[發明專利]用于表面平坦化的方法和設備

有效

• 申請號: 201910497180.1
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110581088B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: P.布倫戴奇;Z.克拉森;C.魯
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張一舟;傅永霄

1.一種用于表面平坦化的方法，其包括：

將樣品的表面定向到帶電粒子束軸，所述樣品包括第一層，所述第一層由第一材料和第二材料形成，所述第一材料不同于所述第二材料，并且圖案化成多條平行線，置于所述第二材料中，其中所述第二材料的頂面形成所述表面，并且其中所述表面定向為與所述帶電粒子束軸形成淺角，并排列多條平行線，使得多條平行線的長邊延伸穿過帶電粒子束軸；

沿所述帶電粒子束軸向所述樣品的表面提供帶電粒子束，帶電粒子束以在0.1 pA/um²至50 pA/um²的范圍內圖案束流密度而提供；

向所述樣品的表面提供氣體；并且

通過離子誘導的化學蝕刻選擇性地向下蝕刻所述第二材料至少達到所述第一材料的頂面，由于所述帶電粒子束和所述氣體同時存在于所述樣品的表面上而刺激帶電粒子誘導的蝕刻。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多條平行線形成所述帶電粒子束的蔭罩。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述多條平行線中的相鄰平行線之間的距離決定所述淺角的度數。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述度數范圍從1度至38度，從所述帶電粒子束軸和所述樣品的表面測得的淺角。

5.根據權利要求3所述的方法，其中所述淺角的度數與所述多條平行線中的相鄰平行線之間的距離呈負相關。

6.根據權利要求1所述的方法，其中提供帶電粒子束包括以一定的能量提供所述帶電粒子束。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述一定的能量包括在0.5KeV至30Kev范圍下提供所述帶電粒子束。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述圖案束密度在0.1 pA/um²至1 pA/um²的范圍內。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述氣體是蝕刻劑氣體。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體選自二氟化氙、氯、碘、溴、一氧化二氮、氧氣、水、氟、三氟乙酸、三氟乙酰胺、甲基硝基乙酸和乙酸酐及其組合的一種。

11.根據權利要求9所述的方法，其中所述蝕刻劑氣體優先蝕刻在所述第一材料上的所述第二材料。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二材料是電介質。

13.根據權利要求12所述的方法，其中所述電介質是氧化硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、聚酰亞胺及其組合中的一種。

14.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一材料是金屬。

15.根據權利要求1所述的方法，其中所述樣品是半導體芯片。

16.根據權利要求1所述的方法，其中所述樣品是透射電子顯微鏡(TEM)片層。

17.根據權利要求1所述的方法，其中所述帶電粒子束在所述表面上的位置的停留時間是在25至300納秒的范圍內。

18.根據權利要求1所述的方法，其中所述樣品表面由于帶電粒子束誘導的對所述第一材料上的所述第二材料的選擇性蝕刻，并且基于所述多條平行線提供離子束的蔭罩而平坦化。

19.根據權利要求1所述的方法，其還包括：

旋轉銑削所述第一層的剩余部分和置于所述第一層下方的第二層的一部分，所述第一層的剩余部分包括所述第一材料和第二材料；并且

將所述第二層向下平坦化至所述第二層的金屬線的頂面，所述第二層包括第三材料和第四材料，其中將所述第三材料平坦化包括：

將所述樣品的暴露表面定向到離子束軸以與所述離子束軸形成淺角并且將由所述第四材料形成的金屬線與所述離子束軸正交排列；

向所述樣品的暴露表面提供所述氣體；

以一定的能量和一定的圖案束密度向所述暴露表面提供所述離子束；并且

基于所述氣體和所述離子束的存在，刺激離子束誘導的對所述第三材料的蝕刻。