JP2005537683A - 電子ビームを用いたエッチングにおける終点検出ための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (45)
- 半導体サンプルをエッチングする方法であって、
前記半導体サンプルの対象領域に反応剤を導入し、
荷電粒子ビームが、前記対象領域に衝突し、前記反応剤を分解して前記対象領域をエッチングする反応性分子を生成するように、前記荷電粒子ビームを前記対象領域に向かって方向付け、
二次電子と後方散乱電子との少なくとも一方の放射レベルについて、前記半導体サンプルを監視し、
前記監視された放射レベルの内の1つまたは複数または重み付けされた組み合わせが、所定の量だけ変化した時に、前記対象領域の前記エッチングを終了させることを備える方法。 - 請求項1に記載の方法はさらに、
X線放射レベルについて、前記半導体サンプルを監視することを備える方法。 - 請求項2に記載の方法であって、前記X線放射レベルも、前記対象領域の前記エッチングを終了する時点を判定するために用いられる、方法。
- 請求項1に記載の方法はさらに、
前記半導体サンプルの前記対象領域のほぼ内部を流れる電流量を監視することを備える方法。 - 請求項4に記載の方法であって、前記電流量も、前記対象領域の前記エッチングを終了する時点を判定するために用いられる、方法。
- 請求項3に記載の方法はさらに、
前記半導体サンプルの前記対象領域の概ね内部を流れる電流量を監視することを備える方法。 - 請求項6に記載の方法であって、前記電流量も、前記対象領域の前記エッチングを終了する時点を判定するために用いられる、方法。
- 請求項1に記載の方法はさらに、
エッチングされている前記対象領域の結果として前記サンプルから生じるガスの組成を監視することを備える方法。 - 請求項8に記載の方法であって、前記ガスの組成も、前記対象領域の前記エッチングを終了する時点を判定するために用いられる、方法。
- 請求項1記載の方法であって、前記荷電粒子ビームは、収束イオンビームである方法。
- 請求項1に記載の方法はさらに、
前記荷電粒子ビームの電流レベルを監視し、
前記荷電粒子ビームの前記電流レベルに従って、前記半導体サンプルからの前記監視された放射レベルを調整して、正規化された放射レベルを決定することを備える方法。 - 請求項11に記載の方法であって、前記エッチングを終了する工程は、前記正規化された放射レベルに基づく、方法。
- サンプルをエッチングする方法であって、
二次電子および後方散乱電子が前記サンプル上の対象領域から放射されるように、荷電粒子ビームで前記サンプル上の前記対象領域を走査し、
前記サンプル上の前記対象領域から放射される二次電子と後方散乱電子とのレベルを測定し、
前記二次電子レベルおよび第1の重み係数の積と、前記後方散乱電子レベルおよび第2の重み係数の積とを加算することにより、第1の監視値を算出し、
前記荷電粒子ビームと反応して分解することで、前記対象領域の少なくとも一部をエッチングする反応性分子になる反応性物質を、前記対象領域に導入し、
前記二次電子レベルと前記後方散乱電子レベルとを監視しつつ、前記対象領域をエッチングし、
前記対象領域をエッチングするプロセスの間、一定の時間間隔で第2の監視値を算出し、
前記第1の監視値と前記第2の監視値との間の差が前記第1の監視値の所定の割合よりも概ね大きくなった時点を、前記エッチングの終点として決定し、
前記終点に達した時点で、前記対象領域の前記エッチングを終了させることを備える方法。 - 請求項13に記載の方法はさらに、
前記サンプルの前記対象領域内の電流レベルを測定し、
前記対象領域内の前記電流レベルを監視しつつ、前記対象領域内の材料をエッチングすることを備えることを備える方法。 - 請求項14に記載の方法であって、前記第1および第2の監視値の算出はさらに、前記対象領域内の前記電流レベルと第3の重み係数との積を加算することを備える方法。
- 請求項15に記載のサンプルをエッチングする方法であって、前記対象領域は、第2の導電層の上に配置された第1の導電層を有し、前記方法は、さらに、
前記第3の重み係数を0に設定することを備える方法。 - 請求項13に記載の方法はさらに、
前記対象領域から放射されるX線のX線カウント数を測定し、
前記X線カウント数を監視しつつ、前記対象領域内の材料をエッチングすることを備える方法。 - 請求項17に記載の方法であって、前記第1および第2の監視値の算出はさらに、前記X線カウント数と第4の重み係数との積を加算することを備える方法。
- 請求項18に記載の方法はさらに、
前記サンプルの前記対象領域内の電流レベルを測定し、
前記対象領域内の前記電流レベルを監視しつつ、前記対象領域内の材料をエッチングすることを備える方法。 - 請求項21に記載の方法であって、前記第1および第2の監視値の算出はさらに、前記対象領域内の前記電流レベルと第3の重み係数との積を加算することを備える方法。
- 請求項13に記載の方法はさらに、
エッチングされている前記対象領域の結果として前記対象領域から生じる残留ガスの組成値を測定し、
前記組成値を監視しつつ、前記対象領域内の材料をエッチングすることを備える、方法。 - 請求項21に記載の方法であって、前記第1および第2の監視値の算出はさらに、前記組成値と第5の重み係数との積を加算することを備える方法。
- 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法はさらに、
前記荷電粒子ビームの電流を監視し、
前記荷電粒子ビームの前記監視された電流に対して比例するように、前記二次電子と前記後方散乱電子との前記監視されたレベルを調整して、正規化された二次および後方散乱電子レベルを維持することを備える方法。 - 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法はさらに、
光子ビームが、前記反応性物質と相互作用して、前記対象領域内の材料のエッチングをさらに円滑にするように、前記光子ビームで前記サンプル上の前記対象領域を走査することを備える方法。 - 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法はさらに、
前記第1および第2の重み係数の一方を0に設定することを備える方法。 - 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法であって、前記第1の監視値の前記所定の割合を50%として、前記終点への到達が決定される、方法。
- 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法はさらに、
前記第1の監視値が算出された後で、エッチングのために前記荷電粒子ビームを波長調整し直すことを備える方法。 - 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法であって、前記対象領域のエッチングは、残留成分を生成し、前記方法はさらに、
真空ポンプを用いて前記残留成分を除去することを備える方法。 - 請求項12に記載のサンプルをエッチングする方法であって、前記反応性物質は、塩素系のガス、フッ素系のガス、臭化物系のガス、ハロゲン系のガス、ハロゲン含有ガス、および、ハロゲン含有ガスと他のガスとの混合ガスの中から選択される方法。
- 請求項13に記載のサンプルをエッチングする方法であって、前記反応性物質は、CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Clの中から選択される方法。
- サンプルをエッチングするための装置であって、
前記サンプル上の対象領域の近傍に反応性物質を導入するよう機能する反応剤注入部と、
荷電粒子ビームで前記対象領域を走査するよう機能する荷電粒子ビーム生成部であって、前記荷電粒子ビームは、前記反応性物質と前記荷電粒子ビームとが、前記走査される対象領域内に配置された前記サンプルの材料をエッチングするよう作用するように、前記反応性物質と相互作用する、荷電粒子ビーム生成部と、
前記サンプルから生じる二次電子放射レベルを検出するよう構成された二次電子検出部と、
前記サンプルから生じる後方散乱電子放射レベルを検出するよう構成された後方散乱電子検出部と、
前記サンプルを流れる電流量を測定するよう構成された電流計と、
前記二次電子検出部および前記後方散乱電子検出部によってそれぞれ検出された前記二次および後方散乱放射レベルと、前記電流計によって測定された前記電流量とを監視することにより、前記サンプルの前記材料の前記エッチングの終点を決定するよう構成された終点検出部とを備える装置。 - 請求項31に記載のサンプルをエッチングするための装置であって、前記終点検出部はさらに、前記二次電子レベルおよび第1の重み係数の積と、前記後方散乱電子レベルおよび第2の重み係数の積と、前記電流レベルおよび第3の重み係数の積とを加算することにより、監視値を算出するよう構成されており、前記終点検出部は、前記監視値の値が監視値の所定の割合よりも概ね大きい値だけ変化した時点を、前記エッチングの終点として特定する装置。
- 請求項31に記載のサンプルをエッチングするための装置はさらに、
前記荷電粒子ビームの電流を監視し、
前記荷電粒子ビームの前記測定された電流に比例するように、前記二次電子と前記後方散乱電子との前記検出されたレベルを調整して、正規化された二次および後方散乱電子レベルを維持することを備える装置。 - 請求項31に記載のサンプルをエッチングするための装置はさらに、
光子ビームで前記サンプル上の前記対象領域を走査するよう機能する光子ビームを備え、前記光子ビームは、前記反応性物質と相互作用して、前記対象領域内の前記材料のエッチングをさらに円滑にする装置。 - 請求項31に記載のサンプルをエッチングするための装置であって、前記対象領域のエッチングは、残留成分を生成し、前記装置はさらに、
前記残留成分を除去するよう機能する真空ポンプを備える装置。 - 試験サンプルを検査するための方法であって、
第1の衝突エネルギで粒子を放射するよう構成された電子ビーム生成部を用いて、試験サンプルの第1の走査対象を走査し、前記第1の衝突エネルギは前記第1の走査対象からの二次電子放射を引き起こし、
第1の期間中に、前記第1の走査対象において反応性物質を導入すると共に残留成分を除去し、
第2の期間中に、二次電子放射の強度を測定することを備える方法。 - 請求項36に記載の方法であって、前記第1の期間中における前記反応性物質の導入は、炭素汚染を除去する方法。
- 請求項36に記載の方法であって、前記第2の期間中における前記二次電子放射の強度の測定は、ほぼ炭素汚染のない測定を可能にする方法。
- 請求項36に記載の方法であって、前記第1の期間は1走査フレームである方法。
- 請求項36に記載の方法であって、前記第2の期間は1走査フレームである方法。
- 試験サンプルを検査するための方法であって、
第1の衝突エネルギを有する電子で試験サンプルの第1の走査対象を走査し、前記第1の衝突エネルギは、前記第1の走査対象からの二次電子放射を引き起こし、
測定される二次電子放射の強度において実質的な変化が測定されるまで、前記第1の走査対象において反応性物質を導入すると共に残留成分を除去する動作を繰り返すことを備える方法。 - 請求項41に記載の方法であって、前記衝突エネルギは、二次電子放射を最大化すると共に前記反応性または準反応性(near reactive)のガスに対する前記電子ビームの分解作用を最大化するように調整される、方法。
- 請求項42に記載の方法であって、前記残留成分の除去は、前記反応性物質、前記電子、および、前記第1の走査対象の間の相互作用による残留物質を除去することを備える方法。
- 請求項42に記載の方法であって、前記残留成分は、前記第1の走査対象をレーザに曝すことにより除去される方法。
- 請求項44に記載の方法であって、前記ビームは、走査されると同時に、基板の結晶構造に対する入射角を変更可能にするよう切り換えられる方法。
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