JP2003526919A - 荷電粒子ビームシステムにおいて銅の相互接続部をミリングする方法及び装置 - Google Patents
荷電粒子ビームシステムにおいて銅の相互接続部をミリングする方法及び装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Abstract
(57)【要約】
銅の相互接続部に特に好適な荷電粒子ビームによるエッチングを高める方法は、ラスタリングされた域内でエッチング耐性領域の形成又は広がりを防止するために非連続的な場所でミリングすることを有する。二つ以上のミリング・ボックスが典型的に実施され、一つ以上のボックスがスポットの大きさよりも大きいピクセルスペーシングを有し、最後のボックスは、エッチングされた域の均一且つ平面のフロアを生成するためにスポットの大きさよりも小さい従来のピクセルスペーシング（デフォルト・ミリング）を使用する。
Description
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、荷電粒子ビーム処理の分野、特に、集束イオンビームを用いて半導
体回路の銅メタライゼーションをミリングする方法及び装置に関わる。
体回路の銅メタライゼーションをミリングする方法及び装置に関わる。
【０００２】
発明の背景及び要約
集束イオンビーム（ＦＩＢ）システムは、イメージし、エッチングし、ミリン
グし、相当な正確さで分析するその能力のため、顕微鏡スケールの製造操作にお
いて幅広く使用されている。例えば、ガリウム液体金属イオン源（ＬＭＩＳ）を
使用するＦＩＢシステム上のイオンカラムは、５乃至８ナノメートルの横方向の
イメージング解像度を提供し得る。ＦＩＢシステムは、その多用性及び正確さの
ため、集積回路（ＩＣ）産業において処理の展開、故障の分析、及び、最近では
欠陥の特徴付けにおいて使用する分析ツールとして世界的に受け入れられている
。
グし、相当な正確さで分析するその能力のため、顕微鏡スケールの製造操作にお
いて幅広く使用されている。例えば、ガリウム液体金属イオン源（ＬＭＩＳ）を
使用するＦＩＢシステム上のイオンカラムは、５乃至８ナノメートルの横方向の
イメージング解像度を提供し得る。ＦＩＢシステムは、その多用性及び正確さの
ため、集積回路（ＩＣ）産業において処理の展開、故障の分析、及び、最近では
欠陥の特徴付けにおいて使用する分析ツールとして世界的に受け入れられている
。
【０００３】
ＦＩＢシステムのイオンビームは、典型的に集積回路の表面をラスタパターン
で走査する。このラスタパターンは、回路のトップライン及び素子を表す表面の
イメージを生成するためにしばしば最初に使用される。イメージは、回路レイア
ウト情報と共に、回路の特定の素子又は特徴の位置探しをするよう集積回路の周
りにイオンビームをナビゲートするために使用される。ラスタパターンを関心の
ある特徴の局部的な域に移動させると、イオンビーム電流はダイスの中に切り込
むために増加され、埋められた層中の回路特徴を露出させる。ＦＩＢシステムは
、電気接続を壊すために導電性のトレースを切断し、或いは、新しい電気接続を
設けるために導電性材料を堆積することで露出された回路を変更することができ
る。ガス状の材料は、イオンビームの衝突点でサンプルにしばしば方向付けられ
得、イオンは、使用されるガス状の化合物に依存してエッチング速度を選択的に
上げる又は材料を堆積する化学反応を引き起こす。
で走査する。このラスタパターンは、回路のトップライン及び素子を表す表面の
イメージを生成するためにしばしば最初に使用される。イメージは、回路レイア
ウト情報と共に、回路の特定の素子又は特徴の位置探しをするよう集積回路の周
りにイオンビームをナビゲートするために使用される。ラスタパターンを関心の
ある特徴の局部的な域に移動させると、イオンビーム電流はダイスの中に切り込
むために増加され、埋められた層中の回路特徴を露出させる。ＦＩＢシステムは
、電気接続を壊すために導電性のトレースを切断し、或いは、新しい電気接続を
設けるために導電性材料を堆積することで露出された回路を変更することができ
る。ガス状の材料は、イオンビームの衝突点でサンプルにしばしば方向付けられ
得、イオンは、使用されるガス状の化合物に依存してエッチング速度を選択的に
上げる又は材料を堆積する化学反応を引き起こす。
【０００４】
最近まで、集積回路の金属相互接続部に対するＦＩＢシステムのミリングの適
用は、多結晶アルミニウム又はタングステンのスパッタリングに制限されてきた
。両方の材料とも関心域上をガリウムイオンのビームでラスタリングすることに
よってミリングされ得る。エッチング速度を上げるためには、ハロゲン族（臭素
、塩素、又は、ヨウ素）の元素を含むガスがエッチングを高めるためにイオンビ
ームの衝突点にしばしば向けられる。ビームは、点から点へビームを進めるディ
ジタル電子装置を用いてミリングされるべき域上を典型的に走査される。点と点
との間の距離をピクセルスペーシングと呼ぶ。ガス無しでミリングするとき、ピ
クセルスペーシングは、典型的にビームのスポットの大きさよりも小さく、つま
り、その後のビーム位置夫々は、均一なカット及び平滑な仕上げを確実にするた
めに先行する位置とオーバーラップする。この方法を「デフォルト・ミリング」
と称する。ミリング方法は、“Method for Semiconductor Device Manufact
ure”なる名称のSwanson外への米国特許第５，１８８，７０５号に記載される。
用は、多結晶アルミニウム又はタングステンのスパッタリングに制限されてきた
。両方の材料とも関心域上をガリウムイオンのビームでラスタリングすることに
よってミリングされ得る。エッチング速度を上げるためには、ハロゲン族（臭素
、塩素、又は、ヨウ素）の元素を含むガスがエッチングを高めるためにイオンビ
ームの衝突点にしばしば向けられる。ビームは、点から点へビームを進めるディ
ジタル電子装置を用いてミリングされるべき域上を典型的に走査される。点と点
との間の距離をピクセルスペーシングと呼ぶ。ガス無しでミリングするとき、ピ
クセルスペーシングは、典型的にビームのスポットの大きさよりも小さく、つま
り、その後のビーム位置夫々は、均一なカット及び平滑な仕上げを確実にするた
めに先行する位置とオーバーラップする。この方法を「デフォルト・ミリング」
と称する。ミリング方法は、“Method for Semiconductor Device Manufact
ure”なる名称のSwanson外への米国特許第５，１８８，７０５号に記載される。
【０００５】
近年では、半導体製造業者は、アルミニウムの相互接続部の代わりに銅を使用
することに移行し始めた。製造業者が、チップが動く速度を速めようとするにつ
れ、銅の相互接続部の使用はアルミニウムに対して幾つかの利点を提供する。例
えば、銅はより低いシート抵抗を有し、改善された金属ライン及びライン／ビア
／ラインの電気移動法の信頼性の両方を示す。
することに移行し始めた。製造業者が、チップが動く速度を速めようとするにつ
れ、銅の相互接続部の使用はアルミニウムに対して幾つかの利点を提供する。例
えば、銅はより低いシート抵抗を有し、改善された金属ライン及びライン／ビア
／ラインの電気移動法の信頼性の両方を示す。
【０００６】
他の金属相互接続部材料の集束イオンビームのエッチングを高めるために使用
されるハロゲンは、銅のエッチングをあまり高めず、銅のルーチンＦＩＢミリン
グに対して適切な他の化学薬品も見つかっていない。例えば、堆積物を残す傾向
がある。従って、銅の導体のミリングは適切な、エッチング向上化学薬品がない
ため、遅い。更に、化学薬品無しで銅をミリングすることは、イオンビームが均
一に与えられた時でさえも不均一に材料を除去することが分かった。不均一な除
去は、エッチングされた域のフロアを平面にせず、銅の導体下の材料の許容可能
でないミリング、即ち、ミリングが残留する銅をイオンビーム下の一つの領域か
ら除去し続けると、銅が既に除去された域の下における露出された層をミリング
することによって著しいダメージが引き起こされる。
されるハロゲンは、銅のエッチングをあまり高めず、銅のルーチンＦＩＢミリン
グに対して適切な他の化学薬品も見つかっていない。例えば、堆積物を残す傾向
がある。従って、銅の導体のミリングは適切な、エッチング向上化学薬品がない
ため、遅い。更に、化学薬品無しで銅をミリングすることは、イオンビームが均
一に与えられた時でさえも不均一に材料を除去することが分かった。不均一な除
去は、エッチングされた域のフロアを平面にせず、銅の導体下の材料の許容可能
でないミリング、即ち、ミリングが残留する銅をイオンビーム下の一つの領域か
ら除去し続けると、銅が既に除去された域の下における露出された層をミリング
することによって著しいダメージが引き起こされる。
【０００７】
この不均一なミリングは、ミリング中に形成され、イオンビームに露出された
域にわたって広がる抵抗Ｃｕ領域の形成に原因があると考えられる。この領域は
、入来するイオンを結晶にチャンネリングし、それにより入来するイオンによる
銅のスパッタリング速度が低下すると考えられる。この領域は、二次電子モード
にあるイオンビームを用いてイメージングされると黒く現われ、これは明らかに
、入来するイオンの増加したチャンネリングも表面の近傍において二次イオンの
出射を減らすからである。
域にわたって広がる抵抗Ｃｕ領域の形成に原因があると考えられる。この領域は
、入来するイオンを結晶にチャンネリングし、それにより入来するイオンによる
銅のスパッタリング速度が低下すると考えられる。この領域は、二次電子モード
にあるイオンビームを用いてイメージングされると黒く現われ、これは明らかに
、入来するイオンの増加したチャンネリングも表面の近傍において二次イオンの
出射を減らすからである。
【０００８】
領域は、Ｃｕ−Ｇａ合金から構成されていると考えられる。この域は、一旦形
成されると、約２乃至約４の倍数だけ表面スパッタリング速度を抑制する。この
域がミリング手順中、時間をかけて形成され、チャンネリングの変化のため、ラ
スタリングされた領域は不均一にエッチングされる。幅が１ミクロンより狭い走
査された域は、必ずしも黒い領域の形成を示さず、多くの場合、均一にエッチン
グする。更に、ミリング中にＢｒ２又はＣｌ２ガスのいずれかを使用することは
、抵抗域の形成を緩和せず、室温で向上させる更なるガスを探すことはまだ成功
していない。
成されると、約２乃至約４の倍数だけ表面スパッタリング速度を抑制する。この
域がミリング手順中、時間をかけて形成され、チャンネリングの変化のため、ラ
スタリングされた領域は不均一にエッチングされる。幅が１ミクロンより狭い走
査された域は、必ずしも黒い領域の形成を示さず、多くの場合、均一にエッチン
グする。更に、ミリング中にＢｒ２又はＣｌ２ガスのいずれかを使用することは
、抵抗域の形成を緩和せず、室温で向上させる更なるガスを探すことはまだ成功
していない。
【０００９】
従って、本発明は、銅及び他の材料の荷電粒子ビームのミリングの均一性を改
善することを目的とする。
善することを目的とする。
【００１０】
本発明は、銅及び他の材料の荷電粒子ビームのミリング速度を改善することを
更なる目的とする。
更なる目的とする。
【００１１】
本発明は、有害ガス又は腐食性ガスを使用することなく銅及び他の材料の集束
イオンビームのミリング速度及び均一性を改善することを更なる目的とする。
イオンビームのミリング速度及び均一性を改善することを更なる目的とする。
【００１２】
出願人は、銅の導体のエッチング速度がデフォルト・ミリングに対して高めら
れ、サンプルが、イオンビームが最初にオーバーラップするピクセルのラスタパ
ターンではなくサンプルが一連の非連続的な点で典型的にミリングされるパター
ンで移動する場合より均一にエッチングされることが分かる。ミリングが続くと
、ミリング点は、ミリングを完了するためにオーバーラップする点のラスタパタ
ーンが典型的にミリングされるまで段々に互いに近接する。例えば、第１の線量
のイオンは、ｘ方向及びｙ方向に０．５μｍ離間されたミリング位置又はピクセ
ルに与えられてもよい。その後の線量は、０．４μｍ、０．３μｍ、０．２５μ
ｍ、及び、０．１μｍのピクセルスペーシングで与えられ得る。０．０５μｍの
ピクセルスペーシングでの最後のミリングは、ミリングされた域のフロアに均一
な仕上げを生成する。本例では、説明したようにミリング段階は６つある。銅の
成功したミリングは、厚さ及び粒の構造のような特定の銅特性に依存して最小で
２最大で１０のミリング段階を用いて実現される。ラスタリングされた域内のミ
リングの方が均一であるため、本発明は、銅の導体の下にある材料に対するダメ
ージを軽減する。このダメージは、銅が除去された域を連続的にミリングする一
方でラスタリングされたボックス内の隣接する抵抗域から残留する銅を除去する
ことを試みることによって生ずる。
れ、サンプルが、イオンビームが最初にオーバーラップするピクセルのラスタパ
ターンではなくサンプルが一連の非連続的な点で典型的にミリングされるパター
ンで移動する場合より均一にエッチングされることが分かる。ミリングが続くと
、ミリング点は、ミリングを完了するためにオーバーラップする点のラスタパタ
ーンが典型的にミリングされるまで段々に互いに近接する。例えば、第１の線量
のイオンは、ｘ方向及びｙ方向に０．５μｍ離間されたミリング位置又はピクセ
ルに与えられてもよい。その後の線量は、０．４μｍ、０．３μｍ、０．２５μ
ｍ、及び、０．１μｍのピクセルスペーシングで与えられ得る。０．０５μｍの
ピクセルスペーシングでの最後のミリングは、ミリングされた域のフロアに均一
な仕上げを生成する。本例では、説明したようにミリング段階は６つある。銅の
成功したミリングは、厚さ及び粒の構造のような特定の銅特性に依存して最小で
２最大で１０のミリング段階を用いて実現される。ラスタリングされた域内のミ
リングの方が均一であるため、本発明は、銅の導体の下にある材料に対するダメ
ージを軽減する。このダメージは、銅が除去された域を連続的にミリングする一
方でラスタリングされたボックス内の隣接する抵抗域から残留する銅を除去する
ことを試みることによって生ずる。
【００１３】
本発明のミリング方法は、例えば、銅の導体の局部化された加熱を減らすこと
によってエッチング耐性域の形成を禁止する。非連続的な場所のミリングは、一
箇所でイオンビームの衝撃によって伝えられたエネルギーをビームがその域に戻
る前に試料を通じて消散させ、それによりエッチング耐性領域を形成するのに必
要なエネルギーの累積を防止する。ビームからのエネルギーを、エッチング耐性
域が形成する前に消散させる他の方法は、エッチング耐性領域形成を防止するこ
とにおいて効果的となり得、これは出願人の発見及び発明の範囲内にあるとする
。例えば、集束イオンビームの加速電圧は、３０ｋｅＶ乃至５０ｋｅＶの典型的
な範囲から１ｋｅＶ乃至２０ｋｅＶのような減少された範囲まで減少され得、そ
れにより１イオン当たりのターゲットに伝わる量が少ない。エッチング耐性域の
広がりは、本発明の方法は銅をセグメントに隔離する穴を形成するため減らされ
、エッチング耐性域はこれら穴を越えて広がることができなくなり得る。
によってエッチング耐性域の形成を禁止する。非連続的な場所のミリングは、一
箇所でイオンビームの衝撃によって伝えられたエネルギーをビームがその域に戻
る前に試料を通じて消散させ、それによりエッチング耐性領域を形成するのに必
要なエネルギーの累積を防止する。ビームからのエネルギーを、エッチング耐性
域が形成する前に消散させる他の方法は、エッチング耐性領域形成を防止するこ
とにおいて効果的となり得、これは出願人の発見及び発明の範囲内にあるとする
。例えば、集束イオンビームの加速電圧は、３０ｋｅＶ乃至５０ｋｅＶの典型的
な範囲から１ｋｅＶ乃至２０ｋｅＶのような減少された範囲まで減少され得、そ
れにより１イオン当たりのターゲットに伝わる量が少ない。エッチング耐性域の
広がりは、本発明の方法は銅をセグメントに隔離する穴を形成するため減らされ
、エッチング耐性域はこれら穴を越えて広がることができなくなり得る。
【００１４】
本発明のミリング方法は、エッチング耐性域の形成を防止するだけでなく、一
般的に銅の導体のミリング速度を上げる。イオンビームの限定されたエッジ解像
度のため、ミリングされた穴の側面は表面に対して正確に垂直でない。これは、
ターゲットの露出した表面積を増大し、幾らかの衝突するイオンを垂直角でない
角でターゲット表面に当たらす。増大した表面積及び垂直でない入射の両方がエ
ッチング速度を上げると考えられる。
般的に銅の導体のミリング速度を上げる。イオンビームの限定されたエッジ解像
度のため、ミリングされた穴の側面は表面に対して正確に垂直でない。これは、
ターゲットの露出した表面積を増大し、幾らかの衝突するイオンを垂直角でない
角でターゲット表面に当たらす。増大した表面積及び垂直でない入射の両方がエ
ッチング速度を上げると考えられる。
【００１５】
本発明は、エッチング速度を上げ、エッチングの均一性に寄与するために化学
前駆体に依存しないため、どの特定のタイプのサンプル材料にも制限されないが
、本発明の恩恵はエッチング耐性領域を形成する傾向がある銅のミリングに特に
見られる。典型的には腐食性又は有害であるエッチング向上ガスの使用が要求さ
れないことにより、このようなガスの取り扱いに関連する問題は回避される。
前駆体に依存しないため、どの特定のタイプのサンプル材料にも制限されないが
、本発明の恩恵はエッチング耐性領域を形成する傾向がある銅のミリングに特に
見られる。典型的には腐食性又は有害であるエッチング向上ガスの使用が要求さ
れないことにより、このようなガスの取り扱いに関連する問題は回避される。
【００１６】
好ましい実施例の詳細な説明
本発明及びその利点をより完全に理解するためには、添付の図面と共に以下の
説明を参照する。
説明を参照する。
【００１７】
図１では、集束イオンビームシステム８は、上ネック部分１２を有する排気さ
れたエンベロープ１０を含み、この上ネック部分１２内には、液体金属イオン源
１４、及び、引出し電極並びに静電光学系を含む集束カラム１６がある。イオン
ビーム１８は、源１４からカラム１６、及び、概略的に参照番号２０で示す静電
偏向手段の間をサンプル２２の方に通り、サンプル２２は、例えば、下部チャン
バ２６内の可動なＸ−Ｙステージ２４上に位置決めされる半導体装置を有する。
イオンポンプ２８は、ネック部分１２を排気するために使用される。チャンバ２
６は、真空制御器３２下でターボ分子及び機械的ポンピングシステム３０を用い
て排気される。真空システムは、約１×１０−７トル乃至５×１０−４トルの真
空をチャンバ２６内に提供する。エッチング促進又はエッチング抑制ガスが使用
されるとき、チャンバのバックグラウンド圧力は、典型的に約１×１０−５トル
である。
れたエンベロープ１０を含み、この上ネック部分１２内には、液体金属イオン源
１４、及び、引出し電極並びに静電光学系を含む集束カラム１６がある。イオン
ビーム１８は、源１４からカラム１６、及び、概略的に参照番号２０で示す静電
偏向手段の間をサンプル２２の方に通り、サンプル２２は、例えば、下部チャン
バ２６内の可動なＸ−Ｙステージ２４上に位置決めされる半導体装置を有する。
イオンポンプ２８は、ネック部分１２を排気するために使用される。チャンバ２
６は、真空制御器３２下でターボ分子及び機械的ポンピングシステム３０を用い
て排気される。真空システムは、約１×１０−７トル乃至５×１０−４トルの真
空をチャンバ２６内に提供する。エッチング促進又はエッチング抑制ガスが使用
されるとき、チャンバのバックグラウンド圧力は、典型的に約１×１０−５トル
である。
【００１８】
高電圧電源３４は、約１ｋｅＶ乃至６０ｋｅＶのイオンのビーム１８を形成し
、このビームを下方向に方向付けるために、液体金属イオン源１４並びに集束カ
ラム１６中の適当な電極に接続される。パターン発生器３８によって与えられる
規定のパターンに従って動作する偏向制御器及び増幅器３６は、偏向板２０に結
合され、それによりビーム１８はサンプル２２の上表面上の対応するパターンを
トレースするよう制御されてもよい。トレースされるべきパターンは、以下に詳
細に説明する。幾つかのシステムでは、偏向板は、技術において周知の通り、最
終レンズの前に配置される。
、このビームを下方向に方向付けるために、液体金属イオン源１４並びに集束カ
ラム１６中の適当な電極に接続される。パターン発生器３８によって与えられる
規定のパターンに従って動作する偏向制御器及び増幅器３６は、偏向板２０に結
合され、それによりビーム１８はサンプル２２の上表面上の対応するパターンを
トレースするよう制御されてもよい。トレースされるべきパターンは、以下に詳
細に説明する。幾つかのシステムでは、偏向板は、技術において周知の通り、最
終レンズの前に配置される。
【００１９】
源１４は、ガリウムの金属イオンビームを典型的に供給するが、他のイオン源
、例えば、マルチカスプ又は他のプラズマイオン源も使用され得る。源は、イオ
ンミリング、高められたエッチング、材料堆積によって表面２２を変更、又は、
表面２２をイメージングする目的のいずれかのためにサンプル２２で十分の一サ
ブミクロン幅のビームに典型的に集束し得る。イメージングのための二次イオン
又は電子の出射を検出するために使用される荷電粒子増倍管４０は、ビデオ回路
及び増幅器４２に接続され、ビデオ回路及び増幅器４２は制御器３６からも偏向
信号を受信するビデオモニタ４４を駆動させる。チャンバ２６内の荷電粒子増倍
管４０の位置は、異なる実施例において異なり得る。例えば、好ましい荷電粒子
増倍管４０は、イオンビームと同軸であり、イオンビームを通すための穴を有し
得る。走査型電子顕微鏡４１には、その電源及び制御部４５と共に、ＦＩＢシス
テム８が任意に設けられる。
、例えば、マルチカスプ又は他のプラズマイオン源も使用され得る。源は、イオ
ンミリング、高められたエッチング、材料堆積によって表面２２を変更、又は、
表面２２をイメージングする目的のいずれかのためにサンプル２２で十分の一サ
ブミクロン幅のビームに典型的に集束し得る。イメージングのための二次イオン
又は電子の出射を検出するために使用される荷電粒子増倍管４０は、ビデオ回路
及び増幅器４２に接続され、ビデオ回路及び増幅器４２は制御器３６からも偏向
信号を受信するビデオモニタ４４を駆動させる。チャンバ２６内の荷電粒子増倍
管４０の位置は、異なる実施例において異なり得る。例えば、好ましい荷電粒子
増倍管４０は、イオンビームと同軸であり、イオンビームを通すための穴を有し
得る。走査型電子顕微鏡４１には、その電源及び制御部４５と共に、ＦＩＢシス
テム８が任意に設けられる。
【００２０】
流体送出しシステム４６は、サンプル２２の方にガス状の蒸気を送り且つ向け
るために下部チャンバ２６の中に任意に延在する。本発明の譲受人に譲渡された
“Gas Delivery Systems For Particle Beam Processing”なる名称のCas
ella外への米国特許第５，８５１，４１３号は、適切な流体送出しシステム４６
を開示する。
るために下部チャンバ２６の中に任意に延在する。本発明の譲受人に譲渡された
“Gas Delivery Systems For Particle Beam Processing”なる名称のCas
ella外への米国特許第５，８５１，４１３号は、適切な流体送出しシステム４６
を開示する。
【００２１】
加熱又は冷却されてもよいステージ２４上にサンプル２２を挿入し、貯蔵器５
０を与えるためにドア６０が開く。ドアは、システムが真空下にある場合には開
かないようインターロックされている。高電圧電源は、イオンビーム１８を励起
し集束するためにイオンビームカラム１６中の電極に適当な加速電圧を供給する
。イオンビームがサンプルに当たると、材料はスパッタリングされ、つまり、サ
ンプルから物理的に放出される。集束イオンビームシステムは、例えば、本出願
の譲受人であるＦＥＩ Company，Hillsboro，Oregonから市販されている。
０を与えるためにドア６０が開く。ドアは、システムが真空下にある場合には開
かないようインターロックされている。高電圧電源は、イオンビーム１８を励起
し集束するためにイオンビームカラム１６中の電極に適当な加速電圧を供給する
。イオンビームがサンプルに当たると、材料はスパッタリングされ、つまり、サ
ンプルから物理的に放出される。集束イオンビームシステムは、例えば、本出願
の譲受人であるＦＥＩ Company，Hillsboro，Oregonから市販されている。
【００２２】
本発明の好ましい実施例では、偏向制御器及び増幅器３６に供給される信号は
、ミリング速度を上げ、より均一な材料の除去を発生する新しいパターンでミリ
ングされるべきターゲット域内で集束イオンビームを移動させる。図２は、本発
明の好ましい実施例に伴われる段階を示すフローチャートである。段階１００で
は、ミリングされるべきターゲット域は下部チャンバ２６中のサンプル２２上に
ある。段階１０２では、ターゲット域は、ターゲット表面においてイオンビーム
のエッジからエッジまでの径として定義されるビームのスポットの大きさよりも
大きいピクセルスペーシングを用いてミリングされ、ビームのエッジはビームの
強度がその最大値の十分の一に下がる点として考えられる。イオンビームは、０
．０５μｍ乃至０．１５μｍの間のスポットの大きさをミリングのために典型的
に有するが、ミリングされるべきターゲットに依存し、最小で０．００５μｍの
ビームも０．８μｍ以上のビームと同様に容易に実現され使用され得る。
、ミリング速度を上げ、より均一な材料の除去を発生する新しいパターンでミリ
ングされるべきターゲット域内で集束イオンビームを移動させる。図２は、本発
明の好ましい実施例に伴われる段階を示すフローチャートである。段階１００で
は、ミリングされるべきターゲット域は下部チャンバ２６中のサンプル２２上に
ある。段階１０２では、ターゲット域は、ターゲット表面においてイオンビーム
のエッジからエッジまでの径として定義されるビームのスポットの大きさよりも
大きいピクセルスペーシングを用いてミリングされ、ビームのエッジはビームの
強度がその最大値の十分の一に下がる点として考えられる。イオンビームは、０
．０５μｍ乃至０．１５μｍの間のスポットの大きさをミリングのために典型的
に有するが、ミリングされるべきターゲットに依存し、最小で０．００５μｍの
ビームも０．８μｍ以上のビームと同様に容易に実現され使用され得る。
【００２３】
段階１０４では、ターゲット域は、段階１０２において使用されたピクセルス
ペーシングよりも狭いピクセルスペーシングを用いて再びミリングされる。ミリ
ングされる材料、ミリングされる域の大きさ、使用されるイオンビームの特性に
依存して、段階１０４が繰り返され、このときピクセルスペーシングは、段階１
０６に示すように、ターゲット域上に平滑且つ平坦なフロアを生成するに充分に
小さくなるまで減少される。任意には、段階１０８において、下にある基板の全
ての故意でないエッチングを更に減らすよう下にある材料のエッチング速度を下
げるためにガスが供給される。エッチングされる材料に依存して、ミリングされ
る薄膜金属のエッチング速度を上げ、又は、膜の下の低レベル誘電体のエッチン
グ速度を禁止するいずれかのためにエッチング処理全体中にガスが与えられ得る
。
ペーシングよりも狭いピクセルスペーシングを用いて再びミリングされる。ミリ
ングされる材料、ミリングされる域の大きさ、使用されるイオンビームの特性に
依存して、段階１０４が繰り返され、このときピクセルスペーシングは、段階１
０６に示すように、ターゲット域上に平滑且つ平坦なフロアを生成するに充分に
小さくなるまで減少される。任意には、段階１０８において、下にある基板の全
ての故意でないエッチングを更に減らすよう下にある材料のエッチング速度を下
げるためにガスが供給される。エッチングされる材料に依存して、ミリングされ
る薄膜金属のエッチング速度を上げ、又は、膜の下の低レベル誘電体のエッチン
グ速度を禁止するいずれかのためにエッチング処理全体中にガスが与えられ得る
。
【００２４】
可変ピクセルミリング（ＶＰＭ）と呼ばれる好ましい実施例では、本発明は、
一連の「ミリング・ボックス」を使用する。ミリング・ボックスは、ｘ方向及び
ｙ方向に特定の量だけ離間されたミリング位置又はピクセルの群として定義され
る。１単位面積当たりの電荷として表される、平均的なイオン線量は、各ミリン
グ・ボックスに対して指定されている。イオンビームは、ボックス中のミリング
位置の間で移動し、ボックス中の各ミリング位置がボックスに対して指定される
所定の平均線量を略受けるまでミリング位置でミリングする。各ミリング位置で
は、ビームのスポットの大きさに略等しい径を有する穴がミリングされる。線量
を供給することにおいて、イオンビームは、一回のドウェル期間中にボックスに
対する線量全部を各点に運ぶ代わりに、典型的にはボックス中の各点を数回訪れ
る。最初のミリング・ボックスが完了した後、サンプル表面はミリングされてい
ない材料によって分離された多数の穴を有する。
一連の「ミリング・ボックス」を使用する。ミリング・ボックスは、ｘ方向及び
ｙ方向に特定の量だけ離間されたミリング位置又はピクセルの群として定義され
る。１単位面積当たりの電荷として表される、平均的なイオン線量は、各ミリン
グ・ボックスに対して指定されている。イオンビームは、ボックス中のミリング
位置の間で移動し、ボックス中の各ミリング位置がボックスに対して指定される
所定の平均線量を略受けるまでミリング位置でミリングする。各ミリング位置で
は、ビームのスポットの大きさに略等しい径を有する穴がミリングされる。線量
を供給することにおいて、イオンビームは、一回のドウェル期間中にボックスに
対する線量全部を各点に運ぶ代わりに、典型的にはボックス中の各点を数回訪れ
る。最初のミリング・ボックスが完了した後、サンプル表面はミリングされてい
ない材料によって分離された多数の穴を有する。
【００２５】
連続的に近接するピクセルを夫々有する多数のミリング・ボックスが与えられ
る。「ネステッド」ボックスは、所望の関心特徴の上に位置決めされ、ミリング
は逐次実施され、その後のボックスはより狭い間隔のピクセルスペーシングを有
する。この結果、非常にチャンネリングされた黒い領域の形成を抑止する一連の
隔離された銅のアイランドが生成される。この領域の形成を抑止することにより
、ミリングは平坦且つ均一な表面を生成する。更に、これら銅のアイランドの形
成によって実現される増大した表面積は、約１．２５乃至約４．０倍だけミリン
グ全体の効率化を高める。
る。「ネステッド」ボックスは、所望の関心特徴の上に位置決めされ、ミリング
は逐次実施され、その後のボックスはより狭い間隔のピクセルスペーシングを有
する。この結果、非常にチャンネリングされた黒い領域の形成を抑止する一連の
隔離された銅のアイランドが生成される。この領域の形成を抑止することにより
、ミリングは平坦且つ均一な表面を生成する。更に、これら銅のアイランドの形
成によって実現される増大した表面積は、約１．２５乃至約４．０倍だけミリン
グ全体の効率化を高める。
【００２６】
後のボックスにおいてミリングされた穴の幾つかは、前にミリングされた穴を
典型的にオーバーラップする。しかしながら、完全な組のミリング・ボックスを
終えると、サンプル中の各点から除去された材料の量は、ミリングされた域全体
にわたって均一且つ平坦なフロアを生成するための量に略等しい。最後のミリン
グ・ボックスは、典型的に従来のピクセルスペーシングを使用、つまり、ピクセ
ルスペーシングは平滑且つ均一にミリングされた域を生成するためにビームのス
ポットの大きさよりも小さい。
典型的にオーバーラップする。しかしながら、完全な組のミリング・ボックスを
終えると、サンプル中の各点から除去された材料の量は、ミリングされた域全体
にわたって均一且つ平坦なフロアを生成するための量に略等しい。最後のミリン
グ・ボックスは、典型的に従来のピクセルスペーシングを使用、つまり、ピクセ
ルスペーシングは平滑且つ均一にミリングされた域を生成するためにビームのス
ポットの大きさよりも小さい。
【００２７】
ＦＩＢカラム中で１５０μｍのアパーチャ、及び、２．０４ｎＡのビーム電流
を使用して銅の相互接続部をミリングする一つの好ましい実施例では、６つのミ
リング・ボックスが使用される。イオンビームは、０．０５μｍ乃至０．１０μ
ｍのビームのスポットの大きさを有する。銅の１．０μｍの厚さに対する、各ボ
ックスのパラメータを表１で以下に示す。
を使用して銅の相互接続部をミリングする一つの好ましい実施例では、６つのミ
リング・ボックスが使用される。イオンビームは、０．０５μｍ乃至０．１０μ
ｍのビームのスポットの大きさを有する。銅の１．０μｍの厚さに対する、各ボ
ックスのパラメータを表１で以下に示す。
【００２８】
【表１】
表１のミリング・ボックスの最初の５つは、標準のデフォルト・ミリングに使
用されるピクセルスペーシングよりも著しく大きいピクセルスペーシングを使用
する。最後のミリング・ボックスだけが従来のデフォルト走査スペーシングを使
用する。各ミリング・ボックス内では、ビームは多数の回路を形成、つまり、ボ
ックスに対して指定された平均線量を各ピクセルが略受けるまで各ピクセルは数
回ミリングされる。ビームは、典型的に各ピクセルにおいて約５μ秒ドウェルし
、結果として各ドウェル期間中各ピクセルにおいて約０．００１ｎＣの線量をも
たらす。
用されるピクセルスペーシングよりも著しく大きいピクセルスペーシングを使用
する。最後のミリング・ボックスだけが従来のデフォルト走査スペーシングを使
用する。各ミリング・ボックス内では、ビームは多数の回路を形成、つまり、ボ
ックスに対して指定された平均線量を各ピクセルが略受けるまで各ピクセルは数
回ミリングされる。ビームは、典型的に各ピクセルにおいて約５μ秒ドウェルし
、結果として各ドウェル期間中各ピクセルにおいて約０．００１ｎＣの線量をも
たらす。
【００２９】
図３Ａ乃至図３Ｆは、各ミリング・ボックスが順次に与えられた後のサンプル
を示し、このとき図３Ｆは最後のミリング・ボックスが完了した後のサンプルを
示す。図３Ｆは、残留する銅が明らかでない平滑な底表面を有するサンプルを示
す。図４Ａは、従来のミリングを用いてミリングされたサンプルの銅の相互接続
部を示し、図４Ｂは比較として本発明に従ってミリングされた同様の銅の相互接
続部を示す。
を示し、このとき図３Ｆは最後のミリング・ボックスが完了した後のサンプルを
示す。図３Ｆは、残留する銅が明らかでない平滑な底表面を有するサンプルを示
す。図４Ａは、従来のミリングを用いてミリングされたサンプルの銅の相互接続
部を示し、図４Ｂは比較として本発明に従ってミリングされた同様の銅の相互接
続部を示す。
【００３０】
ミリング・ボックスは、１５０μｍのアパーチャを用いて、２０μｍ×２０μ
ｍよりも大きい大きさから１μｍ×１μｍまでの幅広い範囲の大きさにわたって
うまくスケールされている。ボックスは、同じピクセルスペーシング及び線量を
維持して所望の域に単に拡大又は収縮される。
ｍよりも大きい大きさから１μｍ×１μｍまでの幅広い範囲の大きさにわたって
うまくスケールされている。ボックスは、同じピクセルスペーシング及び線量を
維持して所望の域に単に拡大又は収縮される。
【００３１】
１５０μｍよりも大きい又は小さいのいずれかのアパーチャの使用は、この手
順をうまく実行するためにピクセルスペーシングを注意深くスケーリングするこ
とを要求する。出願人は、５０μｍ乃至１５０μｍのアパーチャの範囲にわたっ
てミリング・ボックスをスケールした。例えば、２０μｍ×２０μｍよりも大き
い域に対してミリング時間を可能な限り短い期間で維持するためには、ＦＩＢ操
作者はスポットの大きさを大きくし、ビーム電流をより大きくするといった両方
を提供する大きいアパーチャを選択し得る。スポットの大きさが大きくなると、
多数のボックス中のピクセルスペーシングは相応じて大きくされなくてはならず
、それによりピクセルは最初の５つのボックスにおいて連続的でなくなる。
順をうまく実行するためにピクセルスペーシングを注意深くスケーリングするこ
とを要求する。出願人は、５０μｍ乃至１５０μｍのアパーチャの範囲にわたっ
てミリング・ボックスをスケールした。例えば、２０μｍ×２０μｍよりも大き
い域に対してミリング時間を可能な限り短い期間で維持するためには、ＦＩＢ操
作者はスポットの大きさを大きくし、ビーム電流をより大きくするといった両方
を提供する大きいアパーチャを選択し得る。スポットの大きさが大きくなると、
多数のボックス中のピクセルスペーシングは相応じて大きくされなくてはならず
、それによりピクセルは最初の５つのボックスにおいて連続的でなくなる。
【００３２】
当業者は、上述の例によって案内される任意のアパーチャの大きさに使用する
ためのボックスの組を過度の実験無しに決定することができる。
ためのボックスの組を過度の実験無しに決定することができる。
【００３３】
出願人は、ミリング仕様、つまり、各ボックスのピクセルスペーシング、線量
、イオンエネルギー、ビームの大きさ、及び他のパラメータ、並びに、使用され
る異なるボックスの数が、銅の粒の構造及び厚さを含む銅の特性に依存してミリ
ングを最適化するために変えられてもよいことが分かる。出願人は、最小で２最
大で１０のミリング・ボックスを使用して銅を上手くミリングした。各ミリング
・ボックスの仕様及びボックスの数は、案内として上記した例及び情報を用いて
実験的に決定され得る。
、イオンエネルギー、ビームの大きさ、及び他のパラメータ、並びに、使用され
る異なるボックスの数が、銅の粒の構造及び厚さを含む銅の特性に依存してミリ
ングを最適化するために変えられてもよいことが分かる。出願人は、最小で２最
大で１０のミリング・ボックスを使用して銅を上手くミリングした。各ミリング
・ボックスの仕様及びボックスの数は、案内として上記した例及び情報を用いて
実験的に決定され得る。
【００３４】
均一なフロアの生成を補助するためにガスを使用することも可能である。 “M
ethod for Water Vapor Enhanced Charged−Particle−Beam Machining”
なる名称のRussell外に対する米国特許第５，９５８，７９９号に記載するよう
に、酸化ケイ素のエッチングを禁止するために水蒸気が用いられる。水蒸気が銅
のミリング中に与えられると、銅の導体の下にある酸化物のミリングを禁止する
。
ethod for Water Vapor Enhanced Charged−Particle−Beam Machining”
なる名称のRussell外に対する米国特許第５，９５８，７９９号に記載するよう
に、酸化ケイ素のエッチングを禁止するために水蒸気が用いられる。水蒸気が銅
のミリング中に与えられると、銅の導体の下にある酸化物のミリングを禁止する
。
【００３５】
上述のパターンではミリングが各ボックス内の固定のピクセルスペーシングの
長方形のアレイで実施されているが、本発明はその実施例に制限されない。例え
ば、ピクセルスペーシングは、別々の段階で減少される代わりに除々に減少され
得、ミリング位置は、エッチング耐性域の成長を防止するにピクセルが充分に広
く間隔があけられ、各点から最終的に除去される材料の量が平坦、平滑、且つ平
面なフロアを生成するための量と略同じとなる限り長方形又は正則のパターンに
配置される必要はない。ピクセルスペーシングは、不変のままでもよく、ピクセ
ル位置は平坦、平滑、且つ平面なフロアを生成するためにその後の走査において
変化される。
長方形のアレイで実施されているが、本発明はその実施例に制限されない。例え
ば、ピクセルスペーシングは、別々の段階で減少される代わりに除々に減少され
得、ミリング位置は、エッチング耐性域の成長を防止するにピクセルが充分に広
く間隔があけられ、各点から最終的に除去される材料の量が平坦、平滑、且つ平
面なフロアを生成するための量と略同じとなる限り長方形又は正則のパターンに
配置される必要はない。ピクセルスペーシングは、不変のままでもよく、ピクセ
ル位置は平坦、平滑、且つ平面なフロアを生成するためにその後の走査において
変化される。
【００３６】
本発明のミリング方法は、例えば、銅の導体の局部的な加熱を減らすことによ
ってエッチング耐性域の形成を禁止する。非連続的な場所をミリングすることは
、一箇所でイオンビームの衝撃によって与えられるエネルギーをビームがその域
に戻る前に放散させ、それによりエッチング耐性領域の形成を生ずるに必要なエ
ネルギーの累積を防止する。エッチング耐性域が形成する前にビームからのエネ
ルギーを放散させる他の方法は、エッチング耐性領域の形成を防止するに効果的
であり、出願人の発見及び本発明の範囲内である。
ってエッチング耐性域の形成を禁止する。非連続的な場所をミリングすることは
、一箇所でイオンビームの衝撃によって与えられるエネルギーをビームがその域
に戻る前に放散させ、それによりエッチング耐性領域の形成を生ずるに必要なエ
ネルギーの累積を防止する。エッチング耐性域が形成する前にビームからのエネ
ルギーを放散させる他の方法は、エッチング耐性領域の形成を防止するに効果的
であり、出願人の発見及び本発明の範囲内である。
【００３７】
例えば、出願人は、減少したビームエネルギーがエッチング耐性領域の形成を
防止することも分かった。好ましい減少されたビームエネルギーは、許容可能な
速度で銅をスパッタリングするに充分であるがエッチング耐性領域を形成するた
めの余剰のエネルギーには不十分なエネルギーを供給する。例えば、集束イオン
ビームの加速電圧は、ターゲットに対する１イオン当たりのエネルギーがより少
なく与えられるよう３０ｋｅＶ乃至５０ｋｅＶの典型的なミリング範囲に減少さ
れ得る。好ましいビームエネルギーは、約２０ｋｅＶよりも少なく、より好まし
くは、約１０ｋｅＶよりも少ない。好ましい最小エネルギーは約１ｋｅＶである
。出願人は、幾つかの銅のターゲットに関して約５ｋｅＶのエネルギーが好適で
あることが分かった。
防止することも分かった。好ましい減少されたビームエネルギーは、許容可能な
速度で銅をスパッタリングするに充分であるがエッチング耐性領域を形成するた
めの余剰のエネルギーには不十分なエネルギーを供給する。例えば、集束イオン
ビームの加速電圧は、ターゲットに対する１イオン当たりのエネルギーがより少
なく与えられるよう３０ｋｅＶ乃至５０ｋｅＶの典型的なミリング範囲に減少さ
れ得る。好ましいビームエネルギーは、約２０ｋｅＶよりも少なく、より好まし
くは、約１０ｋｅＶよりも少ない。好ましい最小エネルギーは約１ｋｅＶである
。出願人は、幾つかの銅のターゲットに関して約５ｋｅＶのエネルギーが好適で
あることが分かった。
【００３８】
出願人は、本願では、本発明の成功を説明するために仮説を説明したが、本発
明は下にある機構とは無関係に経験的に動作することを示した。
明は下にある機構とは無関係に経験的に動作することを示した。
【００３９】
好ましい実施例は、集束イオンビームを使用するが、本発明の方法は電子ビー
ム処理のためにも有用である。本発明は、銅の相互接続部をミリングする問題を
解決したが、プラズマガスイオン源を含む任意の荷電粒子ミリングに適用され得
、どの特定の材料又は適用法にも制限されない。
ム処理のためにも有用である。本発明は、銅の相互接続部をミリングする問題を
解決したが、プラズマガスイオン源を含む任意の荷電粒子ミリングに適用され得
、どの特定の材料又は適用法にも制限されない。
【００４０】
本発明及びその利点を詳細に説明したが、様々な変化、置き換え、及び変更が
添付の特許請求の範囲に記載する本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く本
願記載の実施例に対してなされ得ることを理解すべきである。更に、本出願の範
囲は、明細書に説明する処理、機械、製造、物質の組成、手段、方法、及び段階
の特定の実施例に制限されないことを意図する。当業者が本発明の開示から容易
に認識できるように、本願記載の実施例に対応する実施例と同じ機能を実質的に
実施し、又は、略同じ結果を実現する現行の又は、後に開発される処理、機械、
製造、物質の組成、手段、方法、又は、段階が本発明に従って利用されてもよい
。従って、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このような処理、機械、製
造、物質の組成、手段、方法、又は、段階を含むことを意図する。
添付の特許請求の範囲に記載する本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く本
願記載の実施例に対してなされ得ることを理解すべきである。更に、本出願の範
囲は、明細書に説明する処理、機械、製造、物質の組成、手段、方法、及び段階
の特定の実施例に制限されないことを意図する。当業者が本発明の開示から容易
に認識できるように、本願記載の実施例に対応する実施例と同じ機能を実質的に
実施し、又は、略同じ結果を実現する現行の又は、後に開発される処理、機械、
製造、物質の組成、手段、方法、又は、段階が本発明に従って利用されてもよい
。従って、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このような処理、機械、製
造、物質の組成、手段、方法、又は、段階を含むことを意図する。
【図１】
本発明の好ましい実施例において典型的な集束イオンビームシステムを示す図
である。
である。
【図２】
図１のＦＩＢシステムを動作する好ましい方法を示すフローチャートである。
【図３Ａ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、サンプルに第１の
ミリング・ボックスを適用した結果を示す図である。
ミリング・ボックスを適用した結果を示す図である。
【図３Ｂ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、図３Ａからのサン
プルへの第２のミリング・ボックスの適用を示す図である。
プルへの第２のミリング・ボックスの適用を示す図である。
【図３Ｃ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、図３Ｂからのサン
プルへの第３のミリング・ボックスの適用を示す図である。
プルへの第３のミリング・ボックスの適用を示す図である。
【図３Ｄ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、図３Ｃからのサン
プルへの第４のミリング・ボックスの適用を示す図である。
プルへの第４のミリング・ボックスの適用を示す図である。
【図３Ｅ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、図３Ｄからのサン
プルへの第５のミリング・ボックスの適用を示す図である。
プルへの第５のミリング・ボックスの適用を示す図である。
【図３Ｆ】
図２の方法による一連のミリング操作後のサンプルを示し、図３Ｅからのサン
プルへの第６のミリング・ボックスの適用を示す図である。
プルへの第６のミリング・ボックスの適用を示す図である。
【図４Ａ】
従来のラスタミリングの結果を示す図である。
【図４Ｂ】
各ボックスにおいて５．５ｎＣ／μｍ２の線量を使用する本発明によるミリン
グの結果を示す図である。
グの結果を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 キャセイ，ジェイ デヴィッド，ジュニア
オランダ国，5656 アーアー アインドー
フェン，プロフ・ホルストラーン ６
Ｆターム(参考） 5C030 DF04
5C034 BB09 DD01 DD05
5F004 AA01 BA17 DB08 EA28 EA31
EA32 EA39
Claims (24)
- 【請求項１】 集束イオンビームを特徴付けるスポットの大きさよりも大き
い第１のピクセルスペーシングによって特徴付けられる第１のパターンで銅の方
に集束イオンビームを方向付ける段階と、 ピクセルスペーシングによって夫々特徴付けられる一つ以上の追加パターンで
上記銅の方に上記集束イオンビームを方向付ける段階とを有し、試料上の銅を集
束イオンビームでミリングする方法であって、 一つ以上の追加パターンが使用される場合、最後のパターンのピクセルスペー
シングが上記イオンビームのスポットの大きさよりも小さい又は略等しくなるま
で、上記一つ以上の追加パターンは夫々段々に小さくなるピクセルスペーシング
を有し、それにより銅が略残留しないミリングされた域の均一、且つ、平滑なフ
ロアを生成する方法。 - 【請求項２】 銅の導体の下にある材料のエッチングを禁止するために、水
蒸気、酸素、又は蒸気を含む他の酸素の噴射を上記イオンビームの衝突点に方向
付ける段階を有する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 上記第１のパターンで上記集束イオンビームを方向付ける段
階、及び、上記一つ以上の追加パターンで銅の導体の方に上記集束イオンビーム
を方向付ける段階は、ガリウムイオンのサブミクロンビームを方向付けることを
含む請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 スポットの大きさによって特徴付けられる荷電粒子で試料の
表面上のターゲット域をミリングする方法であって、 上記ターゲット域中に一連の穴を生成するために上記スポットの大きさよりも
大きい距離だけ先行する第１のミリング位置から夫々離れている、上記ターゲッ
ト域内の多数の第１のミリング位置を上記荷電粒子ビームでミリングする段階と
、 平滑なフロアを生成するために上記ターゲット域から残りの材料を除去する、
多数の第２のミリング位置をミリングする段階とを有する方法。 - 【請求項５】 上記多数の第１のミリング位置を上記荷電粒子でミリングす
ることは、一連のミリング段階を実施することを含み、上記各段階は、上記段階
と関連するピクセル距離だけ離れている多数のミリング位置をミリングすること
を含み、その後の段階におけるピクセル距離は先行する段階のピクセル距離より
も短い、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 上記各段階の上記ピクセルスペーシングは、先行する段階の
ピクセルスペーシングよりも狭く、上記第２のミリング位置は上記スポットの大
きさに略等しい又は小さい距離だけ離れている請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 上記第２のミリング位置は上記スポットの大きさに略等しい
又は小さい距離だけ離れている請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 上記第１のミリング位置は一つ以上の長方形グリッドを形成
する請求項４記載の方法。 - 【請求項９】 上記ターゲット域の下にある材料のエッチングを禁止するた
めに、上記ミリング位置にガスを方向付けることを更に有する請求項４記載の方
法。 - 【請求項１０】 上記ガスは、水蒸気、酸素、又は、他の酸素を含む材料を
有する請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 上記荷電粒子は、集束イオンビームである請求項４記載の
方法。 - 【請求項１２】 ミリングされるべき域は、銅の導体を有する請求項１１記
載の方法。 - 【請求項１３】 上記集束イオンビームは、液晶金属イオン源からのガリウ
ムイオンのビームを有する請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 銅を有するターゲット域を集束イオンビームでミリングす
る間に試料の表面上にエッチング耐性領域が形成又は広がることを禁止する方法
であって、 上記銅中に上記エッチング禁止領域の形成又は広がりを防止するために、十分
に離間された多数の場所をエッチングするよう上記ターゲット域に集束イオンビ
ームを方向付ける段階と、 均一且つ平面のミリングされたターゲット域を生成するために、多数のオーバ
ーラップする場所をエッチングするよう上記集束イオンビームを方向付ける段階
とを有する方法。 - 【請求項１５】 上記ターゲット域は銅を有し、 上記イオンビームは、スポットの大きさによって特徴付けられ、 上記エッチング禁止領域の形成及び広がりを防止するために十分に離間された
多数の場所をエッチングするよう上記集束イオンビームを方向付けることは、上
記スポットの大きさよりも大きい距離だけ離れた多数の場所をエッチングするよ
う上記集束イオンビームを方向付けることを含む請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 上記多数のオーバーラップする場所をエッチングするよう
上記集束イオンビームを方向付けることは、上記エッチング耐性領域の形成又は
広がりを防止するに十分な速度で上記イオンビームを走査することを含む請求項
１４記載の方法。 - 【請求項１７】 銅を有するターゲット域を集束イオンビームでミリングす
る装置であって、 イオン源と、 上記イオンビームを方向付ける偏向電極を含むイオンカラムとを有し、 上記偏向電極は、最初に、上記銅における上記エッチング耐性領域の形成又は
広がりを防止するために十分に離間される多数の場所で上記銅をエッチングする
よう上記集束イオンビームを方向付け、次に、均一且つ平面のミリングされたタ
ーゲット域を生成するために多数のオーバーラップする場所をエッチングするよ
う上記集束イオンビームを方向付けるようプログラムされる装置。 - 【請求項１８】 上記イオンビームはスポットの大きさによって特徴付けら
れ、 上記エッチング禁止領域の形成又は広がりを防止するために十分に離間された
多数の場所は上記スポットの大きさよりも大きい距離だけ離れている請求項１７
記載の装置。 - 【請求項１９】 多数のオーバーラップする場所をエッチングするために上
記集束イオンビームを方向付けるよう上記偏向電極がプログラムされることは、
上記銅において上記エッチング耐性領域の形成又は広がりを防止するに十分な速
度で上記イオンビームを走査することを含む請求項１７記載の装置。 - 【請求項２０】 ガスの供給及び上記ターゲット域に上記ガスを方向付ける
ノズルを更に有する請求項１７記載の装置。 - 【請求項２１】 ターゲット域を集束イオンビームでエッチングする間に銅
を有する試料の表面上にエッチング禁止領域の形成又は広がりを禁止し、イオン
がサンプル上に衝突すると上記イオンビームが熱を発生し、上記熱が上記衝突点
から熱放散速度で放散される方法であって、 上記イオンビームで上記ターゲット域に衝突させ、イオンビーム衝突域を局部
的に加熱する段階と、 エッチング耐性領域の生成を禁止するに十分な速度で上記イオンビームの衝突
によって発生される熱を放散する段階とを有する方法。 - 【請求項２２】 上記ターゲット域を上記イオンビームで衝突することは、
上記イオンビームの上記衝突点を非連続的な点に変え、それにより上記銅中にエ
ッチング耐性領域を形成するために必要な局部化された熱の蓄積を防止する請求
項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 上記ターゲット域を上記イオンビームで衝突することは、
約２０ｋｅＶよりも少ないエネルギーを有するイオンのビームで上記ターゲット
域に衝突することを含む請求項２１記載の方法。 - 【請求項２４】 上記ターゲット域を上記イオンビームで衝突することは、
ガリウムイオンのサブミクロンビームで上記ターゲット域に衝突することを含む
請求項２１記載の方法。
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