[發(fā)明專利]用于傾斜銑削保護(hù)的體沉積

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380063847.8
• 申請日: 2013-10-07
• 公開（公告）號: CN104822482A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.斯通;S.H.李;J.布萊克伍德;M.施米德特
• 申請（專利權(quán)）人: FEI公司
• 主分類號: B23K15/08
• 分類號: B23K15/08;B23K15/00;C23F4/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的帶電粒子束處理。

背景技術(shù)

檢查微觀（包括納米尺度）結(jié)構(gòu)以用于工藝監(jiān)視和失效分析的常見方法是：利用聚焦離子束（FIB）在結(jié)構(gòu)中切割溝槽以暴露與表面正交的橫截面，并且然后利用掃描電子顯微鏡（SEM）查看橫截面。另一技術(shù)是：從結(jié)構(gòu)中提取薄樣本以在透射電子顯微鏡（TEM）上進(jìn)行查看。然而，離子束銑削偽像可能使所暴露的結(jié)構(gòu)失真，使得電子束圖像并不準(zhǔn)確地表示原始結(jié)構(gòu)。

一種類型的偽像稱為“垂落（curtaining）”，因?yàn)樗赡芸雌饋硐袷谴鼓弧４孤浒l(fā)生在不同材料以不同速率被移除時(shí)，諸如在樣本由通過離子束以不同速率銑削的材料構(gòu)成時(shí)。未經(jīng)填充的孔能夠?qū)е麓孤洌缤ㄟ^高斯形離子束的“拖尾”進(jìn)行的銑削所能夠?qū)е碌哪菢印４孤溥€可能發(fā)生在銑削具有不規(guī)則形狀的表面時(shí)。有時(shí)，在感興趣的區(qū)域的頂部上沉積保護(hù)層以減少來自由如描述在例如美國專利公開No.?20130143412?Methods?for?Preparing?Thin?Samples?for?Tem?Imaging和美國專利公開No.?20120199923?Method?and?Apparatus?for?Controlling?Topographical?Variation?on?a?Milled?Cross-Section?of?a?Structure（二者均被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人）中的高斯形射束的拖尾導(dǎo)致的銑削的垂落。

在暴露具有比其寬度大得多的高度的特征時(shí)可能造成嚴(yán)重的偽像。這樣的結(jié)構(gòu)被稱為“高縱橫比”特征。例如，具有其寬度四倍大的高度的特征將被視為高縱橫比特征。集成電路中的層之間的孔或接觸件通常是高縱橫比結(jié)構(gòu)，其具有其寬度若干倍大的高度。

隨著半導(dǎo)體制造工藝將更多電路包裝到更小的封裝中，集成電路設(shè)計(jì)正在變得更加三維（3D）并合并了更多高縱橫比特征。在分析高縱橫比結(jié)構(gòu)、尤其是未經(jīng)填充的接觸孔時(shí)，對于諸如3D?NAND電路之類的3D集成電路（IC）結(jié)構(gòu)，常規(guī)離子束樣本制備導(dǎo)致不可接受的偽像，諸如失真和垂落。

當(dāng)在樣本上存在未經(jīng)填充的高縱橫比孔時(shí)，在實(shí)心區(qū)域與鄰近于未經(jīng)填充的孔的區(qū)域之間在銑削速率方面存在較大差異。在銑削速率方面的較大差異導(dǎo)致垂落或瀑布效應(yīng)，所述瀑布效應(yīng)是使孔的形狀失真的另一偽像。來自離子束銑削工藝的結(jié)構(gòu)破壞和偽像使得難以分析高縱橫比垂直結(jié)構(gòu)。

工藝工程師需要觀察的一個(gè)結(jié)構(gòu)特征是硅通孔（TSV）。橫截TSV是在半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室中用以表征空隙和表面界面的習(xí)慣做法。由于TSV的深度（典型地，50-300nm），利用離子束銑削TSV的橫截面可以導(dǎo)致實(shí)質(zhì)的垂落。

由于由離子束銑削的使用以暴露特征導(dǎo)致的破壞和偽像，圖像并不忠實(shí)地示出制造工藝的結(jié)果。偽像干擾測量并干擾制造工藝的評估，因?yàn)閳D像和測量示出樣本制備的效應(yīng)，以及原始制造工藝的結(jié)果。

具有復(fù)雜材料堆疊的高縱橫比孔或溝槽同樣難以利用其它已知方法加以測量，諸如散射測量和臨界尺寸掃描電子顯微鏡（CD-SEM）。

所需要的是暴露感興趣的區(qū)域以用于檢查和/或測量并且產(chǎn)生反映制造工藝的準(zhǔn)確圖像而不破壞感興趣的區(qū)域或在所暴露的表面中造成偽像的方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是暴露所埋藏的特征以用于檢查而同時(shí)最小化對那些特征的破壞。

本發(fā)明的實(shí)施例移除材料以留下鄰近于感興趣的特征的孔并利用所沉積的材料填充孔以創(chuàng)建“隔板”。被部分地引導(dǎo)通過所沉積的材料的離子束暴露感興趣的特征的一部分。通過引導(dǎo)射束通過所沉積的材料，偽像被減少并且所暴露的表面更準(zhǔn)確地表示就像其在暴露之前看上去那樣的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，通過以與表面的掠射角進(jìn)行銑削來暴露感興趣的特征的部分。

前文已經(jīng)相當(dāng)寬泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)勢，以使得下文的本發(fā)明的詳細(xì)描述可以被更好地理解。后文將描述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)勢。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會的是，公開的概念和特定實(shí)施例可以被容易地用作用于修改或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，這樣的等價(jià)構(gòu)造不背離如隨附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。

附圖說明

為了本發(fā)明及其優(yōu)勢的更透徹的理解，現(xiàn)參考結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，在附圖中：

圖1是示出本發(fā)明的方法的流程圖；

圖2A-2E圖示了圖1的流程圖的動(dòng)作；

圖3A示出在處理之前樣本的自頂向下視圖；圖3B示出圖3A的樣本的橫截面視圖；

圖4A示出具有銑削的孔的樣本的自頂向下視圖；圖4B示出圖4A的樣本的橫截面視圖；