JP2015122524A - 断面システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
半導体を製造する際には、一般に、複数の材料を順に堆積および処理することで製品(半導体製品)を作成し、集積電子回路、集積回路素子、および/またはその他のマイクロ電子デバイスを構成する。そのような製品は、一般に、様々な構造(例えば、導電性材料で形成した回路線、非導電性材料を充填したウエル、半導体材料で形成した領域等)を有し、それらの構造は互いに正確に(例えば、通常、数ナノメータ単位で)位置決めされる。所与の構造の位置、サイズ(長さ、幅、奥行き)、組成(化学組成)、および関連特性(導電性、結晶の配向性、磁気特性)は、その製品の性能に重要な影響を及ぼすことがある。例えば、あるいくつかの例において、それらのパラメータうち1つまたはそれ以上が適切な範囲を逸脱すると、その製品は所望の機能を果たすことができないとして廃棄されることがある。結果として、一般に、半導体の各製造工程全てを良好に制御できることが望ましいとされ、また、半導体の様々な製造工程においてその製造を監視できる手段を使用することが有用であり、そうすれば、その半導体製造工程の様々なステージにおける1つまたはそれ以上の構造の位置、サイズ、組成、および関連特性についての検査を行うことが可能である。本明細書中で用いられる用語「半導体製品」として、集積電子回路、集積回路素子、マイクロ電子デバイス、または、集積電子回路、集積回路素子、およびマイクロ電子デバイスの製造過程で形成される製品が挙げられる。いくつかの実施形態においては、半導体製品は平面ディスプレイまたは太陽電池の一部を構成することができる。
半導電性材料の例としては、ケイ素、ゲルマニウム、およびヒ化ガリウム等が挙げられる。
他の選択肢として、半導体材料をドープ(リン(P)ドープ、窒素(N)ドープ)して、その材料の導電性を向上させることができる。
図1Aおよび図1Bはそれぞれ、半導体製品100の部分平面図および部分断面図である。図1Bに示すように、製品100を切断し、側壁110A、110Bおよび底壁110Cを有する断面110を露出させる。図1Aおよび図1Bには図示していないが、半導体製品100は異なる材料で形成した多数の層を有し、また、いくつかの例においては、同じ層の中に複数の異なる層を有する。
図2は、試料処理システム200の概略を示す図である。この試料処理システム200は、筐体210、試料の断面を切断するためのデバイス220A〜220J、試料を検査するためのデバイス230、および試料ホルダ240A〜240Jを備える。後述するように、システム200は、オプションとして、試料ホルダ250A〜250Jを備える。図2では、デバイス220A〜220Jは1つの筐体に収容されているが、いくつかの実施例においては、1つまたはそれ以上の220A〜220Jを、デバイス230とは別の筐体に収容することもできる。
その後、デバイス220A〜220Jを同時に作動して、各デバイスにより、対応する試料ホルダ240A〜240J内/上に配置した各半導体製品の断面を切断する。デバイス220A〜220Jとして、例えば、液体金属イオン装置(例えば、ガリウム集束イオンビーム装置等の集束液体金属イオンビーム装置)、ガス電界電離型イオンビーム装置、電子ビーム装置、レーザビーム装置、またはプラズマイオン源等を挙げることができる。一般に、それらのデバイスは当業者には公知である。ガス電界電離型イオンビーム装置の例は、例えば、米国特許出願公開第2007/0158558号明細書に開示され、その開示を参照することにより本明細書に援用される。異なるデバイスを組み合わせて使用することもできる。
いくつかの実施形態について説明したが、その他の実施形態も可能である。
例としては、ガスアシスト化学処理により、半導体回路編集を行うことができ、それにより半導製品内の損傷または誤って製造した回路を修理する。一般に、回路編集とは、回路に材料を追加する(例えば、開いている回路を閉じる)こと、および/または回路から材料を回収する(例えば、閉じている回路を開く)ことを含む。ガスアシスト化学処理により、フォトリソグラフィーマスクの修復をすることもできる。マスクの欠陥としては、通常、マスク材料が存在すべきでない領域にマスク材料が余剰して付着すること、および/またはマスク材料が存在すべき領域で材料が欠如することが挙げられる。したがって、ガスアシスト化学処理によりマスク修復を行い、所望により、マスクに対し材料を追加および/または回収することができる。一般に、ガスアシスト化学処理においては、荷電粒子ビーム(例えば、イオンビーム、電子ビーム、またはその両方)を用い、荷電粒子ビームを適切なガス(例えば、Cl2、O2、I2、XeF2、F2、CF4、H2O、XeF2、F2、CF4、WF6)と相互作用させる。別の例として、試料の修正としては、スパッタリングがある。いくつかの例において、製品を製造する際、いくつかの段階(例えば、回路から不要な材料を除去してその回路を編集する際、マスクを修正する際)において材料を除去するのが望ましいことがある。材料を除去するにはイオンビームを使用することができ、それにより試料から材料をスパッタする。特に、本明細書に記載のように、ガス原子とガス電界電離型イオン源との相互作用により生成されたイオンビームを用いて試料をスパッタすることができる。ヘリウム(He)ガスイオンを用いることもできるが、一般に、好ましくは、重イオン類(例えば、ネオン(Ne)ガスイオン類、アルゴン(Ar)ガスイオン類、クリプトン(Kr)ガスイオン類、キセノン(Xe)ガスイオン類)を用いて材料を除去する。材料を除去する間は、試料上の除去対象の材料が位置する領域にイオンビームを合焦する。そのような検査の例については、例えば、米国特許出願公開第2007/0158558号明細書に開示される。
Claims (11)
- 第1装置を用いて試料の第1断面を生成するステップと、
前記第1装置とは異なる第2装置を用いて前記試料の前記第1断面を修正して、前記試料の第2断面を生成するステップと、を含み、
前記第1装置は、レーザビーム源、プラズマイオンビーム源、および液体金属イオンビーム源を含む群から選択した装置であり、
前記第2装置はガス電界電離型イオン源であることを特徴とする方法。 - 試料の第1断面を形成するステップであって、該第1断面は第1粗度を有し、該第1断面は側壁および底壁を有することを特徴とするステップと、および
前記試料の前記第1断面を修正して該試料の第2断面とするステップであって、該第2断面は、前記第1粗度とは異なる第2粗度を有し、該第2断面は側壁および底壁を有する、ことを特徴とするステップと、を含む方法であり、該方法は、
第1装置を使用して前記試料の前記第1断面を形成し、第2装置を使用して前記試料の前記第2断面を形成し、該第2装置は該第1装置とは異なり、
前記第1装置は、レーザビーム源、プラズマイオンビーム源、および液体金属イオンビーム源を含む群から選択した装置であり、
前記第2装置はガス電界電離型イオン源であることを特徴とする、方法。 - 前記第1粗度は前記第2粗度の少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記第1断面を生成するステップと前記断面を修正するステップとの間に一定時間を設けたことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
- 前記試料の第1断面を形成した後であり前記試料の前記第1断面を修正する前に、前記試料を移動するステップを更に含むことを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。
- 前記試料は半導体製品であることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の方法。
- 前記第1装置及び前記第2装置は同一チャンバ内に収容したことを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の方法。
- 試料の第1断面であって第1粗度を有する第1断面を形成するように構成した第1装置、および
前記試料の前記第1断面を修正して、第2粗度を有する前記試料の第2断面を生成するように構成した第2装置、を備えたシステムであって、前記第2装置は前記第1装置とは異なり、
前記第1装置は、レーザビーム源、プラズマイオンビーム源、および液体金属イオンビーム源を含む群から選択した装置であり、
前記第2装置はガス電界電離型イオン源であることを特徴とする、システム。 - 前記第1粗度は前記第2粗度の少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
- 前記第1装置および前記第2装置と異なる第3の装置であって、前記試料を検査するように構成した第3の装置を更に備えることを特徴とする、請求項8又は9に記載のシステム。
- チャンバを備え、
前記第1装置及び前記第2装置を前記チャンバに収容したことを特徴とする、
請求項8〜10の何れか一項に記載のシステム。
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