einheit 32 zum
Ablenken des Elektronenstrahls 34 über den Wafer 14,
eine Fokussierlinse zum Fokussieren des Elektronenstrahls 34 hinunter
auf eine Fokus-Spotgröße von weniger
als 10 nm, hat. Das Elektronenstrahlgerät 30 beinhaltet weiter
einen Elektronen-Detektor 36 (erster Detektor), um die
Elektronen 38 zu detektieren, die rückwärts in die obere Halbkugel durch
eine Interaktion des Elektronenstrahls 34 mit dem Wafer 14 ausgelöst werden.
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1a offenbart
weiter ein Ionenstrahlgerät 20,
welches in 1a ein fokussiertes Ionenstrahlgerät (FIB)
ist. Das FIB 20 beinhaltet eine Gallium-Ionenstrahlquelle 56 und
eine Ionenstrahl-Scan-Einheit 66, um den Ionenstrahl 22 über den
Wafer zu scannen, um eine Membran 12 aus dem Wafer zu ätzen. Der
Fokus des Ionenstrahls 22 auf dem Wafer 14 ist typischerweise
5 bis 100 nm weit. Mit dem Ionenstrahl 22 ist das FIB 20 in
der Lage, eine Membran aus dem Wafer 14 zu ätzen, die
nur weniger 10 nm dick sein muss. Die Ionenstrahlsäule 21 des
FIB 20 und die Elektronenstrahlsäule 31 des Elektronenstrahlgeräts 30 sind
parallel zueinander ausgerichtet.
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1a offenbart
weiter eine Tisch 68, auf dessen Fläche der Spezimen-Halter 50 von
der Untersuchungsposition 62 zu der Ätzposition 64 bewegt werden
kann. Der Tisch 68 trägt
auch den Proben-Halter 52, der entlang der Tischfläche bewegt werden
kann. Der Proben-Halter 52 hat einen Handhabungsarm 70,
um die Spitze 72 zum Ausheben und Positionieren der Membran 12 an
einer gewünschten
Position zu bewegen.
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Der
Tisch 68, der Proben-Halter 52, der Spezimen-Halter 50 und
der zweite Detektor 40 (der in 1a teilweise
durch den Spezimen-Halter 50 bedeckt ist) sind alle von
der Vakuumkammer 18 umgeben, um ein Vakuum besser als 10–5 mbar
zur Verfügung
zu stellen. Das hohe Vakuum ist notwendig, um ein Streuen des Elektronenstrahls
zu minimieren. Die gemeinsame Vakuumkammer 18 macht es
möglich, dass
die Vorrichtung in dem SEM-Modus, dem FIB-Modus oder dem Transmissions-Modus
betrieben werden kann, ohne das Vakuum zu brechen, wenn zwischen
einem Modus zu dem anderen gewechselt wird. Auf diese Weise ist
die Membran 12 niemals während des Untersuchungsvorgangs
einer Umgebungsverschmutzung ausgesetzt.
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1a zeigt
die Vorrichtung 10 während
des SEM-Modus-Betriebs, das heißt
der Wafer 14 wird durch den Elektronenstrahl 34 unter
Verwendung der Scan-Einheit 32 gescannt, während das
FIB 20 ausgeschaltet ist. Die Auftreff-Energie des Elektronenstrahls 34 auf
dem Wafer 14 ist 0,1 bis 30 keV. Der Elektronenstrahl 34 trifft
auf dem Wafer 14 auf, wodurch Elektronen 38 in
eine rückwärtige Richtung ausgelöst werden.
Der erste Detektor 36, der bei dieser Ausführungsform
ein Szintillations-Detektor ist, detektiert und zählt die
Zahl der rückwärts gerichteten
Elektronen 38 für
jede Scan-Position. Auf diese Weise wird ein Bild der Oberflächenstruktur
des Wafers mit einer Ortsauflösung
von nahezu 1 nm generiert. Das Bild der Oberfläche des Wafers 14 wird
verwendet, um zu bestimmen, ob und welche Region von Interesse nun
im Transmissions-Modus untersucht werden soll.
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In
dem Fall, dass keine Region von Interesse für eine Transmissions-Modus-Untersuchung auf dem
Wafer gefunden wird, wird der Wafer 14 zu der nächsten Bearbeitungseinheit
der Halbleiter-Produktionslinie zur Vervollständigung der Prozessierung geschickt.
Für den
Fall, dass das SEM-Bild auf dem Wafer eine Region von Interesse
für eine weitere
Untersuchung in dem Transmissions-Modus anzeigt, wird der Spezimen-Halter 50 jedoch
auf dem Halter 68 von der Untersuchungsposition 22 zu
der Ätzposition 64 bewegt,
um den FIB-Modus zu starten, um eine Membran 12 von dem
Wafer 14 zu ätzen.
Um die Membran an der gewünschten
Region von Interesse auf dem Wafer 14 zu ätzen ist
es wichtig, dass eine Kommunikationseinheit (nicht dargestellt)
die Koordinaten der Region von Interesse, wie sie durch das Elektronenstrahlgerät in dem
SEM-Modus gemessen worden sind, zu dem Spezimen-Halter 14 und/oder FIB kommuniziert.
Auf diese Weise kann der Spezimen-Halter 50 zu der richtigen Ätzposition 64 bewegt
werden, um den Wafer 14 an der Position zu ätzen, an
der die Region von Interesse ist.
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1b zeigt
die Vorrichtung von 1a während des Betriebs des FIB-Modus.
Bei dem FIB-Modus ist das Elektronenstrahlgerät 30 ausgeschaltet
und das FIB 30 (20) generiert einen Ionenstrahl 22,
um die Membran 12 aus dem Wafer 14 zu ätzen, in
dem der Ionenstrahl in dem Bereich von Interesse gescannt wird.
Das Verfahren zum Ätzen
einer Membran 12 von einem Wafer 14 durch einen FIB-Ionenstrahl
wurde bereits diskutiert und ist bekannt.
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Sobald
die Membran 12 geätzt
worden ist, wird der Spezimen-Halter 50 mit dem geätzten Wafer 14 und
der Membran 12, die immer noch darauf liegt, in die Inspektionsposition 22 zurückbewegt.
Dort wird der Spezimen-Halter 50 geneigt, um eine einfache Extraktion
der Membran 12 von dem Wafer 14 zu erlauben. Während dieses
Vorgangs kann das Elektronenstrahlgerät 30 helfen, die exakte
Position der Membran 12 innerhalb des Wafers 14 zu
bestimmen. Mit der Information der Membran-Position wird der Proben-Halter 52 auf
dem Halter 68 zu dem Wafer 14 bewegt, um die Membran 12 aufzunehmen
und sie von dem Wafer 14 zu lösen. Das Aufnehmen der Membran 12 wird
mittels einer elektrostatischen Kraft durchgeführt, die zwischen der Spitze 72 des
Proben-Halters 52 und der Membran 12 generiert
wird. 1c erläutert ein Szenarium zu dem
Moment, wenn die Spitze 72 des Spezimen-Halters 52 in
Kontakt mit der Membran 12 auf dem Wafer 14 kommt.
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Sobald
die Membran 12 durch den Arm 70 des Proben-Halters 52 gelöst wurde,
wird der Spezimen-Halter 50 von der Inspektionsposition 62 entfernt,
um Raum für
die Untersuchung der Membran 12 im Transmissions-Modus
zu schaffen. Dann wird die Membran 12 durch den Proben-Halter 52 zwischen
die Fokussierlinse 33 und den zweiten Detektor 40 für die Untersuchung
im Transmissions-Modus positioniert.
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1d illustriert
ein Szenarium während
der Untersuchung der Membran im Transmissions-Modus. Der zweite
Detektor 40, ein Szintillations-Detektor, wird verwendet,
um die Elektronen 42, die von der Membran 12 in
einer vorwärts
gerichteten Richtung in Bezug auf den Elektronenstrahl 34 ausgelöst werden,
während
der Elektronenstrahl 34 über die Membran 12 gescannt
wird, zu detektieren. Durch Evaluieren des Elektronen-Signals des
Szintillations-Detektors 40 in
Bezug zu der entsprechenden Scan-Position wird ein Transmissions-Bild
der Membran generiert. Obwohl die Ortsauflösung eines solchen Scan-Bildes
nicht ausreichend sein mag, um eine Kristallstruktur der Membran
deutlich zu machen, ist die Ortsauflösung im Allgemeinen hoch genug,
um sehr dünne
Schichten und Details von Schnittstellen-Regionen zwischen den Schichten
abzubilden.
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Es
sollte erwähnt
werden, dass es während des
Transmissions-Modus auch möglich
ist, Elektronen 38 mittels des ersten Detektors 36 zu
detektieren, die von der Membran 12 in einer rückwärtigen Richtung
in Bezug auf den Elektronenstrahl 34 ausgelöst werden.
Das durch den ersten Detektor 36 generierte Bild kann helfen,
komplementäre
Informationen über
die Oberfläche
der Membran (die mit einem Querschnitt des Wafers aus dem die Membran
gebildet wurde) zu erhalten.
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2 erläutert dieselbe
Vorrichtung wie in 1a bis 1d mit
dem Unterschied, dass eine erste Spannung der ersten Spannungsquelle
V1 und eine zweite Spannung der zweiten Spannungsquelle V2 jeweils
zwischen dem Proben-Halter 52 und der Vakuumkammer 18,
und dem Szintillations-Detektor 40 und der Vakuumkammer
angelegt sind. Die erste Spannungsquelle V1 wird vor allem im Transmissions-Modus
verwendet, um eine positive Spannung an die Membran 12 anzulegen,
um die Transmissions-Energie der Elektronen des Elektronenstrahls 34 zu
erhöhen,
wenn sie durch die Membran 12 passieren. Mit einer höheren Transmissions-Energie
kann die Ortsauflösung
des Transmissions-Modus-Bildes erhöht werden, um noch mehr Details
der Membranstruktur zu sehen.
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Im
SEM-Modus wird die Spannung der ersten Spannungsquelle V1 normalerweise
verringert um sicherzustellen, dass niedrig-energetische Sekundär-Elektronen
den ersten Detektor 36 erreichen können. Eine niedrige Spannung
der ersten Spannungsquelle V1 hält
auch die Auftreff-Energie niedrig, um eine höhere Ortsauflösung im
SEM-Modus zu erhalten.
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Die
zweite Spannungsquelle V2 wird verwendet, um die Spannung des zweiten
Detektors 40 anzupassen, um sicherzustellen, dass die transmittierten
Elektronen 42 genügend
Energie haben, um den Detektor zu erreichen, selbst wenn die Membran auf
ein höheres
positives Potential angehoben wird.
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3 illustriert
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Die Vorrichtung 10 in 3 ist dieselbe
wie die Vorrichtung 10 der 1a bis 1d mit
dem Unterschied, dass das FIB 20 in Bezug auf das Elektronenstrahlgerät 30 geneigt
ist. Der Kippwinkel des FIB 20 ist so gewählt, dass
der Ionenstrahl 22 und der Elektronenstrahl 34 auf
dieselbe Region auf den Wafer 14 gerichtet werden können. Auf
diese Weise ist es möglich,
den Wafer 14 während
des Ätzens
des Wafers 12 (14) durch das FIB 20 zu
untersuchen, das heißt
SEM-Modus und FIB-Modus können
zur selben Zeit durchgeführt
werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, den Spezimen-Halter 50 zu
dem FIB nach der Untersuchung im SEM-Modus zu bewegen. Dies könnte hilfreich
sein, die Genauigkeit für
das Ätzen
der Membran 12 an der gewünschten Region von Interesse
zu erhöhen.