基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステム
基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムが提供される。基板の特徴を測定する１つの方法は、電子ビームを使用して基板上のフィーチャの一部を除去し、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させることを含む。フィーチャは、フォトレジスト・フィーチャとすることが可能である。本方法は、断面プロファイルの特徴を測定することをも含む。分析のために基板を準備する方法は、電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥に近接する基板上の材料の一部を除去することを含む。欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である可能性がある。分析のために基板を準備する他の方法は、電子ビームや光ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥に近接する基板上の材料の一部を除去することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムに関する。ある実施態様は、基板上の材料の一部を除去することを含む、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の記述および例は、この段落内に含まれることによって従来の技術であるとは認められない。
【０００３】
論理素子やメモリ素子などの半導体デバイスを製造することは、通常、半導体デバイスの様々なフィーチャを形成し、複数のレベルを形成するために、いくつかの半導体製造プロセスを使用して半導体ウェハなどの基板を処理することを含む。例えば、リソグラフィは、半導体ウェハの上に構成されたレジストにレチクルからパターンを転写することを含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスのさらなる例には、化学機械研磨、エッチング、堆積、イオン注入があるが、これに限定されるものではない。複数の半導体デバイスがある構成において半導体ウェハの上に製造され、次いで、個々の半導体デバイスに分離される。
【０００４】
製造プロセスにわたって、ウェハの上に形成されるフィーチャのパラメータが、プロセスの監視と制御の目的で測定される。例えば、モニタ・ウェハの上のフィーチャのプロファイルの３次元計測が、プロセス中の様々な時間においてしばしば実施される。具体的には、フォトレジスト・フィーチャの３次元プロファイルは、フィーチャについて設定された仕様（スペック）の範囲内にあるパラメータをフィーチャが有するかを判定するために、リソグラフィ・ステップ後に測定されることが多い。フィーチャのパラメータがスペック内にある場合、リソグラフィ・ステップをプロダクト・ウェハに実施する。一方、フィーチャのパラメータが仕様内にない場合、リソグラフィ・ステップの１つまたは複数のパラメータを変更する。次いで、他のモニタ・ウェハが、リソグラフィ・プロセスにおいて暴露され、上述された測定が、フィーチャのパラメータが仕様内にあるようになるまで実施される。
【０００５】
「モニタ・ウェハ」という用語は、半導体プロダクトが形成されないウェハとして一般的に定義されている。代わりに、モニタ・ウェハは、１つのプロセス器具のパラメータを監視するためにのみ使用され、したがって、一般に、その１つの器具においてのみ処理される。使用後、モニタ・ウェハは、モニタ・ウェハが実行されたプロセスに応じてリサイクルされる、または廃棄される。モニタ・ウェハは、計測または検査のプロセスがウェハを損傷するとき、プロセス・モニタとして特に使用される。このようにして、モニタ・ウェハは、プロダクト・ウェハの代わりに破壊され、それにより計測または検査のコストを下げることができる。しかし、プロセスを監視し、制御するためにモニタ・ウェハを使用することは、モニタ・ウェハが再使用することができない程度に計測または検査によって損傷される場合、比較的高価になることがある。さらに、モニタ・ウェハとプロダクト・ウェハとの間に著しい違いが存在することがあるので（例えば、ウェハにおいて著しい差を生成することがあるプロダクト・ウェハより通常は少ないプロセスが、モニタ・ウェハについて実施される）、モニタ・ウェハを使用することにより、プロダクト・ウェハについて実施された測定と同程度の精度である結果が提供されない可能性がある。
【０００６】
その結果、プロダクト・ウェハについて計測と検査を実施することが有利である。しかし、上述したように、多くの計測と検査のプロセスはウェハを損傷する。例えば、フォトレジスト・フィーチャが上に形成されるウェハは、フォトレジスト・フィーチャを通ってしばしば劈開され（すなわち、断片化され）、それにより、劈開されたサンプル上のフィーチャの断面プロファイルを見ることができる。ウェハは断片化されるので、この破壊的計測技法により廃棄ウェハが生じる。他の計測技法は、イオン・ビームを使用するフォトレジスト・フィーチャ断面化を含む。１９３ｎｍフォトレジスト・フィーチャとより小さい線では、フォトレジスト・フィーチャは、イオン・ビームにより誘起される損傷を低減するために、タングステンまたは白金の堆積に暴露される。堆積させられた金属上部層は、１９３ｎｍフォトレジスト線に対して応力を生成し、その結果、フォトレジストは圧縮され変形される。この損傷は、少なくとも一部には、隣接フォトレジスト・フィーチャ間に間隙を生成する、堆積プロセス中の基板の不完全なコンフォーマル・コーティングのためである。したがって、結果的な断面は、時には結果がフィーチャの特徴（例えば、臨界寸法）の現実的な指標ではないような程度まで、構造の一体性を失う。さらに、そのような計測技法では、ガリウムまたは他の金属液体イオンソースを使用することにより、半導体デバイス製造の前端ライン（ＦＥＯＬ）部分において金属汚染を生成する。したがって、破壊され、したがって廃棄されたウェハ、金属汚染、および／または変形フォトレジスト・フィーチャを含めて、現在使用されている３次元計測技法にはいくつかの欠点がある。
【０００７】
高度な半導体デバイスの寸法は小さくなり続けているので、半導体デバイスにおける欠陥の存在は、半導体デバイスの首尾よい製造または歩留まりをますます限定する。例えば、化学機械研磨中にウェハの上に形成されるスクラッチにより、その後の処理において形成される１つまたは複数の半導体デバイスにおいて開回路または短絡を生じる、あるいはその半導体デバイスの完全な不良を生じることがある。半導体デバイスの製造は、多くの複雑なプロセス・ステップを含むので、歩留まり全体に対する欠陥の悪影響は、１つの製造プロセス・ステップにおいてウェハの上に形成される欠陥により、その後の製造プロセス・ステップにおいて追加の欠陥がウェハの上に形成される場合、指数関数的に増大する可能性がある。
【０００８】
したがって、半導体ウェハの欠陥の検出または「検査」は、半導体の開発と製造において著しく重要であり、またあり続ける。さらに、欠陥の再調査と分析は、欠陥の原因を決定して、できれば訂正することが可能であるように著しく重要である。制御可能な方式で選択位置においてデバイス膜層を除去する能力（「除層」）は、デバイス製造プロセス中の欠陥の再調査と分析について必須である。例えば、デバイス膜層の除去により、欠陥、具体的には表面下または部分的に表面下の欠陥をよりよく見ることが可能になるであろう。さらに、デバイス膜層の除去により、周囲膜層からの妨害が少ない状態で、欠陥組成物の分析を実施することが可能になる。
【０００９】
基板を除層する現行技法は、イオン・ビーム・エッチング、レーザ・アブレーション・エッチング、またはマイクロチップを使用する機械研摩を使用する。集束イオン・ビーム・エッチングは、エッチングを刺激するためにガリウム・イオンを使用する。レーザ・アブレーション技法は、膜を除去する化学反応と熱反応を生じさせるように基板の表面を加熱するために、レーザを使用する。機械アブレーション技法は、欠陥の回りの膜を除去するために、マイクロチップを使用する。
【００１０】
現行技法の中では、イオン・ビーム・エッチングが、デバイスを除層するために使用される最も完成した技法である。しかし、エッチングを刺激するためにイオン・ビームを使用するとき、ソースからのガリウム・イオンが膜に注入され、これにより、エッチングされたフィーチャが変化し、周囲領域の光学的、電気的、機械的特性が変化することがある。デバイス上のガリウム・イオンの存在は、製造においてデバイスとウェハのさらなる処理を限定することがあり、ウェハ全体を廃棄することになる。さらに、集束イオン・ビーム・エッチング中、エッチングされた材料は、ウェハの上の周囲領域に堆積する可能性がある。基板の除層に使用される他の技法も、いくつかの欠点を有する。例えば、レーザ・アブレーション技法は低いエッチング選択性を有する。さらに、機械アブレーション方法は、いくつかの大きい欠陥および膜への適用を限定してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、基板またはフィーチャを破壊、汚染、または変形しないで、基板上のフィーチャを３次元計測し、また基板上の材料を除層する方法およびシステムを開発することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムの様々な実施態様の以下の記述は、添付の請求項の主題を限定すると決して解釈されるべきではない。
【００１３】
本発明の一実施態様は基板の特徴を測定する方法に関する。一実施態様では、基板は、プロダクト・ウェハを含む。該方法は、電子ビームを使用して基板上のフィーチャの一部を除去して、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させることを含む。フィーチャの一部の除去は、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。さらに、除去されるフィーチャの一部は、電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。一実施態様では、フィーチャはフォトレジスト・フィーチャを含む。
【００１４】
該方法は、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定することも含む。断面プロファイルの特徴は、フィーチャの３次元特徴を含む。一実施態様では、特徴の測定は、電子ビームを使用して実施することが可能である。そのような実施態様では、本方法は、フィーチャの一部の除去と特徴の測定との間において、基板を電子ビームに対して傾斜させることを含む。異なる実施態様では、特徴の測定は、異なる電子ビームを使用して実施することが可能である。異なる電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置に配置される。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含むことが可能である。
【００１５】
他の実施態様は、基板の特徴を測定するために構成されたシステムに関する。一実施態様では、基板はプロダクト・ウェハを含む。本システムは、１つまたは複数の電子ビームを基板に供給するために構成された電子供給サブシステムを含む。１つまたは複数の電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために、基板上のフィーチャの一部を除去する。一実施態様では、フィーチャは、フォトレジスト・フィーチャを含む。フィーチャの一部の除去は、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。除去されるフィーチャの部分は、１つまたは複数の電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。
【００１６】
１つまたは複数の電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定することもできる。断面プロファイルの特徴は、フィーチャの３次元特徴を含む。一実施態様では、本システムは、フィーチャの一部の除去と特徴の測定との間において、１つまたは複数の電子ビームに対して基板を傾斜させるように構成することが可能である。他の実施態様では、フィーチャの一部の除去は、１つまたは複数の電子ビームの第１を使用して実施される。特徴の測定は、１つまたは複数の電子ビームの第２を使用して実施される。第２電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置において構成することが可能である。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００１７】
追加の実施態様は、分析のために基板を準備する方法に関する。基板はプロダクト・ウェハを含む。本方法は、電子ビームを組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去することを含む。欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積であろう。化学エッチングは、基板をエッチング化学作用に暴露させることを含む。エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。いくつかの実施態様では、本方法は、電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することを含むこともある。追加の材料は、材料とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００１８】
一実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥を分析することを含む。例えば、本方法は、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して欠陥を分析することを含む。他の実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するためにｘ線分析システムを使用して欠陥を分析することを含む。欠陥の特徴は欠陥の組成物を含む。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００１９】
他の実施態様は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムに関する。一実施態様では、基板はプロダクト・ウェハを含む。本システムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学供給サブシステムを含む。システムは、電子ビームを基板に供給するように構成された電子供給サブシステムをも含む。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下の欠陥を含む。除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。
【００２０】
一実施態様では、１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去する。追加の材料は、先の材料とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００２１】
いくつかの実施態様では、本システムは、欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムを含む。一実施態様では、電子供給サブシステムは、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステムは、分析サブシステムとして機能することも可能である。他の実施態様では、分析サブシステムはｘ線分析システムを含む。いくつかの実施態様では、欠陥の特徴は、組成物を含む。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００２２】
さらに他の実施態様は、分析のために基板を準備する異なる方法に関する。この方法は、電子ビームと光ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去することを含む。電子ビームは、光ビームと同軸状で基板に供給される。化学エッチングは、基板をエッチング化学作用に暴露させることを含む。一実施態様では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。材料の一部を除去することは、材料を光ビームで加熱することを含む。さらに、材料の一部を除去することは、材料の水平表面を加熱し、材料の垂直表面を実質的には加熱しないことを含む。除去される材料の部分は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。
【００２３】
一実施態様では、本方法はレーザで光ビームを生成することを含む。いくつかの実施態様では、本方法は、電子ビームと光ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することを含んでもよい。追加の材料は、先の材料とは異なり、その材料の下に形成されている。材料の一部を除去し、追加の材料の一部を除去することは、材料と追加の材料を光ビームで差別的に加熱することを含む。
【００２４】
欠陥は表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。いくつかの実施態様では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施態様では、材料の一部を除去することは、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。いくつかの実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥を分析することを含んでもよい。一実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して欠陥を分析することを含む。異なる実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するためにｘ線分析システムを使用して欠陥を分析することを含む。一実施態様では、欠陥の特徴は組成物を含む。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００２５】
追加の実施態様は、分析のために基板を準備するように構成される異なるシステムに関する。このシステムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成される化学物質供給サブシステムを含む。１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。本システムは、光ビームと同軸状に電子ビームを基板に供給するように構成された電子と光の供給サブシステムをも含む。電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。
【００２６】
欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。一実施態様では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施態様では、電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。除去される材料の部分は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。
【００２７】
一実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームを生成するように構成されるレーザを含む。電子供給サブシステムと光供給サブシステムは電子カラムをも含む。電子カラムは光ビームを電子カラムに入れるように構成された光学ウィンドウを含む。さらに、電子供給サブシステムと光供給サブシステムはミラーを含み、アパーチャがミラーを経て形成される。電子ビームは、アパーチャを通過し、光ビームは、光ビームが電子ビームと同軸状であるようにミラーから反射される。
【００２８】
電子と光の供給サブシステムは光ビームが材料を加熱するようにも構成される。さらに、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームが材料の水平表面を加熱し、材料の垂直表面を実質的には加熱しないように構成される。いくつかの実施態様では、電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することも可能である。追加の材料は、材料とは異なり、その材料の下に形成されている。１つのそのような実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームが材料と追加の材料を差別的に加熱するように構成することが可能である。
【００２９】
いくつかの実施態様では、本システムは、欠陥の特徴を測定するように構成される分析サブシステムを含んでいる。一実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成される。したがって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、分析サブシステムとして機能することが可能である。他の実施態様では、分析サブシステムはｘ線分析システムを含む。欠陥の特徴は欠陥の組成物である。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００３０】
本発明の他の利点が、好ましい実施態様の以下の詳細な記述の利益を有し、かつ添付の図面を参照する際に当業者には明らかになることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、様々な修正や代替形態の余地があるが、特定の実施形態が、図面において例として示されており、本明細書において詳細に記述されることが可能である。図面は、縮尺調整されていない。しかし、図面や詳細な記述は、開示される特定の形態に本発明を限定することを意図するものではなく、対照的に、本発明の意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるすべての修正、等価物、代替物を網羅することである。
【００３２】
本明細書において使用される際に、「基板」という用語は、ウェハまたはレチクルとして一般に定義される。本明細書において使用される際に、「ウェハ」という用語は、一般に、半導体または非半導体材料で形成される基板を指す。そのような半導体または非半導体材料の例には、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムがあるが、これに限定されるものではない。そのような基板は、半導体製造設備において一般的に見る、および／または処理することが可能である。
【００３３】
ウェハは基板のみを含む。そのようなウェハは、一般的に「バージン・ウェハ」と呼ばれる。代替として、ウェハは基板の上に形成された１つまたは複数の層を含む。例えば、そのような層は、レジスト、誘電体材料、導体材料を含むが、これに限定されるものではない。レジストまたは「フォトレジスト」は、光学リソグラフィ技法、ｅビーム・リソグラフィ技法、またはＸ線リソグラフィ技法によってパターン化することが可能である任意の材料を含む。誘電体材料の例には、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化チタニウムがあるが、これに限定されるものではない。誘電体材料の追加の例には、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．、カルフォルニア州サンタ・クララから市販されているＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄ（登録商標）、Ｎｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、カルフォルニア州サンタ・クララから市販されているＣＯＲＡＬ（登録商標）などの「低ｋ」誘電体材料や「キセロゲル」などの「超低ｋ」誘電体材料、さらには五酸化タンタルなどの「高ｋ」誘電体材料がある。さらに、導体材料に例には、アルミニウム、ポリシリコン、銅があるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
ウェハの上に形成された１つまたは複数の層は、パターン化する、または非パターン化することが可能である。例えば、ウェハは、反復可能なパターンのフィーチャを有する複数のダイを含む。材料のそのような層を形成し、処理することにより、最終的に完成半導体デバイスを得ることが可能である。したがって、ウェハは、完成半導体デバイスのすべての層が上に形成されている訳ではない基板、または完成半導体デバイスのすべての層が上に形成されている基板を含む。「半導体デバイス」という用語は、本明細書では、「集積回路」という用語と交換可能に使用される。さらに、微小電子機械（ＭＥＭＳ）デバイスなどの他のデバイスがウェハの上に形成されることも可能である。
【００３５】
「レチクル」または「マスク」は、上に形成され、かつあるパターンにおいて構成されるほぼ不透明の領域を有するほぼ透明の基板として一般に定義される。基板は、例えば、石英などのガラス材料を含む。ほぼ不透明の領域は、クロミウムなどの材料で形成することが可能である。レチクルは、レチクルの上のパターンがレジストに転写されるように、リソグラフィ・プロセスの暴露ステップ中にレジストで覆われたウェハの上側に配置するされる。例えば、レチクルのほぼ不透明の領域は、エネルギーソースへの暴露からレジストの基礎領域を保護する。多くの異なるタイプのレチクルが、当技術分野において知られており、本明細書において使用されるレチクルという用語は、すべてのタイプのレチクルを包含することを意図する。
【００３６】
本明細書において使用される際に、「フィーチャ」という用語は、一般に、３次元においてある程度の側方の延び（すなわち、幅ならびに高さ）を有する基板上に形成された任意の構造を指す。フィーチャの例には、半導体ウェハの上に形成されたパターン化構造がある。パターン化構造は、当技術分野において既知の任意のプロセスを使用して半導体ウェハの上に形成することが可能である（例えば、リソグラフィおよびエッチング）。フィーチャは、レジスト、導体材料、絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料で形成することが可能である。
【００３７】
ここで図面を参照すると、図１〜２１は縮尺調整されて描かれていないことに留意されたい。具体的には、図の要素のいくつかの縮尺は、要素の特徴を強調するために大きく誇張されている。また、図１〜２１は同じ縮尺で描かれていないことにも留意されたい。同様に構成することが可能である２つ以上の図に示される要素は、同じ参照符号を使用して示されている。
【００３８】
ここで図面を参照すると、図１、２は、基板の特徴を測定する方法を示す。図１に示されるように、フィーチャ１０が基板１２の上に形成される。フィーチャは、一実施形態ではフォトレジスト・フィーチャとすることが可能である。しかし、フィーチャは、上述されたフィーチャのいずれかとすることが可能である。例えば、フィーチャは、導体フィーチャまたは絶縁フィーチャとすることが可能である。フィーチャ１０は、線として示されている。しかし、フィーチャは任意の形状を有することを理解されたい。一実施形態では、基板はプロダクト・ウェハである。したがって、フィーチャは、プロダクト・ウェハの上の試験領域において、またはプロダクト・ウェハの上のデバイス領域に形成される。すなわち、フィーチャは試験フィーチャまたはデバイス・フィーチャである。しかし、基板は、上述された他の基板のいずれかを含む。
【００３９】
図１にさらに示されるように、本方法は、電子ビーム１４を使用してフィーチャ１０の一部１０ａを除去し、それによりフィーチャ１０の残りの部分の断面プロファイルを暴露させる。すなわち、この技法は、電子ビームを使用して材料を基板から除去し、それにより基板上のフィーチャの直交プロファイルを明らかにする。例えば、図２に示されるように、フィーチャ１０の一部１０ａが電子ビーム１４を使用して除去された後、フィーチャ１０の残りの部分１０ｂ、１０ｃの断面プロファイル１６が暴露される。図１、２に示されるように、除去されるフィーチャ１０の一部１０ａは、電子ビーム１４によって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。さらに、フィーチャ１０の一部１０ａを除去することは、基板１２のあらゆる部分を除去しない。このようにして、基板１２を損傷または破壊せずに、フィーチャ１０の一部１０ａを除去することができる。さらに、電子ビームは基板を汚染しない。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは基板を汚染または破壊しないので、本明細書において記述される基板の特徴を測定する方法およびシステムは、現在使用されている他の方法およびシステムより有利である。
【００４０】
図１、２においてさらに示されるように、電子ビーム１４を使用してフィーチャ１０の一部１０ａを除去することは、フィーチャの残りの部分１０ｂ、１０ｃを実質的には変形しない。すなわち、残りの部分１０ｂ、１０ｃは、フィーチャ１０とほぼ同じ寸法で、３次元プロファイルを有する。図３は、本明細書において記述される方法によって一部が除去される他の形状を有するフィーチャをも示す。図３に示されるように、フィーチャ１８の残りの部分１８ａ、１８ｂは、元のフィーチャとほぼ同じ寸法で３次元プロファイルを有する。さらに、フィーチャ２０の残りの部分２０ａ、２０ｂは、元のフィーチャとほぼ同じ寸法で３次元プロファイルを有する。図３に示されるように、異なる形状のフィーチャの一部を本明細書において記述されるように除去することができ、電子ビームによってエッチングされているフィーチャの形状は、フィーチャの残りの部分の品質に対して影響を有さない。
【００４１】
材料除去の品質（例えば、水平直線性、側壁直交性、材料除去率など）は、一般に、電子ビーム集束品質、ランディング・エネルギー、エッチング気体利用可能性とビーム滞在時間の関数である。したがって、電子ビームのこれらのパラメータを、材料除去とフィーチャの残りの部分の品質を最適化するように変更することができる。これらのパラメータは、例えば、フィーチャの特徴（例えば、サイズおよび組成）や基板の特徴（例えば、組成、基礎層など）に応じて変更することも可能である。このようにして、本明細書において記述される方法およびシステムは、測定に特に適切なフィーチャの暴露断面プロファイルを生成するために使用することができるが、その理由は、フィーチャの残りの部分が、フィーチャの元の特徴を保持するからである。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは、基板上のフィーチャの変形を生じないので、基板の特徴を測定するために本明細書において記述される方法およびシステムは、他の現在使用されている方法およびシステムより有利である。
【００４２】
方法は、フィーチャ１０の残りの部分１０ｂ、１０ｃの断面プロファイル１６の少なくとも１つの特徴を測定することをも含む。例えば、断面プロファイル１６の特徴を測定することは、電子ビーム１４を使用して実施することが可能である。そのような例では、電子ビームは、走査電子顕微鏡技法を使用して断面プロファイルの１つを撮像するために使用される。測定される特徴はフィーチャの３次元特徴を含む（例えば、フィーチャの臨界寸法、フィーチャの高さ、フィーチャの側壁の角度または傾斜、フィーチャの３次元プロファイル、あるいは走査電子顕微鏡技法を使用して測定することが可能である断面プロファイルのあらゆる他の特徴）。例えば、図３に示されるように、走査電子顕微鏡技法を使用して測定することが可能である残りの部分１８ｂ、２０ｂの断面プロファイル２２，２４の３次元特徴には、それぞれ、臨界寸法２６、高さ２８、傾斜３０があるが、これに限定されるものではない。したがって、本方法は、基板の上に形成されたフィーチャの３次元計測に特に有用である。さらに、フィーチャの３次元計測は、フィーチャをエッチングしながら実施することが可能である（例えば、同じ電子ビームを使用して）。
【００４３】
同じ電子ビームが、フィーチャの一部を除去し、断面プロファイルの特徴を測定するために使用される場合、電子ビームを供給するために使用されるサブシステムのパラメータは、電子ビームの１つまたは複数の特徴（例えば、エネルギー、焦点など）を変化させるために、除去と測定との間において変更することが可能である。電子ビームのパラメータは、例えば、フィーチャのサイズ、フィーチャの組成、基板の組成、またはフィーチャが形成される基板の層の組成に応じて変更することが可能である。除去と測定について適切なパラメータの選択が、当業者には明らかになるであろう。具体的には、電子ビームの特徴（したがって、電子供給サブシステムのパラメータ）は、フィーチャの一部が除去される率が暴露断面プロファイルの垂直性を向上させるように選択することが可能である。すなわち、電子ビームの特徴は、フィーチャの残りの部分の不足エッチングまたは過剰エッチングを回避するように選択することが可能である。
【００４４】
除去に使用されるのと同じ電子ビームでフィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定するとき、基板は、フィーチャの一部が除去された後で、かつ特徴が測定される前に、電子ビームに対して傾斜させられる。このようにして、電子ビームは、フィーチャの残りの部分に対して適切な視角に構成することが可能である。基板は、フィーチャの一部の除去と測定との間において、基板が上に配置されるステージ（図示せず）の位置を変更することによって傾斜させられる。代替としてまたはさらに、電子ビームは、電子ビームが測定中に適切な視角にあるように、フィーチャの一部が除去された後で、かつ測定の前に、基板に対して傾斜させられる。電子ビームは、電子ビームを基板に供給するように構成される電子供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変更することによって傾斜させられる。
【００４５】
異なる実施形態では、フィーチャの一部を除去することは、１つの電子ビームを使用して実施することが可能であり、フィーチャの断面プロファイルの特徴を測定することは、異なる電子ビームを使用して実施することが可能である。そのような実施形態では、異なる電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置で構成することが可能である。このようにして、基板が、異なる電子ビームに結合されたステージの上に配置された後、ステージの位置は、測定を実施することができるようになる前に変更する必要がない。
【００４６】
１つのそのような実施形態では、他の電子ビームが基板上の異なるフィーチャの断面プロファイルの特徴を測定している間、１つの電子ビームが、基板上の１つのフィーチャの一部を除去することが可能である。測定されている断面プロファイルは、第１電子ビームを使用して以前に暴露されている可能性がある。したがって、異なる電子ビームは、基板について異なる機能（例えば、除去および測定）を同時に実施することが可能である。すなわち、同じステージ上に配置されている間、基板が２つ以上の電子ビームに暴露される。
【００４７】
他の例では、他の電子ビームが除去と他のフィーチャについての測定をしている間、１つの電子ビームが、１つの基板について除去し、測定を実施するために使用することが可能である。異なる例では、他の電子ビームが他の基板上のフィーチャを測定する間、電子ビームの１つが、１つの基板上のフィーチャの一部を除去することが可能である。上述された方法の実施形態のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００４８】
追加の実施形態は、上述された方法により基板の特徴を測定するように構成されたシステムに関する。図４は、１つのそのようなシステムの実施形態を示す。図４に示されるように、システムは、電子供給サブシステム３２を含む。電子供給サブシステム３２は、電子ビーム（図示せず）を基板（図示せず）に供給するように構成される。本システムは、除去と測定中に基板を配置することが可能であるステージ３４をも含む。ステージ３４は、当技術分野において既知の任意の適切なステージを含む。電子供給サブシステムは、電子カラムとして構成することが可能である。電子供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の適切な電子カラムを含む。電子供給サブシステムは、電子カラムに結合された追加の構成要素（図示せず）を含んでもよい。追加の構成要素は、例えば、電子カラムを制御するように構成された構成要素を含む。本システムは、電子カラムと、随意選択でステージに結合されたプロセッサ（図示せず）などの他の構成要素を含んでもよい。プロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように、電子カラムとステージを制御するように構成することが可能である。
【００４９】
電子供給サブシステム３２によって基板に供給された電子ビームは、上述されたように、基板上のフィーチャの一部を除去し、それにより、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために使用することができる。フィーチャは、上述されたフォトレジスト・フィーチャまたは他のフィーチャのいずれかを含む。基板は、上述されたプロダクト・ウェハまたはあらゆる他の基板とすることが可能である。上述されたように、電子ビームによるフィーチャの一部の除去は、図２、３に示されるように、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。さらに、除去されるフィーチャの一部は、上記においてさらに記述され、かつ図１、２に示されるように、電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。
【００５０】
電子供給サブシステム３２によって基板に供給された電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定するために使用することもできる。特徴は、上述されたフィーチャの任意の３次元特徴を含む。図４に示されるシステムの一実施形態では、システムは、除去と測定との間において電子ビームに対して基板を傾斜させるように構成されている。例えば、本システムは、ステージ３４に結合されたプロセッサまたは制御装置を含む。プロセッサまたは制御装置を、ステージ３４の位置を変更し、それにより電子ビームに対する基板の位置を変更するように構成することが可能である。このようにして、本システムは、除去と測定の両方について電子ビームに対して基板が適切な角度に構成されるように、ステージを制御するように構成される。
【００５１】
他の実施形態では、図４に示されるシステムは、除去と測定との間において電子供給サブシステム３２の電子ビームを傾斜させるように構成される。例えば、本システムは、電子供給サブシステム３２に結合されたプロセッサまたは制御装置を含む。プロセッサまたは制御装置は、可能であれば電子供給サブシステムの１つまたは複数の構成要素と組み合わせて、電子カラムの１つまたは複数のパラメータを変更し、それにより基板に対する電子ビームの位置を変更するように構成させることが可能である。したがって、システムは、除去と測定の両方について基板に対して適切な角度において電子ビームを構成することが可能であるように、電子供給サブシステムを制御するように構成される。
【００５２】
図５は、基板の特徴を測定するように構成されたシステムの他の実施形態を示す。この実施形態では、本システムは、２つの電子供給サブシステム３６、３８を含む。電子供給サブシステムのそれぞれは、電子ビームを基板（図示せず）に供給するように構成される。例えば、電子供給サブシステム３６は、ステージ４０の上に配置される基板に電子ビーム（図示せず）を供給するように構成され、電子供給サブシステム３８は、ステージ４２の上に配置される基板に電子ビーム（図示せず）を供給するように構成される。ステージ４０、４２は、当技術分野において既知の任意の適切なステージを含む。さらに、ステージ４０、４２は、同じまたは異なるタイプのステージとすることが可能である。
【００５３】
電子供給サブシステムのそれぞれは、一般的に、電子カラムとして構成することが可能である。電子供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の適切な電子カラムを含む。さらに、２つの電子供給サブシステムの電子カラムを、同様にまたは異なるように構成することが可能である。電子供給サブシステムは、電子カラムに結合された追加の構成要素（図示せず）を含んでもよい。追加の構成要素は、例えば、電子ビームを制御するように構成された構成要素を含む。本システムは、電子カラムの１つまたは複数およびステージの１つまたは複数に結合された１つまたは複数のプロセッサ（図示せず）などの他の構成要素を含んでもよい。プロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように、電子カラムとステージを制御するように構成される。
【００５４】
電子供給サブシステム３６によって基板に供給された電子ビームは、上述されたように除去に使用することができる。電子供給サブシステム３８によってサブシステムに供給された電子ビームを、上述されたように測定に使用することができる。図５に示されるシステムの一実施形態では、電子供給サブシステム３８を、電子供給サブシステム３８が基板に供給する電子ビームが基板に対して所定の傾斜位置に配置されるように構成する。このようにして、ステージ４２の位置は、測定前に実質的に変更される必要がない。
【００５５】
したがって、図５に示されるシステムでは、１つの電子供給サブシステムを除去に使用することが可能であり、他の電子供給サブシステムを測定に使用することが可能である。さらに、図５に示されるように、電子供給サブシステムのそれぞれは、異なるステージに結合される。したがって、例えば電子供給サブシステム３６によって供給された電子ビームによって基板上のフィーチャの一部を除去した後、電子供給塔３８によって供給された電子ビームがフィーチャの特徴を測定することができるように、基板ハンドラ（図示せず）が基板をステージ４０から除去して、基板をステージ４２に移動させる。したがって、一実施形態では、２つの電子供給サブシステムは、共通の基板ハンドラによって結合される。さらに、図５に示されるように、電子供給塔３６、３８を、１つのハウジング４４の内部において構成することが可能である。
【００５６】
したがって、上述された実施形態では、１つの電子供給サブシステムを材料除去に専用とし、他の電子供給サブシステムを測定に専用とすることが可能である。しかし、電子供給サブシステム３２に関して上述されたように、材料除去と測定の両方を実施するように両方の電子供給サブシステムを構成することも可能であることを理解されたい。どちらの実施形態でも、図５に示されるシステムは、２つの基板を同時に処理するように構成させることが可能である。例えば、一方の電子供給サブシステムが、１つの基板上の１つのフィーチャの上の材料除去を実施し、他方の電子供給サブシステムが、他の基板上の他のフィーチャの測定を実施する。他の例では、電子供給サブシステムの一方が、基板上のフィーチャの一部を除去し、次いでフィーチャの３次元特徴を測定することができ、他の電子供給サブシステムは異なる基板を同様に処理する。
【００５７】
上述されたように、２つの電子供給サブシステムは、共通の基板ハンドラによって結合され、または１つのハウジングの内部に構成させることが可能である。しかし、２つの電子供給サブシステムは、異なる方式で結合することが可能である。例えば、図６に示される一実施形態では、電子供給サブシステム３６は、共通プロセッサ４６によって電子供給サブシステム３８に結合される。プロセッサ４６は、伝送媒体４８によって電子供給サブシステム３６に結合されてもよい。プロセッサ４６を、伝送媒体５０によって電子供給サブシステム３８に結合することも可能である。伝送媒体４８、５０は、当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含むことが可能であり、「有線」部分と「無線」部分を含む。プロセッサ４６は、本明細書において記述される様々な機能を実施するように構成できる。さらに、プロセッサ４６は、電子供給サブシステム３６および／または電子供給サブシステム３８から測定データを受信するように構成されてもよい。プロセッサ４６は、当技術分野において既知の任意の方法を使用して測定データを処理するように構成されてもよい。例えば、プロセッサは、電子供給サブシステム３６および／または電子供給サブシステム３８から像データを受信することが可能である。プロセッサ４６は、像データからフィーチャの縁を抽出して、像データからフィーチャの１つまたは複数の特徴を決定するために、１つまたは複数のアルゴリズムを使用することも可能である。
【００５８】
図７に示される他の実施形態では、電子供給サブシステム３６は、伝送媒体５２によって電子供給サブシステム３８に結合する。伝送媒体５２は、当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含むことが可能であり、「有線」部分と「無線」部分を含む。伝送媒体は、２つの電子供給サブシステム間の情報リンクとして作用する。さらに、電子供給サブシステム３６、３８は、それ自体のプロセッサ、ウェハ・ハンドラ、ハウジング、電力ソース、その他（図示せず）を有することが可能である。したがって、各電子供給サブシステムを、伝送媒体を除いて他のサブシステムから完全に分離している準備（例えば、材料除去）および／または測定システムとして構成することが可能である。さらに、電子供給サブシステム３６は、電子供給サブシステム３８から遠隔に配置されてもよい。
【００５９】
しかし、位置に関係なく、電子供給サブシステム３６と電子供給サブシステム３８を、伝送媒体５２によって結合することが可能である。１つの特定の実施形態では、電子供給サブシステム３６のプロセッサが、伝送媒体５２によって電子供給サブシステム３８のプロセッサに結合されることが可能である。このようにして、測定と他の情報を、サブシステムのプロセッサ間において送信することが可能である。例えば、電子供給サブシステム３６は、上述されたようにエッチングされているフィーチャの位置を電子供給サブシステム３８に送信することが可能である。次いで、電子供給サブシステム３８は、情報を使用して、測定されるフィーチャを特定し、次いで測定を実施することが可能である。図５に示されるシステムは、本明細書において記述されるようにさらに構成されることが可能である。さらに、サブシステム３６、３８のプロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように構成されることが可能である。
【００６０】
図４〜７に示されるシステムの実施形態は、１つまたは２つの電子供給サブシステムを含むが、いくつかの実施形態では、システムは３つ以上の電子供給サブシステムを含むことを理解されたい。このようにして、３つ以上の電子ビームが、フィーチャのエッチングおよび／または測定のために基板に同時に供給されることが可能である。さらに、図４〜７に示されるシステムの実施形態では、各電子供給サブシステムは異なるステージに結合されるが、いくつかの実施形態では、２つ以上の電子供給サブシステムが同じステージに結合されることが可能であることを理解されたい。このようにして、２つ以上の電子ビームが、ほぼ同時に１つの基板に供給されることが可能である。したがって、フィーチャのエッチングおよび／または測定を、基板上の２つ以上の位置においてほぼ同時に実施することが可能である。図４〜７に示されるシステムを、本明細書において記述されるようにさらに構成させることが可能である。
【００６１】
選択位置においてデバイス膜層を制御可能な方式で除去する（除層する）ために使用可能である追加の方法およびシステムが、本明細書で記述される。そのような除層は、デバイス製造プロセス中の欠陥の再調査や分析について必須である。上記においてさらに記述されたように、除層の現行技法には、イオン・ビーム・エッチング、レーザ・アブレーション・エッチング、マイクロチップを使用する機械アブレーションがある。これらの技法は、エッチングされたフィーチャや周囲領域の光学的、電子的、機械的特性の変化、さらには基板の汚染を生じるなどの欠点を有し、これにより基板は実際に破壊される。
【００６２】
本明細書においてさらに記述される電子ビーム補助化学エッチングは、これらの技法に対して多くの利点を有する。例えば、エッチングについてイオン・ビームの代わりに電子ビームを使用することにより、イオン・ビームが周囲領域に生じるイオン汚染や２次汚染が排除される。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは、前半ライン（ＦＥＯＬ）処理と後半ライン（ＢＥＯＬ）処理と共存可能であり、本明細書において記述されるように除層されたウェハは、プロセス・ラインに戻すことができる。さらに、電子ビーム補助化学エッチングの他の利点は、高度なエッチング選択性と終点検出である。フッ素、塩素、臭素、酸素に基づく化学作用での選択的電子ビーム補助化学エッチングが、ＤＲＡＭメモリ素子、論理デバイス、フォトレジストのほとんどの膜層について開発されている。さらに、本明細書において記述される方法およびシステムは比較的高いスループットを有するので、これらの方法およびシステムを使用して欠陥の根本を正確に特定することができる時間は、現在使用されている方法およびシステムより著しく短くすることが可能である。
【００６３】
図８〜１０は、分析のために基板を準備する方法の一実施形態を示す。図８に示されるように、欠陥５４が基板５６の上に形成されている。基板５６は上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料５８が基板５６の上に形成されている。材料５８は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など当技術分野において既知の任意の材料でよい。１つの材料のみが図８〜１０において基板５６の上に示されているが、２つ以上の材料が本明細書において記述される基板の上に形成されていることもあることを理解されたい。材料のいくつかは、図８〜１０に示されるように非パターン化されたままでも、または上述されたようにパターン化されていてよいもよい。図８に示されるように、欠陥５４は部分的表面下欠陥である。すなわち、欠陥５４の部分は材料５８の表面６０の下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、完全表面下欠陥（図１２に示され、以下においてさらに記述される）、または表面欠陥（すなわち、基板の上面より下にはない欠陥）を含む基板について実施することも可能である。さらに、欠陥５４は部分欠陥として示されているが、欠陥は、当技術分野において既知の任意の欠陥とすることが可能であることを理解されたい。
【００６４】
図８に示されるように、材料５８の一部が、電子ビーム６４と組み合わされて化学エッチングに暴露される。化学エッチングは、基板５６をエッチング化学作用６２に暴露させることを含む。いくつかの実施形態では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。これらのエッチング化学作用は、１つまたは複数の化学物質を含む。例えば、フッ素ベース・エッチング化学作用は、アルゴンなどの他の化学物質と可能であれば組み合わされている１つまたは複数のフルオロカーボンを含む。多くのそのような化学作用は、当技術分野において既知であり、エッチング化学作用は任意のそのような化学作用を含む。エッチング化学作用の選択は、例えば材料５８の組成、欠陥５４の組成、その他エッチング化学作用に暴露される基板上のあらゆる他の材料の組成に応じて変更することが可能である。例えば、エッチング化学作用は、欠陥を実質的には変更またはエッチングしないように選択されることが好ましいが、その理由は、具体的には、本明細書においてさらに記述されるように欠陥は除層後に分析されるからである。さらに、エッチング化学作用は、材料５８について良好な選択性（すなわち、基板５６上の他の材料をエッチングするより迅速に材料５８をエッチングする）を有し、可能であれば、良好な異方性（すなわち、材料５８の垂直表面をエッチングするより迅速に材料５８の水平表面をエッチングする）を有するように選択されることが好ましい。さらに、エッチング化学作用は、材料５８以外の基板上の材料を実質的にはエッチングしないように選択されることが好ましい。このようにして、エッチング化学作用は、エッチング化学作用に暴露される基板またはフィーチャの他の材料を損傷しない。さらに、エッチングの選択性は、電子ビームの１つまたは複数のパラメータを変更することによって変更することができる。
【００６５】
図９に示されるように、電子ビーム６４と組み合わされた化学エッチングは、欠陥５４に近接する材料５８の一部６６を除去する。図９に示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥５４の下面にほぼ同じ面の上面６８を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料の一部は、上面６８が欠陥の最下面より下にあるように「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。欠陥の近くの材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変更することが可能である。
【００６６】
図１０に示されるように、欠陥５４に近接する除去される材料５８の一部６６は欠陥５４を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は、欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥のすべての側面が、欠陥に対して様々な角度から欠陥の分析を実施できるように、除層後に暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較するとき、比較的小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずであるからである。
【００６７】
除去される材料の一部の面積は、例えば、電子ビームによって照射される基板上の面積に応じて変更することが可能である。例えば、本明細書において記述される方法およびシステムでは、エッチングは、電子ビームと組み合わされているエッチャント・ガスが存在する場合のみ行われる。このようにして、電子ビームの直径、したがって除去される材料の面積は、例えば、欠陥の側方寸法、除去について選択される面積、欠陥について実施される分析、除去される材料の特徴、および／または基板の特徴に応じて変更することが可能である。１つの特定の例では、除去される材料の面積は、分析が首尾よく達成されるように欠陥の回りで十分に材料を除去しながら、最小限に維持されることが好ましい（存在するとすれば隣接構造の損傷または破壊を回避するために）。
【００６８】
本方法は、欠陥の特徴を決定するために、欠陥５４を分析することを含む。決定される欠陥の特徴は、寸法（高さおよび幅）、プロファイル、組成、粗さなど、対象とすることが可能である任意の特徴を含む。したがって、決定される欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。一実施形態では、欠陥を分析することは、電子ビームを使用して実施することが可能である。１つの特定の実施形態では、図１１に示されるように、欠陥５４に近接する材料５６の一部６６を除去するために使用された電子ビーム６４を、欠陥５４を分析するためにも使用することが可能である。材料の一部を除去するために使用される電子ビームのパラメータは、欠陥を分析するために使用されるパラメータとは異なることが可能である。１つのそのような実施形態では、電子ビームは、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するために使用することが可能である。次いで、欠陥の像は、欠陥を再調査する、または欠陥の特徴を決定するために使用される。他の実施形態では、電子ビーム６４を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスは、可能であれば実時間で、監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスについてさらに情報を提供することが可能である。そのような情報は、プロセスの終点を決定する、および／または除層プロセスを最適化するために使用することも可能である。
【００６９】
他の実施形態では、エネルギー分散ｘ線顕微鏡法（ＥＤＸまたはＥＤＳ）あるいはオーガー電子顕微鏡法（ＡＥＳ）などの技法を使用して欠陥の組成を決定するために、電子ビームを使用する。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法は、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするように変更することが可能である。一般的には、ＥＤＸ技法では、電子ビームは欠陥の表面に向けられる。欠陥は、向けられた電子ビームに応答して、２次電子と特性ｘ線を放出することが可能である。特性ｘ線は、半導体ｘ線検出器によって検出され、エネルギー分析を受ける。ｘ線スペクトルは、欠陥の組成を決定するために分析される。ＥＤＸシステムとその方法の例が、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらへの米国特許第４５５９４５０号、Ｍｉｚｕｎｏへの第６０７２１７８号や、Ｓｔｅｆｆａｎらへの第６０８４６７９号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。
【００７０】
他の実施形態では、ｘ線分析システム（図示せず）が、欠陥の特徴を決定するために使用される。例えば、欠陥の組成は、ｘ線光電子顕微鏡法（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）、あるいはｘ線蛍光顕微鏡法（ＸＲＦ）などの技法を使用して決定される。他の例では、ｘ線反射（ＸＲＲ）技法が、欠陥における要素の濃度などの欠陥の特徴を測定するために使用される。ｘ線反射方法とシステムの例が、Ｋｏｍｉｙａらへの米国特許第５７４０２２６号、Ｋｏｍｉｙａらへの米国特許第６０４０１９８号や、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄらへの第６６３３８３１号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。ｘ線分析システムを、これらの特許において記載されているように構成させることが可能である。
【００７１】
他の実施形態では、欠陥の分析を、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施可能である。例えば、欠陥を、２次イオン質量分光法（ＳＩＭＳ）を使用して分析することが可能である。ＳＩＭＳは、一般に、サンプルの表面からイオンをスパッタリングし、スパッタリングしたイオンを質量分光法によって分析することによって、材料をサンプルから除去する。ＳＩＭＳ技法の例が、Ｃｒｉｅｇｅｒｎらへの米国特許第４６４５９２９号、Ｎａｉｔｏへの第４９１２３２６号、Ｍａｕｌらへの第６０７８０４４５号、Ｂｅｎｎｉｎｇｈｏｖｅｎらへの第６１０７６２９号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。分析システムは、これらの特許において記載されているように構成することが可能である。
【００７２】
図１２〜１４は、分析のために基板を準備する方法の他の実施形態を示す。図１２に示されるように、欠陥７０が基板７２の上に形成されている。基板７２は上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料７４、７６が基板７２の上に形成されている。材料７４、７６は、当技術分野において既知の任意のプロセス（例えば、堆積、めっきなど）、またはプロセスの組合せ（例えば、堆積および化学機械研磨）を使用して、基板７２の上に形成されている。
【００７３】
図１２に示されるように、材料７６は材料７４の下に形成される。材料７４、７６は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料を含む。材料７４、７６は異なる材料である。すなわち、材料７４、７６は異なる組成を有する。例えば、材料７４を絶縁材料とし、材料７６を導体材料とすることが可能である。代替として、材料７４を絶縁材料の１つのタイプとすることが可能であり、材料７６を絶縁材料の他のタイプとすることが可能である。２つの材料のみが図１２〜１４において基板７２の上に形成されて示されているが、多くの材料が本明細書において記述される基板の上に形成されることが可能であることを理解されたい。材料は、図１２〜１４に示されるようにパターン化されなくても、上述されたようにパターン化されてもよい。
【００７４】
図１２に示されるように、欠陥７０は表面下欠陥である。すなわち、欠陥７０は、材料７４の上面７８より完全に下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、部分的表面下欠陥（図８に示され、上記においてさらに記述されているような欠陥）または表面欠陥（すなわち、基板の上面より下にはない欠陥）を含む基板について実施することも可能である。欠陥７０は粒子欠陥として示されているが、本明細書において記述される方法およびシステムは、任意のタイプの欠陥を有する基板について使用することが可能であることを理解されたい。
【００７５】
図１３に示されるように、本方法は、電子ビーム（図示せず）と組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥７０に近接する材料７４の一部８０を除去する。化学エッチングによって、基板７２をエッチング化学作用（図示せず）に暴露させる。エッチング化学作用は、本明細書において記述されるエッチング化学作用のいずれかを含む。さらに、エッチングの選択は、エッチング化学作用の１つまたは複数のパラメータ、および／または電子ビームの１つまたは複数のパラメータを変化させることによって行われる。図１３に示されるように、欠陥の近くの材料７４の一部８０は、材料７６の上面８２を暴露させるように完全に除去することが可能である。図１３にさらに示されるように、材料７４の一部８０を除去することは、部分的に暴露された欠陥７０のみを有する。したがって、いくつかの実施形態では、図１４に示されるように、本方法は、電子ビーム（図示せず）と組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥７０に近接する材料７６の一部８４を除去することを含んでもよい。
【００７６】
材料７４、７６は異なるタイプの材料であるので、化学エッチングと電子ビームのパラメータは、材料７４の一部の除去と材料７６の一部の除去では異なることがある。例えば、異なるエッチング化学作用を、材料７４、７６を除去するために使用することが可能である。一例では、フッ素ベース・エッチング化学作用が材料７４を除去するために使用され、塩素ベース・エッチング化学作用が材料７６を除去するために使用されることが可能である。具体的には、エッチング化学作用は、材料の組成や特徴に基づいて、材料のそれぞれを除去するために選択される。１つのエッチング室内で実施することができる１つのエッチング・プロセスの異なるステップにおいて、異なる材料の部分を除去することも可能であれば好ましい。さらに、異なる材料の部分を、同じ電子ビームを使用して異なるステップで除去することが可能である。電子ビームの１つまたは複数のパラメータを、電子ビームが異なる材料の両方の除去について最適化されるように、除去ステップ間において変更することができる。しかし、いくつかの例では、可能であれば同じエッチング器具の異なるエッチング室において実施される異なるエッチング・プロセスにおいて、異なる材料の部分の除去を実施することが可能であることを理解されたい。明らかに、そのようなエッチング・プロセスは、異なる電子ビームで実施され、これにより、異なる材料の除去について最適化されるパラメータを有することも可能である。
【００７７】
図１４に示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥７０の下面とほぼ同じ面の上面８６を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料７６の一部８４は、上面８６が欠陥の最下面より下にあるように「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。欠陥の近くの材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変更することが可能である。
【００７８】
上記においてさらに記述されているように、欠陥７０に近接する除去される材料７４、７６の一部８０、８４は欠陥７０を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は、欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥に対して様々な角度から欠陥の分析を実施できるように、材料の一部が除去された後に欠陥のすべての側面が暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較すると、比較的小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずだからである。除去される材料の一部の面積を、例えば、上述されたように、電子ビームによって照射される基板上の面積に応じて変更することが可能である。
【００７９】
図１２〜１４に示される方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥７０を分析することを含んでもよい。決定される欠陥の特徴は上述された特徴のいずれかを含む。さらに、欠陥の分析は上述された分析のいずれかを含む。
【００８０】
図１５は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一実施形態を示す。本システムは化学供給サブシステム８８を含む。化学供給サブシステム８８は、１つまたは複数の化学物質（図示せず）を基板９０に供給するように構成される。すなわち、化学物質供給サブシステムは、基板９０がステージ９４の上に配置されるプロセス室９２に１つまたは複数の化学物質を供給するように構成される。１つまたは複数の化学物質は、上述された化学物質のいずれかを含む。例えば、１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、酸素ベース化学作用、または当技術分野において既知のあらゆる他のエッチング化学作用を含む。
【００８１】
化学物質供給サブシステム８８は、気体ソース９６（唯１つが図１５に示される）、気体ソース９６に結合された管９８、管９８に結合されたバルブ１００、ディスペンサ１０２を含む。１つまたは複数の化学物質は、気体ソース９６から管９８とバルブ１００を経てディスペンサ１０２に流れる。ディスペンサにより、好ましくは制御可能な方式で、１つまたは複数の化学物質はプロセス室９２の中に解放される。気体ソース、管、バルブ、ディスペンサは、当技術分野において既知の任意のそのような適切な構成要素を含む。化学物質供給サブシステムは、当技術分野において既知の多くの他の構成要素を含んでもよい。さらに、化学物質供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の構成を有することが可能である。化学物質供給サブシステムの追加の例が、Ｃｈｅｎｇらへの第４８４２６８３号、Ｈａｎａｗａへの第５６１４０６０号、Ｒｉｃｅらへの第５７７００９９号、Ｍａｙｄａｎらへの第５８８２１６５号、Ｍｉｎｔｚらへの第５８４９１３６号、Ｃｒｕｓｅへの第５９１００１１号、Ｔｏｐｒａｃらへの第５９２６６９０号、Ｌｅｖｙへの第５９７６３１０号、Ｋｏｓｈｉｉｓｈｉらへの第６０７２１４７号、Ｉｍａｆｕｋｕらへの第６０７４５１８号、Ａｓｈｔｉａｎｉらへの第６０８３３６３号、Ｓｕｅｍａｓａらへの第６０８９１８１号、Ａｒａｉらへの第６１１０２８７号、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄらへの第６６３３８３１号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。
【００８２】
化学物質供給サブシステム８８、プロセス室９２、ステージ９４は、これらの特許において記載されているようにさらに構成することが可能である。例えば、プロセス室９２は圧力ゲージ１０４を含む。圧力ゲージ１０４はプロセス室内の圧力を測定する。圧力ゲージは、伝送媒体１０８によってプロセッサ１０６に結合されている。伝送媒体１０８は当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含む。さらに、伝送媒体は、「有線」部分や「無線」部分を含む。プロセッサ１０６は、圧力ゲージ１０４によって測定された圧力に応じて、システムの１つまたは複数のパラメータを変更するように構成される。同様に、プロセッサ１０６は、システムの他の構成要素（例えば、バルブ１００）に結合され、室９２において実施されているプロセスに応じてシステムの他のパラメータを変更するように構成されることも可能である。
【００８３】
システムは電子供給サブシステム１１０をも含む。電子供給サブシステム１１０は、電子ビーム（図示せず）を基板９０に供給するように構成される。電子供給サブシステムは、本明細書において記述されるようにさらに構成させることが可能である。電子供給サブシステム１１０によって供給された電子ビームと組み合わされている化学物質供給サブシステム８８によって供給される１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、図８〜１０や１２〜１４に示されるように、１つまたは複数の材料の一部を除去することが可能である。材料と電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質との間の反応の副産物が基板から吸収される。本システムは、プロセス室に結合される１つまたは複数のポンプ（図示せず）を含む。１つまたは複数のポンプは、プロセス室からそのような副産物を除去し、それにより、副産物が基板上の他の領域の上に堆積する可能性がある確率を下げる。ポンプは、当技術分野において既知の任意の適切なポンプとすることが可能である。
【００８４】
欠陥、基板、材料、除去される材料の一部は、上述されたもののいずれかを含む。例えば、一実施形態では、欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である。代替として、欠陥は表面欠陥であることもある。さらに、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。さらに、除去される材料の面積は比較的小さいので、基板は、プロダクト・ウェハとすることが可能である。しかし、基板は、本明細書において記述されるあらゆる他の基板を含む。
【００８５】
いくつかの実施形態では、電子供給サブシステム１００によって供給された電子ビームと組み合わされている化学物質供給サブシステム８８によって供給される１つまたは複数の化学物質は、図１２〜１４に示されるように、欠陥に隣接する基板上の追加の材料の一部を除去する。図１２〜１４にさらに示されるように、追加の材料（例えば、材料７６）は、材料（例えば、材料７４）とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００８６】
図１５に示されるシステムは、基板上の欠陥の特徴を測定するように構成される分析サブシステムを含んでもよい。分析サブシステムは、本明細書において記述される分析技法の１つを実施するように構成されている。分析サブシステムは、欠陥の組成、または本明細書において記述される他の特徴のいずれかを決定するように構成される。
【００８７】
一実施形態では、電子供給サブシステム１１０を、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。除去に使用される電子ビームのパラメータは、測定に使用される電子ビームのパラメータとは異なることが可能である。電子ビームのパラメータは、電子供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変更することによって、除去と測定との間において変更される。電子供給サブシステムのパラメータを、いくつかの実施形態ではプロセッサ１０６によって変更または制御することが可能である。
【００８８】
一実施形態では、電子供給サブシステム１１０を、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するように構成することが可能である。他の実施形態では、電子供給サブシステム１１０は、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用される。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関してさらなる情報を提供することが可能である。そのような情報は、除層プロセスを最適化するために使用することが可能である。さらに、そのような情報は、除層プロセスが実施されている際に（すなわち、実時間で）除層プロセスを制御するために使用される。
【００８９】
他の例では、電子供給サブシステム１１０を、上記においてさらに記述されているＥＤＸなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステム１１０は、分析サブシステムとして機能するように構成される。異なる実施形態では、分析サブシステムは、上述されたもの、または当技術分野において既知のもののいずれかなどのｘ線分析システム（図示せず）を含む。分析サブシステムを、図１５に示されるシステムに任意の方式で結合することが可能である。例えば、分析サブシステムと図１５に示されるシステムは、共通プロセッサ、共通基板ハンドラ、共通電力ソース、伝送媒体などによって結合されて、１つのハウジングに配置することが可能である。図１５に示されるシステムの実施形態は、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００９０】
上述された方法およびシステムでは、除層は、基板表面において電子と注入エッチャント・ガスと組み合わされて達成される。そのような実施形態では、除層の選択性は、エッチャント・ガスと電子ビームの設定を調節することによって得られるエッチング率によってほぼ決定される。電子ビーム補助化学エッチングを使用する除層は、主に入射電子ビームの効果から、垂直表面より水平表面の優先的エッチングを提供する高度に有効な除層方法であるが、基板の加熱は、基板の表面における反応副産物の脱着を加速することによって、エッチングをさらに加速することができる。例えば、本明細書においてさらに記述されるように、電子とエッチャント・ガスの反応を補助するために光を使用して基板表面を加熱することができる。
【００９１】
一実施形態では、電子ビームと同軸状に位置合わせされる光ビームが、基板表面を加熱することによってエッチング反応を補助するために使用される。具体的には、同軸状光ビームは、基板上の電子ビームの効果を向上させることによって、水平表面の優先的エッチングを増幅する。例えば、電子ビームと同軸状に光ビームを位置合わせすることによって、光ビームは水平表面を優先的に加熱することができる。すなわち、同軸状光ビームは、基板上の水平表面を加熱し、垂直表面を実質的には加熱しない。この差別的表面加熱は、基板表面の側方に対する垂直のエッチングを加速するために使用される。具体的には、エッチャント・ガスは、電子と光の両方によって照射される水平表面を優先的にエッチングする。このようにして、上述された除層プロセスに光を追加することにより、除層プロセスの異方性を増大させることができる。そのような追加の異方性は有利である可能性があるが、その理由は、デバイス・フィーチャまたはあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながらデバイス膜を除去する能力は、欠陥の再調査や分析において必須であるからである。
【００９２】
さらに、光ビームの波長を選択することによって、基板上の異なる材料を差別的かつ優先的に加熱することができる。例えば、光ソースを、基板から除去される材料によって吸収される波長を光が有するように選択することが可能である。このようにして、波長は、その波長の光を吸収する材料を優先的に加熱するように選択される。したがって、異なる材料間の選択性を最大限にするように波長を選択することができる。そのような加熱は、接点、キャパシタ、または同時に除層されている２つ以上の材料を含む基板上の他の３次元フィーチャの除層中であることが特に望ましい。
【００９３】
図１６〜１７は、分析のために基板を準備する方法の一実施形態を示す。図１６に示されるように、欠陥１１２が、基板１１４の上に形成される。基板１１４は、上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料１１６が基板１１４の上に形成されている。材料１１６は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料を含む。図１６〜１７では、唯一の材料が基板１１４の上に示されているが、多くの材料が、本明細書において記述される基板上に形成されてもよいことを理解されたい。材料のいくつかは、図１６〜１７に示されるようにパターン化されなくても、上述されたようにパターン化されてもよい。図１６に示されるように、欠陥１１２は、部分的表面下欠陥である。すなわち、欠陥１１２の一部は、材料１１６の上面１１８より下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、完全表面下欠陥（図１２に示されるような欠陥）または表面欠陥を含む基板について実施することも可能である。さらに、欠陥１１２は粒子欠陥として示されているが、欠陥は、当技術分野において既知の任意のタイプの欠陥とすることが可能であることを理解されたい。
【００９４】
図１６に示されるように、材料１１６の一部が、電子ビーム１２０と光ビーム１２２と組み合わされた化学エッチングに暴露される。化学エッチングは、基板１１４をエッチング化学作用１２４に暴露させることを含む。いくつかの実施形態では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。これらのエッチング化学作用は１つまたは複数の化学物質を含む。多くのそのような化学作用は、当技術分野において既知であり、エッチング化学作用は、そのような化学作用を含む。
【００９５】
エッチング化学作用の選択は、例えば材料１１６の組成、欠陥１１２の組成、エッチング化学作用に暴露させることが可能である基板上のあらゆる他の材料の組成に応じて変えられる。例えば、エッチング化学作用は、欠陥を実質的には変更しない、またはエッチングしないように選択されることが好ましいが、具体的にはその理由は、欠陥は、本明細書においてさらに記述されるように、除層後に分析されるからである。さらに、エッチング化学作用は、材料１１６について良好な選択性を有し（すなわち、基板１１４上の他の材料をエッチングするより迅速に材料１１６をエッチングする）、可能であれば、良好な異方性を有する（すなわち、材料１１６の垂直表面をエッチングするより迅速に材料１１６の水平表面をエッチングする）ように選択されることが好ましい。さらに、エッチング化学作用は、材料１１６以外の基板上の材料を実質的にはエッチングしないように選択されることが好ましい。このようにして、エッチング化学作用は、エッチング化学作用に暴露される基板または他の材料もしくはフィーチャを損傷しない。さらに、除層プロセスの選択性は、電子ビームの１つまたは複数のパラメータおよび／または光ビームの１つまたは複数のパラメータを変化させることによって変えられる。
【００９６】
図１６に示されるように、電子ビーム１２０は光ビーム１２２と同軸状に基板１１４に供給される。さらに、電子ビーム１２０の直径は、光ビーム１２２の直径より大きいように図１６では示されているが、光ビーム１２２の直径は、電子ビーム１２０の直径にほぼ等しいか、またはそれ以上でよいことを理解されたい。光ビーム１２２は、レーザ（図示せず）によって生成することが可能である。しかし、光ビームは、当技術分野において既知のあらゆる他の適切な光ソースによって生成される。一般的に、動作波長において比較的明るい光ソースが、本明細書において記述される方法において特に有用である。適切なレーザの一例が、１００ｍＷ領域のＱ切替えレーザである。他の適切なレーザは、Ｔｉ−サファイア・レーザとすることが可能である。光ソースは、単一波長レーザまたは複数波長レーザとすることも可能である。さらに、光ビームは、２つ以上の光ソースを使用して生成することも可能である。例えば、いくつかのレーザからの光が、コンバイナで光学列に組み合わされることが可能である。他の例では、異なる光ビームが、異なるレーザによって生成されることが可能であり、基板に供給される光ビームは、除去される材料に応じて変更することが可能である。このようにして、異なる光ビームのすべてが、同時に基板に供給される訳ではない。
【００９７】
光ビーム１２２の波長は除去される材料に応じて変化する。例えば、光ビーム１２２の波長は、材料によって光を吸収することができるように選択する。このようにして、光ビームは、上述されたように材料を加熱することが可能である。さらに、光ビームは、光の１つの波長（例えば、単色光）、ほぼ１つの波長（例えば、ほぼ単色の光）、または２つ以上の波長（例えば、多色光または広帯域光）を有することが可能である。適切な波長の例には、約１０５４ｎｍ（近赤外線）、約５２７ｎｍ（可視、緑）、約３５０ｎｍ（近紫外線）、約２６６ｎｍ（紫外線）があるが、これに限定されるものではない。一般的に、適切な波長は、約２６６ｎｍから約１０５４ｎｍの任意の波長を含む。
【００９８】
異なる波長を有する光が同時にまたは順次基板に供給されると、光の各波長は、他を加熱するより基板上の特定の材料を多く加熱する。したがって、材料が基板から除去される際、基板に供給される光の波長を変える。例えば、基板上の材料の一部が除去された後、材料の下に形成されている異なる材料が、少なくとも光ビームについて異なるパラメータを有する電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングを使用して除去される。このようにして、基板上の２つ以上の材料の一部を除去することは、光ビームで各材料を差別的に加熱することを含む。同様にして、２つ以上の材料が基板から除去されるとき、エッチング化学作用および／または電子ビームのパラメータを、異なる材料が除去されるとき変えることが可能である。このようにして、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータは、基板上の材料の除去について最適化することが可能である。さらに、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータは、除層プロセスの選択性を最大限にするように変えることが可能である。具体的には、パラメータは、欠陥の組成、材料の組成、いくつかの場合では基板の組成に応じて変えることが可能である。除層プロセスにおいて使用されるエッチング化学作用、電子ビーム、光ビームのパラメータは、材料の除去を最大限に維持しながら、欠陥の除去を最小限に抑えるように最適化されることが好ましい。
【００９９】
上記においてさらに記述されているように、光ビーム１２２は、基板１１４上の材料１１６を優先的に加熱する。エッチング化学作用１２４と電子ビーム１２０が存在する状態で材料１１６を光ビーム１２２で加熱することにより、材料１１６の水平表面の優先的エッチングが強化される。具体的には、光ビーム１２２を電子ビーム１２０と同軸状に基板１１４に供給することによって、材料の垂直表面を実質的には加熱せずに、材料の水平表面を加熱することができる。このようにして、電子ビームと光ビーム補助化学エッチングは、ほぼ異方性とすることができる。その結果、本明細書において記述される除層方法は、デバイス・フィーチャまたは基板上のあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながら、デバイス膜を除去する能力を提供し、これは、欠陥の再調査および分析において必須である。
【０１００】
図１７に示されるように、電子ビーム１２０と光ビーム１２２と組み合わされた化学エッチングは、欠陥１１２に近接する材料１１６の一部１２６を除去する。図１７にさらに示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥１１２の下面とほぼ同じ面の上面１２８を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料の一部は、上面１２８が欠陥１１２の最下面より下にあるように、「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変えることが可能である。
【０１０１】
上記においてさらに記述されているように、欠陥１１２に近接する除去される材料１１６の一部１２６は、欠陥１１２を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥のすべての側面が、欠陥の分析を様々な角度から実施できるように、材料の一部が除去された後に暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較するとき、相対的に小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずであるからである。
【０１０２】
除去される材料の一部の面積は、例えば、電子ビームと光ビームによって照射される基板上の領域に応じて変えることが可能である。例えば、本明細書において記述される方法およびシステムでは、エッチングは、電子ビームと組み合わせてエッチャント・ガスが存在する状態でのみ行われる。このようにして、電子ビームの直径を、例えば、欠陥の側方寸法、除去について選択される領域、欠陥について実施される分析、除去される材料の特徴、および／または基板の特徴に応じて、変えることが可能である。さらに、除去される材料の一部の面積を、例えば、光ビームによって照射される基板上の面積に応じて変えることも可能である。光ビームによって照射される基板上の面積を、当技術分野において既知の任意の方法またはデバイスを使用して変えることが可能である。１つの特定の例では、除去される材料の面積は、分析が首尾よく達成されるように欠陥の回りにおいて十分な空間を与えながら、最小限に維持されることが好ましい（存在するとすれば、隣接構造を損傷または破壊することを回避するために）。
【０１０３】
本方法は、欠陥１１２を分析して、欠陥の特徴を決定することをも含む。決定される欠陥の特徴は、寸法（幅および高さ）、プロファイル、組成、粗さなど、対象とすることが可能である任意の特徴を含む。したがって、決定される欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。一実施形態では、欠陥を分析することは、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して実施することが可能である。１つの特定の実施形態では、図１７に示されるように、除去に使用された電子ビーム１２０が、欠陥１１２を分析するために使用されてもよい。除去に使用された電子ビームのパラメータは、欠陥を分析するために使用される電子ビームのパラメータとは異なってもよい。
【０１０４】
１つのそのような実施形態では、電子ビーム１２０は、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するために使用される。次いで、欠陥の像は、欠陥を再調査する、または欠陥の側方寸法などの特徴を決定するために使用される。他の実施形態では、電子ビーム１２０を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関する他の情報を提供することが可能である。情報は、本明細書においてさらに記述されるように、除層プロセスを監視および／または制御するために使用することが可能である。他の実施形態では、電子ビームは、上記においてさらに記述されたように、ＥＤＸまたはＡＥＳなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するために使用される。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法を、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするために変えることができる。
【０１０５】
他の実施形態では、ｘ線分析システム（図示せず）が、欠陥の特徴を決定するために使用される。例えば、ＸＰＳまたはＸＲＦなどの技法を使用して、組成などの欠陥の特徴を決定することができる。他の例では、ＸＲＲ技法が、欠陥の要素の濃度などの欠陥の特徴を測定するために使用される。ｘ線分析システムを、上述されたようにさらに構成することが可能である。他の実施形態では、欠陥の分析は、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施できる。例えば、欠陥を、上記において記述されているように、ＳＩＭＳを使用して分析する。
【０１０６】
他の実施形態では、欠陥を分析するために光ビーム１２２を使用する。例えば、光ビーム１２２を、欠陥を撮像するために使用する。次いで、欠陥の像は、欠陥の１つまたは複数の特徴を決定するために使用される。このようにして決定することができる欠陥の特徴は、欠陥の側方寸法、欠陥の高さなどを含むが、これに限定されるものではない。光ビームのパラメータを除去と分析との間に変えてもよい。例えば、光ビームの波長および／または偏光を、除層後であるが、欠陥の分析が開始される前に変えることが可能である。光ビーム１２２の他のパラメータを、除去と分析との間で同様に変えることが可能である。他の実施形態では、光ビーム１２２を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報は、本明細書においてさらに記述されているように、除層プロセスを監視および／または制御するために使用することができる。他の実施形態では、異なる光ビームが、本明細書において記述されるように欠陥を分析するために使用される。この光ビームは、電子ビーム１２０と同軸でも、同軸状ではないことも可能である。
【０１０７】
図１８は、分析のために基板を準備するように構成されるシステムの一例を示す。この例では、本システムは、電子供給サブシステム１３０を含む。電子供給サブシステム１３０は電子カラムとして構成される。電子供給サブシステムは電子ビーム１３２を基板１３４に供給するように構成される。図１８に示されるように、本システムは、光ビーム１３６を基板１３４に供給するようにも構成される。光ビーム１３６と電子ビーム１３２は、基板１３４の上のほぼ同じスポットに供給される。
【０１０８】
図１８に示されるように、光ビーム１３６は、電子供給サブシステムの対物レンズ１３８の外部縁に対して接線方向である視射角においてビームを集束させることによって基板に供給される。このようにして、光ビームは、電子ビームに関して軸はずれである。すなわち、光ビームは、電子ビームと同軸状には基板に供給されない。この構成により、光ビームは、電子カラムを修正せずに、基板の上に集束することが可能になる。しかし、光ビームは視射角において集束されるので（垂直から約５５°）、電子ビーム焦点、光ビーム焦点、基板の交差点は、ストライク距離（すなわち、対物レンズと基板との分離）に決定的に依存する。作業距離を変えることにより、レーザ・ビームは、軸上の点を行き過ぎ、または軸上の点に届かず、光ビームを再位置合わせすることが必要になる。さらに、図１９に示されるように、光ビーム１３６は、ある視射角において基板１３４の上に到達するので、光ビーム１３６の焦点１４０は、主直径が約１．７４倍に不鮮明になっている楕円であり、一方、電子ビーム１３２の焦点１４２は円形である。また、視射角における表面の反射１４４は、光ビームによってプロセスに供給されるエネルギー量を減少させる。
【０１０９】
光ビームを電子ビームと同軸状に基板に供給することにより、上記において概述された問題が排除される。図１９に示されるように、光ビーム１４６が電子ビーム１３２と同軸状に基板１３４に供給されるとき、両ビームの焦点は円形である。さらに、光ビーム１４６の焦点はほぼ一様である。したがって、電子ビーム焦点、光ビーム焦点、基板は、対物レンズと基板との分離に決定的には依存しない。このようにして、光ビームの位置合わせは、作業距離に決定的には依存しない。したがって、作業距離の変化は、光ビーム１４６の再位置合わせを必要としない。したがって、本明細書においてさらに記述されるシステムは、非同軸システムより操作が容易である。さらに、ほぼ垂直角度において光ビーム１４６を基板１３４に供給することにより、基板の表面からの光ビームの反射が低減される。その結果、本明細書においてさらに記述されるシステムは、除層プロセスへの光エネルギーの改善された供給を有する。
【０１１０】
図２０、２１は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムに含む電子供給サブシステムと光供給サブシステムの一実施形態を示す。電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、比較的小さいスポット直径に集束された光エネルギーまたはレーザ・エネルギーで電子ビームの視野を照射するように構成される。したがって、本システムは、除去される材料の一部を加熱することによって除層プロセスを改善し、かつ異なる材料を差別的にエッチングするように構成される。図２０に示されるように、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ソース１４８を含む。光ソース１４８は光ビーム１５０を生成するように構成される。光ビーム１５０は、光学構成要素１５２によって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの電子カラムのカラム・ベース１５６の光学ウィンドウ１５４に向けられる。光学ウィンドウは、真空ウィンドウとして構成することが可能である。光学ウィンドウは、光ビーム１５０が電子カラムに入ることを可能にするように構成される。
【０１１１】
図２１に示されるように、電子カラム１５８が、電子ビーム１６０を基板（図示せず）に供給するように構成される。光学ウィンドウ１５４を経て電子カラム１５８に入った後、光ビーム１５０は、スポットに集束され（例えば、簡単なレンズ（図示せず）によって）、この像は、レンズ１６２によってミラー１６４、最終的には基板に集束される。レンズ１６２は、集束長が長い転写レンズ、または当技術分野において既知のあらゆる他の適切なレンズとすることが可能である。光ビーム１５０は、ミラー１６４から反射される。ミラー１６４は、４５°金属ミラーとすることが可能である。ミラー１６４は、コンボルビング・レーザ・ミラーとすることも可能である。ミラー１６４は、ミラーを経て形成されたアパーチャ（図示せず）を有する。アパーチャは、電子ビーム１６０がアパーチャを通過することを可能にするように構成されることが好ましい。例えば、アパーチャは、ミラーの中心に位置することが可能であり、約１ｍｍの直径を有することが可能である。さらに、ミラーは、電子ビーム１６０の軸と整列されたアパーチャとともに軸方向に電子カラムにおいて配置されることが好ましい。このようにして、電子ビームは、電子カラムを通り、かつミラー１６４のアパーチャを通る軸経路に従うことができる。したがって、ミラー１６４から反射された後、光ビーム１５０は電子ビーム１６０と同軸である。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０と同軸状に電子ビーム１６０を基板に供給するように構成される。ミラーの中心にあるアパーチャのために、光ビーム強度がわずかに失われるが（例えば、約５％）、そのような損失は、許容可能であり、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの機能を低下させない。
【０１１２】
図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成される化学物質供給システム（図示せず）とともにシステムに含まれる。化学物質供給サブシステムを上述されたように構成することが可能である。電子ビーム１６０と光ビーム１５０と組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、図１６、１７に示されるように、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。上述されたように、欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である。さらに、欠陥は、表面欠陥であることもある。除去される材料の一部は、上述されたように、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。上記においてさらに記述されているように、除去される材料の一部の面積を、例えば、電子ビームのパラメータと光ビームのパラメータに応じて変えることが可能である。いくつかの実施形態では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施形態では、電子ビーム１６０と光ビーム１５０と組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、上記においてさらに記述されているように、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。
【０１１３】
光ソース１４８はレーザである。しかし、光ソースは、当技術分野において既知のあらゆる他の適切な光ソースとすることが可能である。一般的に、動作波長において比較的明るい光ソースが、本明細書において記述されるシステムにおいて使用するのに特に適切である。適切なレーザの一例が、１００ｍＷ領域のＱ切替えレーザである。他の適切なレーザは、Ｔｉ−サファイア・レーザである。光ソースは、単一波長レーザまたは複数波長レーザとすることも可能である。さらに、光ビームは、２つ以上の光ソースを使用して生成することも可能である。例えば、いくつかのレーザからの光が、コンバイナで光学列に組み合わされてもよい。他の例では、異なる光ビームが異なるレーザによって生成されてもよく、基板に供給される光ビームを、除去される材料に応じて変えることが可能である。このようにして、異なる光ビームのすべてが同時に基板に供給される訳ではない。
【０１１４】
光ビーム１５０の波長は、除去される材料に応じて変えることが可能である。例えば、除去される材料に応じて、光ビーム１５０の波長は、光を材料によって吸収することができるように選択される。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が上述されたように基板上の材料を加熱するように構成される。さらに、光ビームは、１つの波長（例えば、単色光）、ほぼ１つの波長（例えば、ほぼ単色の光）、または光の２つ以上の波長（例えば、多色光または広帯域光）を有することが可能である。適切な波長に例には、約１０５４ｎｍ（近赤外線）、約５２７ｎｍ（可視、緑）、約３５０ｎｍ（近紫外線）、約２６６ｎｍ（紫外線）があるが、これに限定されるものではない。一般的には、適切な波長は、約２６６ｎｍから約１０５４ｎｍの任意の波長を含む。
【０１１５】
異なる波長を有する光が同時にまたは順次基板に供給される場合、各波長は、他を加熱するより、特定の材料を多く加熱する。したがって、材料が基板から除去される際、基板に供給される光の波長が変えられる。例えば、基板上の材料の一部が除去された後、材料の下に形成された異なる材料が、少なくとも光ビームについて異なるパラメータを有する電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングを使用して除去される。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が光ビームで各材料を差別的に加熱するように構成させることが可能である。同様にして、２つ以上の材料が基板から除去されるとき、エッチング化学作用および／または電子ビームのパラメータは、異なる材料が除去されるときに変えられる。このようにして、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータを、基板上の材料の除去について最適化する。さらに、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータを、除層プロセスの選択性を最大限にするように変えることが可能である。具体的には、パラメータは、欠陥の組成、材料の組成、いくつかの場合には基板の組成に応じて変えることが可能である。除層プロセスにおいて使用されるエッチング化学作用、電子ビーム、光ビームのパラメータは、材料の除去を最大限にしながら、欠陥の除去を最小限に抑えるように最適化されることが好ましい。
【０１１６】
上記においてさらに記述されているように、光ビーム１５０は、除去される基板上の材料の一部を優先的に加熱する。エッチング化学作用と電子ビーム１６０が存在する状態において光ビーム１５０で材料を加熱することにより、除去される材料の一部の水平表面の優先的エッチングが強化される。具体的には、光ビーム１５０を電子ビーム１６０と同軸状に基板に供給することによって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が材料の水平表面を加熱し、かつ材料の垂直表面を実質的には加熱しないように構成することが可能である。このようにして、電子と光ビーム補助化学エッチングは、ほぼ異方性とすることができる。その結果、本明細書において記述される除層方法は、デバイス・フィーチャまたは基板上のあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながら、デバイス膜を除去する能力を提供し、これは、欠陥の再調査と分析において必須である。
【０１１７】
図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムを含むシステムが、分析サブシステム（図示せず）を含んでもよい。分析サブシステムは、基板上の欠陥の特徴を測定するように構成される。欠陥の特徴は、本明細書において記述される欠陥の特徴のいずれかを含む。測定されている欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。分析サブシステムを、本明細書において記述される分析技法の１つを実施するように構成することが可能である。
【０１１８】
一実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、電子ビーム１６０を使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、分析サブシステムとして機能するように構成することが可能である。例えば、除層に使用された電子ビーム１６０は、欠陥を分析するために使用することも可能である。除層に使用された電子ビームのパラメータは、欠陥の特徴を測定するために使用される電子ビームのパラメータとは異なることが可能である。電子ビームのパラメータは、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変えることによって、除去と測定との間に変えることが可能である。電子供給サブシステムと光供給サブシステムのパラメータは、いくつかの実施形態ではプロセッサ（図示せず）によって変更または制御することが可能である。プロセッサを、上述されたようにさらに構成することが可能である。
【０１１９】
一実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するように構成される。次いで、欠陥の像を、欠陥を再調査するために、または欠陥の側方寸法などの特徴を決定するために使用する。他の実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報は、上述されたように除層プロセスを監視および／または制御するために使用される。他の例では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、上記においてさらに記述されているＥＤＸなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するように構成することが可能である。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法を、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするように変えることが可能である。
【０１２０】
他の実施形態では、光ビーム１５０を、欠陥を分析するために使用する。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、光ビーム１５０および／または電子ビーム１６０を使用して欠陥を分析するように構成させることが可能である。一例では、光ビーム１５０を、欠陥を撮像するために使用することが可能である。次いで、欠陥の像は、本明細書においてさらに記述されている特徴など、欠陥の１つまたは複数の特徴を決定するために使用される。光ビームのパラメータを、上述されたように除去と分析との間において変えることが可能である。他の実施形態では、光ビーム１５０を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥に隣接する材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報を、上述されたように使用することも可能である。他の実施形態では、欠陥の分析は、電子ビームと同軸状であっても、同軸状でなくてもよい異なる光ビーム（図示せず）を使用して実施することが可能である。
【０１２１】
他の実施形態では、分析サブシステムは、上述されたもの、または当技術分野において既知のもののいずれかなどのｘ線分析システムを含む。他の実施形態では、欠陥の分析は、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施することが可能である。例えば、欠陥を、上記においてさらに記述されているように、ＳＩＭＳを使用して分析することが可能である。分析システムは、任意の方式でシステムに結合することが可能である。例えば、分析システムと本システムは、共通のプロセッサ、共通の基板ハンドラ、共通の電力ソース、伝送媒体などによって結合されて、１つのハウジングに配置されるようにしてもよいる。図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムの実施形態は、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【０１２２】
本発明の様々な態様のさらなる修正および代替実施形態が、本記述を考慮することにより当業者には明らかになることが可能である。例えば、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムが提供される。したがって、本記述は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実施する一般的な方式を当業者に教示することを目的とする。本明細書において示され、かつ記述された本発明の形態は、現在好ましい実施形態として取られるべきであることを理解されたい。要素および材料が、本明細書において示され、記述された要素および材料の代用とされることが可能であり、部分およびプロセスを反対にすることが可能であり、本発明のあるフィーチャを独立に使用することが可能であり、すべて、本発明の本記述の利益を有した後では当業者には明らかであろう。特許請求の範囲に記載されている本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書において記述されている要素について変更を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】電子ビームに暴露される基板上のフィーチャの部分透視図を示す概略図である。
【図２】フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために、フィーチャの一部が電子ビームによって除去される、図１の基板の部分透視図を示す概略図である。
【図３】フィーチャの一部が電子ビームによって除去され、それによりフィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させる、他のフィーチャの部分透視図を示す概略図である。
【図４】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図５】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図６】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図７】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図８】電子ビームと組み合わされた化学エッチングに暴露される基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図９】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去される、図８の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１０】図９の基板の部分上面図を示す概略図である。
【図１１】図９の基板の部分断面図および欠陥の特徴を決定するために使用される電子ビームを示す概略図である。
【図１２】基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図１３】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去される、図１２の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１４】欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部が除去される、図１３の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１５】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一実施形態の側面図を示す概略図である。
【図１６】電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングに暴露される基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図１７】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去された基板上の欠陥の部分断面図、および欠陥の特徴を決定するために使用することが可能である電子ビームと光ビームを示す概略図である。
【図１８】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの部分断面図を示す概略図である。
【図１９】軸はずれおよび同軸状のレーザ供給による基板上の焦点の側面図を示す概略図である。
【図２０】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一部の一実施形態の透視上面図を示す概略図である。
【図２１】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一部の一実施形態の部分断面図を示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムに関する。ある実施態様は、基板上の材料の一部を除去することを含む、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の記述および例は、この段落内に含まれることによって従来の技術であるとは認められない。
【０００３】
論理素子やメモリ素子などの半導体デバイスを製造することは、通常、半導体デバイスの様々なフィーチャを形成し、複数のレベルを形成するために、いくつかの半導体製造プロセスを使用して半導体ウェハなどの基板を処理することを含む。例えば、リソグラフィは、半導体ウェハの上に構成されたレジストにレチクルからパターンを転写することを含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスのさらなる例には、化学機械研磨、エッチング、堆積、イオン注入があるが、これに限定されるものではない。複数の半導体デバイスがある構成において半導体ウェハの上に製造され、次いで、個々の半導体デバイスに分離される。
【０００４】
製造プロセスにわたって、ウェハの上に形成されるフィーチャのパラメータが、プロセスの監視と制御の目的で測定される。例えば、モニタ・ウェハの上のフィーチャのプロファイルの３次元計測が、プロセス中の様々な時間においてしばしば実施される。具体的には、フォトレジスト・フィーチャの３次元プロファイルは、フィーチャについて設定された仕様（スペック）の範囲内にあるパラメータをフィーチャが有するかを判定するために、リソグラフィ・ステップ後に測定されることが多い。フィーチャのパラメータがスペック内にある場合、リソグラフィ・ステップをプロダクト・ウェハに実施する。一方、フィーチャのパラメータが仕様内にない場合、リソグラフィ・ステップの１つまたは複数のパラメータを変更する。次いで、他のモニタ・ウェハが、リソグラフィ・プロセスにおいて暴露され、上述された測定が、フィーチャのパラメータが仕様内にあるようになるまで実施される。
【０００５】
「モニタ・ウェハ」という用語は、半導体プロダクトが形成されないウェハとして一般的に定義されている。代わりに、モニタ・ウェハは、１つのプロセス器具のパラメータを監視するためにのみ使用され、したがって、一般に、その１つの器具においてのみ処理される。使用後、モニタ・ウェハは、モニタ・ウェハが実行されたプロセスに応じてリサイクルされる、または廃棄される。モニタ・ウェハは、計測または検査のプロセスがウェハを損傷するとき、プロセス・モニタとして特に使用される。このようにして、モニタ・ウェハは、プロダクト・ウェハの代わりに破壊され、それにより計測または検査のコストを下げることができる。しかし、プロセスを監視し、制御するためにモニタ・ウェハを使用することは、モニタ・ウェハが再使用することができない程度に計測または検査によって損傷される場合、比較的高価になることがある。さらに、モニタ・ウェハとプロダクト・ウェハとの間に著しい違いが存在することがあるので（例えば、ウェハにおいて著しい差を生成することがあるプロダクト・ウェハより通常は少ないプロセスが、モニタ・ウェハについて実施される）、モニタ・ウェハを使用することにより、プロダクト・ウェハについて実施された測定と同程度の精度である結果が提供されない可能性がある。
【０００６】
その結果、プロダクト・ウェハについて計測と検査を実施することが有利である。しかし、上述したように、多くの計測と検査のプロセスはウェハを損傷する。例えば、フォトレジスト・フィーチャが上に形成されるウェハは、フォトレジスト・フィーチャを通ってしばしば劈開され（すなわち、断片化され）、それにより、劈開されたサンプル上のフィーチャの断面プロファイルを見ることができる。ウェハは断片化されるので、この破壊的計測技法により廃棄ウェハが生じる。他の計測技法は、イオン・ビームを使用するフォトレジスト・フィーチャ断面化を含む。１９３ｎｍフォトレジスト・フィーチャとより小さい線では、フォトレジスト・フィーチャは、イオン・ビームにより誘起される損傷を低減するために、タングステンまたは白金の堆積に暴露される。堆積させられた金属上部層は、１９３ｎｍフォトレジスト線に対して応力を生成し、その結果、フォトレジストは圧縮され変形される。この損傷は、少なくとも一部には、隣接フォトレジスト・フィーチャ間に間隙を生成する、堆積プロセス中の基板の不完全なコンフォーマル・コーティングのためである。したがって、結果的な断面は、時には結果がフィーチャの特徴（例えば、臨界寸法）の現実的な指標ではないような程度まで、構造の一体性を失う。さらに、そのような計測技法では、ガリウムまたは他の金属液体イオンソースを使用することにより、半導体デバイス製造の前端ライン（ＦＥＯＬ）部分において金属汚染を生成する。したがって、破壊され、したがって廃棄されたウェハ、金属汚染、および／または変形フォトレジスト・フィーチャを含めて、現在使用されている３次元計測技法にはいくつかの欠点がある。
【０００７】
高度な半導体デバイスの寸法は小さくなり続けているので、半導体デバイスにおける欠陥の存在は、半導体デバイスの首尾よい製造または歩留まりをますます限定する。例えば、化学機械研磨中にウェハの上に形成されるスクラッチにより、その後の処理において形成される１つまたは複数の半導体デバイスにおいて開回路または短絡を生じる、あるいはその半導体デバイスの完全な不良を生じることがある。半導体デバイスの製造は、多くの複雑なプロセス・ステップを含むので、歩留まり全体に対する欠陥の悪影響は、１つの製造プロセス・ステップにおいてウェハの上に形成される欠陥により、その後の製造プロセス・ステップにおいて追加の欠陥がウェハの上に形成される場合、指数関数的に増大する可能性がある。
【０００８】
したがって、半導体ウェハの欠陥の検出または「検査」は、半導体の開発と製造において著しく重要であり、またあり続ける。さらに、欠陥の再調査と分析は、欠陥の原因を決定して、できれば訂正することが可能であるように著しく重要である。制御可能な方式で選択位置においてデバイス膜層を除去する能力（「除層」）は、デバイス製造プロセス中の欠陥の再調査と分析について必須である。例えば、デバイス膜層の除去により、欠陥、具体的には表面下または部分的に表面下の欠陥をよりよく見ることが可能になるであろう。さらに、デバイス膜層の除去により、周囲膜層からの妨害が少ない状態で、欠陥組成物の分析を実施することが可能になる。
【０００９】
基板を除層する現行技法は、イオン・ビーム・エッチング、レーザ・アブレーション・エッチング、またはマイクロチップを使用する機械研摩を使用する。集束イオン・ビーム・エッチングは、エッチングを刺激するためにガリウム・イオンを使用する。レーザ・アブレーション技法は、膜を除去する化学反応と熱反応を生じさせるように基板の表面を加熱するために、レーザを使用する。機械アブレーション技法は、欠陥の回りの膜を除去するために、マイクロチップを使用する。
【００１０】
現行技法の中では、イオン・ビーム・エッチングが、デバイスを除層するために使用される最も完成した技法である。しかし、エッチングを刺激するためにイオン・ビームを使用するとき、ソースからのガリウム・イオンが膜に注入され、これにより、エッチングされたフィーチャが変化し、周囲領域の光学的、電気的、機械的特性が変化することがある。デバイス上のガリウム・イオンの存在は、製造においてデバイスとウェハのさらなる処理を限定することがあり、ウェハ全体を廃棄することになる。さらに、集束イオン・ビーム・エッチング中、エッチングされた材料は、ウェハの上の周囲領域に堆積する可能性がある。基板の除層に使用される他の技法も、いくつかの欠点を有する。例えば、レーザ・アブレーション技法は低いエッチング選択性を有する。さらに、機械アブレーション方法は、いくつかの大きい欠陥および膜への適用を限定してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、基板またはフィーチャを破壊、汚染、または変形しないで、基板上のフィーチャを３次元計測し、また基板上の材料を除層する方法およびシステムを開発することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムの様々な実施態様の以下の記述は、添付の請求項の主題を限定すると決して解釈されるべきではない。
【００１３】
本発明の一実施態様は基板の特徴を測定する方法に関する。一実施態様では、基板は、プロダクト・ウェハを含む。該方法は、電子ビームを使用して基板上のフィーチャの一部を除去して、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させることを含む。フィーチャの一部の除去は、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。さらに、除去されるフィーチャの一部は、電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。一実施態様では、フィーチャはフォトレジスト・フィーチャを含む。
【００１４】
該方法は、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定することも含む。断面プロファイルの特徴は、フィーチャの３次元特徴を含む。一実施態様では、特徴の測定は、電子ビームを使用して実施することが可能である。そのような実施態様では、本方法は、フィーチャの一部の除去と特徴の測定との間において、基板を電子ビームに対して傾斜させることを含む。異なる実施態様では、特徴の測定は、異なる電子ビームを使用して実施することが可能である。異なる電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置に配置される。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含むことが可能である。
【００１５】
他の実施態様は、基板の特徴を測定するために構成されたシステムに関する。一実施態様では、基板はプロダクト・ウェハを含む。本システムは、１つまたは複数の電子ビームを基板に供給するために構成された電子供給サブシステムを含む。１つまたは複数の電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために、基板上のフィーチャの一部を除去する。一実施態様では、フィーチャは、フォトレジスト・フィーチャを含む。フィーチャの一部の除去は、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。除去されるフィーチャの部分は、１つまたは複数の電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。
【００１６】
１つまたは複数の電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定することもできる。断面プロファイルの特徴は、フィーチャの３次元特徴を含む。一実施態様では、本システムは、フィーチャの一部の除去と特徴の測定との間において、１つまたは複数の電子ビームに対して基板を傾斜させるように構成することが可能である。他の実施態様では、フィーチャの一部の除去は、１つまたは複数の電子ビームの第１を使用して実施される。特徴の測定は、１つまたは複数の電子ビームの第２を使用して実施される。第２電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置において構成することが可能である。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００１７】
追加の実施態様は、分析のために基板を準備する方法に関する。基板はプロダクト・ウェハを含む。本方法は、電子ビームを組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去することを含む。欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積であろう。化学エッチングは、基板をエッチング化学作用に暴露させることを含む。エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。いくつかの実施態様では、本方法は、電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することを含むこともある。追加の材料は、材料とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００１８】
一実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥を分析することを含む。例えば、本方法は、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して欠陥を分析することを含む。他の実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するためにｘ線分析システムを使用して欠陥を分析することを含む。欠陥の特徴は欠陥の組成物を含む。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００１９】
他の実施態様は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムに関する。一実施態様では、基板はプロダクト・ウェハを含む。本システムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学供給サブシステムを含む。システムは、電子ビームを基板に供給するように構成された電子供給サブシステムをも含む。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下の欠陥を含む。除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。
【００２０】
一実施態様では、１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去する。追加の材料は、先の材料とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００２１】
いくつかの実施態様では、本システムは、欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムを含む。一実施態様では、電子供給サブシステムは、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステムは、分析サブシステムとして機能することも可能である。他の実施態様では、分析サブシステムはｘ線分析システムを含む。いくつかの実施態様では、欠陥の特徴は、組成物を含む。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００２２】
さらに他の実施態様は、分析のために基板を準備する異なる方法に関する。この方法は、電子ビームと光ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去することを含む。電子ビームは、光ビームと同軸状で基板に供給される。化学エッチングは、基板をエッチング化学作用に暴露させることを含む。一実施態様では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。材料の一部を除去することは、材料を光ビームで加熱することを含む。さらに、材料の一部を除去することは、材料の水平表面を加熱し、材料の垂直表面を実質的には加熱しないことを含む。除去される材料の部分は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。
【００２３】
一実施態様では、本方法はレーザで光ビームを生成することを含む。いくつかの実施態様では、本方法は、電子ビームと光ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することを含んでもよい。追加の材料は、先の材料とは異なり、その材料の下に形成されている。材料の一部を除去し、追加の材料の一部を除去することは、材料と追加の材料を光ビームで差別的に加熱することを含む。
【００２４】
欠陥は表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。いくつかの実施態様では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施態様では、材料の一部を除去することは、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。いくつかの実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥を分析することを含んでもよい。一実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して欠陥を分析することを含む。異なる実施態様では、本方法は、欠陥の特徴を決定するためにｘ線分析システムを使用して欠陥を分析することを含む。一実施態様では、欠陥の特徴は組成物を含む。上述された方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００２５】
追加の実施態様は、分析のために基板を準備するように構成される異なるシステムに関する。このシステムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成される化学物質供給サブシステムを含む。１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。本システムは、光ビームと同軸状に電子ビームを基板に供給するように構成された電子と光の供給サブシステムをも含む。電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。
【００２６】
欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥を含む。一実施態様では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施態様では、電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。除去される材料の部分は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。
【００２７】
一実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームを生成するように構成されるレーザを含む。電子供給サブシステムと光供給サブシステムは電子カラムをも含む。電子カラムは光ビームを電子カラムに入れるように構成された光学ウィンドウを含む。さらに、電子供給サブシステムと光供給サブシステムはミラーを含み、アパーチャがミラーを経て形成される。電子ビームは、アパーチャを通過し、光ビームは、光ビームが電子ビームと同軸状であるようにミラーから反射される。
【００２８】
電子と光の供給サブシステムは光ビームが材料を加熱するようにも構成される。さらに、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームが材料の水平表面を加熱し、材料の垂直表面を実質的には加熱しないように構成される。いくつかの実施態様では、電子ビームや光ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部を除去することも可能である。追加の材料は、材料とは異なり、その材料の下に形成されている。１つのそのような実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビームが材料と追加の材料を差別的に加熱するように構成することが可能である。
【００２９】
いくつかの実施態様では、本システムは、欠陥の特徴を測定するように構成される分析サブシステムを含んでいる。一実施態様では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成される。したがって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、分析サブシステムとして機能することが可能である。他の実施態様では、分析サブシステムはｘ線分析システムを含む。欠陥の特徴は欠陥の組成物である。上述されたシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００３０】
本発明の他の利点が、好ましい実施態様の以下の詳細な記述の利益を有し、かつ添付の図面を参照する際に当業者には明らかになることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、様々な修正や代替形態の余地があるが、特定の実施形態が、図面において例として示されており、本明細書において詳細に記述されることが可能である。図面は、縮尺調整されていない。しかし、図面や詳細な記述は、開示される特定の形態に本発明を限定することを意図するものではなく、対照的に、本発明の意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるすべての修正、等価物、代替物を網羅することである。
【００３２】
本明細書において使用される際に、「基板」という用語は、ウェハまたはレチクルとして一般に定義される。本明細書において使用される際に、「ウェハ」という用語は、一般に、半導体または非半導体材料で形成される基板を指す。そのような半導体または非半導体材料の例には、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムがあるが、これに限定されるものではない。そのような基板は、半導体製造設備において一般的に見る、および／または処理することが可能である。
【００３３】
ウェハは基板のみを含む。そのようなウェハは、一般的に「バージン・ウェハ」と呼ばれる。代替として、ウェハは基板の上に形成された１つまたは複数の層を含む。例えば、そのような層は、レジスト、誘電体材料、導体材料を含むが、これに限定されるものではない。レジストまたは「フォトレジスト」は、光学リソグラフィ技法、ｅビーム・リソグラフィ技法、またはＸ線リソグラフィ技法によってパターン化することが可能である任意の材料を含む。誘電体材料の例には、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化チタニウムがあるが、これに限定されるものではない。誘電体材料の追加の例には、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．、カルフォルニア州サンタ・クララから市販されているＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄ（登録商標）、Ｎｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、カルフォルニア州サンタ・クララから市販されているＣＯＲＡＬ（登録商標）などの「低ｋ」誘電体材料や「キセロゲル」などの「超低ｋ」誘電体材料、さらには五酸化タンタルなどの「高ｋ」誘電体材料がある。さらに、導体材料に例には、アルミニウム、ポリシリコン、銅があるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
ウェハの上に形成された１つまたは複数の層は、パターン化する、または非パターン化することが可能である。例えば、ウェハは、反復可能なパターンのフィーチャを有する複数のダイを含む。材料のそのような層を形成し、処理することにより、最終的に完成半導体デバイスを得ることが可能である。したがって、ウェハは、完成半導体デバイスのすべての層が上に形成されている訳ではない基板、または完成半導体デバイスのすべての層が上に形成されている基板を含む。「半導体デバイス」という用語は、本明細書では、「集積回路」という用語と交換可能に使用される。さらに、微小電子機械（ＭＥＭＳ）デバイスなどの他のデバイスがウェハの上に形成されることも可能である。
【００３５】
「レチクル」または「マスク」は、上に形成され、かつあるパターンにおいて構成されるほぼ不透明の領域を有するほぼ透明の基板として一般に定義される。基板は、例えば、石英などのガラス材料を含む。ほぼ不透明の領域は、クロミウムなどの材料で形成することが可能である。レチクルは、レチクルの上のパターンがレジストに転写されるように、リソグラフィ・プロセスの暴露ステップ中にレジストで覆われたウェハの上側に配置するされる。例えば、レチクルのほぼ不透明の領域は、エネルギーソースへの暴露からレジストの基礎領域を保護する。多くの異なるタイプのレチクルが、当技術分野において知られており、本明細書において使用されるレチクルという用語は、すべてのタイプのレチクルを包含することを意図する。
【００３６】
本明細書において使用される際に、「フィーチャ」という用語は、一般に、３次元においてある程度の側方の延び（すなわち、幅ならびに高さ）を有する基板上に形成された任意の構造を指す。フィーチャの例には、半導体ウェハの上に形成されたパターン化構造がある。パターン化構造は、当技術分野において既知の任意のプロセスを使用して半導体ウェハの上に形成することが可能である（例えば、リソグラフィおよびエッチング）。フィーチャは、レジスト、導体材料、絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料で形成することが可能である。
【００３７】
ここで図面を参照すると、図１〜２１は縮尺調整されて描かれていないことに留意されたい。具体的には、図の要素のいくつかの縮尺は、要素の特徴を強調するために大きく誇張されている。また、図１〜２１は同じ縮尺で描かれていないことにも留意されたい。同様に構成することが可能である２つ以上の図に示される要素は、同じ参照符号を使用して示されている。
【００３８】
ここで図面を参照すると、図１、２は、基板の特徴を測定する方法を示す。図１に示されるように、フィーチャ１０が基板１２の上に形成される。フィーチャは、一実施形態ではフォトレジスト・フィーチャとすることが可能である。しかし、フィーチャは、上述されたフィーチャのいずれかとすることが可能である。例えば、フィーチャは、導体フィーチャまたは絶縁フィーチャとすることが可能である。フィーチャ１０は、線として示されている。しかし、フィーチャは任意の形状を有することを理解されたい。一実施形態では、基板はプロダクト・ウェハである。したがって、フィーチャは、プロダクト・ウェハの上の試験領域において、またはプロダクト・ウェハの上のデバイス領域に形成される。すなわち、フィーチャは試験フィーチャまたはデバイス・フィーチャである。しかし、基板は、上述された他の基板のいずれかを含む。
【００３９】
図１にさらに示されるように、本方法は、電子ビーム１４を使用してフィーチャ１０の一部１０ａを除去し、それによりフィーチャ１０の残りの部分の断面プロファイルを暴露させる。すなわち、この技法は、電子ビームを使用して材料を基板から除去し、それにより基板上のフィーチャの直交プロファイルを明らかにする。例えば、図２に示されるように、フィーチャ１０の一部１０ａが電子ビーム１４を使用して除去された後、フィーチャ１０の残りの部分１０ｂ、１０ｃの断面プロファイル１６が暴露される。図１、２に示されるように、除去されるフィーチャ１０の一部１０ａは、電子ビーム１４によって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。さらに、フィーチャ１０の一部１０ａを除去することは、基板１２のあらゆる部分を除去しない。このようにして、基板１２を損傷または破壊せずに、フィーチャ１０の一部１０ａを除去することができる。さらに、電子ビームは基板を汚染しない。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは基板を汚染または破壊しないので、本明細書において記述される基板の特徴を測定する方法およびシステムは、現在使用されている他の方法およびシステムより有利である。
【００４０】
図１、２においてさらに示されるように、電子ビーム１４を使用してフィーチャ１０の一部１０ａを除去することは、フィーチャの残りの部分１０ｂ、１０ｃを実質的には変形しない。すなわち、残りの部分１０ｂ、１０ｃは、フィーチャ１０とほぼ同じ寸法で、３次元プロファイルを有する。図３は、本明細書において記述される方法によって一部が除去される他の形状を有するフィーチャをも示す。図３に示されるように、フィーチャ１８の残りの部分１８ａ、１８ｂは、元のフィーチャとほぼ同じ寸法で３次元プロファイルを有する。さらに、フィーチャ２０の残りの部分２０ａ、２０ｂは、元のフィーチャとほぼ同じ寸法で３次元プロファイルを有する。図３に示されるように、異なる形状のフィーチャの一部を本明細書において記述されるように除去することができ、電子ビームによってエッチングされているフィーチャの形状は、フィーチャの残りの部分の品質に対して影響を有さない。
【００４１】
材料除去の品質（例えば、水平直線性、側壁直交性、材料除去率など）は、一般に、電子ビーム集束品質、ランディング・エネルギー、エッチング気体利用可能性とビーム滞在時間の関数である。したがって、電子ビームのこれらのパラメータを、材料除去とフィーチャの残りの部分の品質を最適化するように変更することができる。これらのパラメータは、例えば、フィーチャの特徴（例えば、サイズおよび組成）や基板の特徴（例えば、組成、基礎層など）に応じて変更することも可能である。このようにして、本明細書において記述される方法およびシステムは、測定に特に適切なフィーチャの暴露断面プロファイルを生成するために使用することができるが、その理由は、フィーチャの残りの部分が、フィーチャの元の特徴を保持するからである。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは、基板上のフィーチャの変形を生じないので、基板の特徴を測定するために本明細書において記述される方法およびシステムは、他の現在使用されている方法およびシステムより有利である。
【００４２】
方法は、フィーチャ１０の残りの部分１０ｂ、１０ｃの断面プロファイル１６の少なくとも１つの特徴を測定することをも含む。例えば、断面プロファイル１６の特徴を測定することは、電子ビーム１４を使用して実施することが可能である。そのような例では、電子ビームは、走査電子顕微鏡技法を使用して断面プロファイルの１つを撮像するために使用される。測定される特徴はフィーチャの３次元特徴を含む（例えば、フィーチャの臨界寸法、フィーチャの高さ、フィーチャの側壁の角度または傾斜、フィーチャの３次元プロファイル、あるいは走査電子顕微鏡技法を使用して測定することが可能である断面プロファイルのあらゆる他の特徴）。例えば、図３に示されるように、走査電子顕微鏡技法を使用して測定することが可能である残りの部分１８ｂ、２０ｂの断面プロファイル２２，２４の３次元特徴には、それぞれ、臨界寸法２６、高さ２８、傾斜３０があるが、これに限定されるものではない。したがって、本方法は、基板の上に形成されたフィーチャの３次元計測に特に有用である。さらに、フィーチャの３次元計測は、フィーチャをエッチングしながら実施することが可能である（例えば、同じ電子ビームを使用して）。
【００４３】
同じ電子ビームが、フィーチャの一部を除去し、断面プロファイルの特徴を測定するために使用される場合、電子ビームを供給するために使用されるサブシステムのパラメータは、電子ビームの１つまたは複数の特徴（例えば、エネルギー、焦点など）を変化させるために、除去と測定との間において変更することが可能である。電子ビームのパラメータは、例えば、フィーチャのサイズ、フィーチャの組成、基板の組成、またはフィーチャが形成される基板の層の組成に応じて変更することが可能である。除去と測定について適切なパラメータの選択が、当業者には明らかになるであろう。具体的には、電子ビームの特徴（したがって、電子供給サブシステムのパラメータ）は、フィーチャの一部が除去される率が暴露断面プロファイルの垂直性を向上させるように選択することが可能である。すなわち、電子ビームの特徴は、フィーチャの残りの部分の不足エッチングまたは過剰エッチングを回避するように選択することが可能である。
【００４４】
除去に使用されるのと同じ電子ビームでフィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定するとき、基板は、フィーチャの一部が除去された後で、かつ特徴が測定される前に、電子ビームに対して傾斜させられる。このようにして、電子ビームは、フィーチャの残りの部分に対して適切な視角に構成することが可能である。基板は、フィーチャの一部の除去と測定との間において、基板が上に配置されるステージ（図示せず）の位置を変更することによって傾斜させられる。代替としてまたはさらに、電子ビームは、電子ビームが測定中に適切な視角にあるように、フィーチャの一部が除去された後で、かつ測定の前に、基板に対して傾斜させられる。電子ビームは、電子ビームを基板に供給するように構成される電子供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変更することによって傾斜させられる。
【００４５】
異なる実施形態では、フィーチャの一部を除去することは、１つの電子ビームを使用して実施することが可能であり、フィーチャの断面プロファイルの特徴を測定することは、異なる電子ビームを使用して実施することが可能である。そのような実施形態では、異なる電子ビームは、基板に対して所定の傾斜位置で構成することが可能である。このようにして、基板が、異なる電子ビームに結合されたステージの上に配置された後、ステージの位置は、測定を実施することができるようになる前に変更する必要がない。
【００４６】
１つのそのような実施形態では、他の電子ビームが基板上の異なるフィーチャの断面プロファイルの特徴を測定している間、１つの電子ビームが、基板上の１つのフィーチャの一部を除去することが可能である。測定されている断面プロファイルは、第１電子ビームを使用して以前に暴露されている可能性がある。したがって、異なる電子ビームは、基板について異なる機能（例えば、除去および測定）を同時に実施することが可能である。すなわち、同じステージ上に配置されている間、基板が２つ以上の電子ビームに暴露される。
【００４７】
他の例では、他の電子ビームが除去と他のフィーチャについての測定をしている間、１つの電子ビームが、１つの基板について除去し、測定を実施するために使用することが可能である。異なる例では、他の電子ビームが他の基板上のフィーチャを測定する間、電子ビームの１つが、１つの基板上のフィーチャの一部を除去することが可能である。上述された方法の実施形態のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含む。
【００４８】
追加の実施形態は、上述された方法により基板の特徴を測定するように構成されたシステムに関する。図４は、１つのそのようなシステムの実施形態を示す。図４に示されるように、システムは、電子供給サブシステム３２を含む。電子供給サブシステム３２は、電子ビーム（図示せず）を基板（図示せず）に供給するように構成される。本システムは、除去と測定中に基板を配置することが可能であるステージ３４をも含む。ステージ３４は、当技術分野において既知の任意の適切なステージを含む。電子供給サブシステムは、電子カラムとして構成することが可能である。電子供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の適切な電子カラムを含む。電子供給サブシステムは、電子カラムに結合された追加の構成要素（図示せず）を含んでもよい。追加の構成要素は、例えば、電子カラムを制御するように構成された構成要素を含む。本システムは、電子カラムと、随意選択でステージに結合されたプロセッサ（図示せず）などの他の構成要素を含んでもよい。プロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように、電子カラムとステージを制御するように構成することが可能である。
【００４９】
電子供給サブシステム３２によって基板に供給された電子ビームは、上述されたように、基板上のフィーチャの一部を除去し、それにより、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために使用することができる。フィーチャは、上述されたフォトレジスト・フィーチャまたは他のフィーチャのいずれかを含む。基板は、上述されたプロダクト・ウェハまたはあらゆる他の基板とすることが可能である。上述されたように、電子ビームによるフィーチャの一部の除去は、図２、３に示されるように、フィーチャの残りの部分を実質的には変形しない。さらに、除去されるフィーチャの一部は、上記においてさらに記述され、かつ図１、２に示されるように、電子ビームによって照射されるフィーチャの領域にほぼ限定される。
【００５０】
電子供給サブシステム３２によって基板に供給された電子ビームは、フィーチャの残りの部分の断面プロファイルの特徴を測定するために使用することもできる。特徴は、上述されたフィーチャの任意の３次元特徴を含む。図４に示されるシステムの一実施形態では、システムは、除去と測定との間において電子ビームに対して基板を傾斜させるように構成されている。例えば、本システムは、ステージ３４に結合されたプロセッサまたは制御装置を含む。プロセッサまたは制御装置を、ステージ３４の位置を変更し、それにより電子ビームに対する基板の位置を変更するように構成することが可能である。このようにして、本システムは、除去と測定の両方について電子ビームに対して基板が適切な角度に構成されるように、ステージを制御するように構成される。
【００５１】
他の実施形態では、図４に示されるシステムは、除去と測定との間において電子供給サブシステム３２の電子ビームを傾斜させるように構成される。例えば、本システムは、電子供給サブシステム３２に結合されたプロセッサまたは制御装置を含む。プロセッサまたは制御装置は、可能であれば電子供給サブシステムの１つまたは複数の構成要素と組み合わせて、電子カラムの１つまたは複数のパラメータを変更し、それにより基板に対する電子ビームの位置を変更するように構成させることが可能である。したがって、システムは、除去と測定の両方について基板に対して適切な角度において電子ビームを構成することが可能であるように、電子供給サブシステムを制御するように構成される。
【００５２】
図５は、基板の特徴を測定するように構成されたシステムの他の実施形態を示す。この実施形態では、本システムは、２つの電子供給サブシステム３６、３８を含む。電子供給サブシステムのそれぞれは、電子ビームを基板（図示せず）に供給するように構成される。例えば、電子供給サブシステム３６は、ステージ４０の上に配置される基板に電子ビーム（図示せず）を供給するように構成され、電子供給サブシステム３８は、ステージ４２の上に配置される基板に電子ビーム（図示せず）を供給するように構成される。ステージ４０、４２は、当技術分野において既知の任意の適切なステージを含む。さらに、ステージ４０、４２は、同じまたは異なるタイプのステージとすることが可能である。
【００５３】
電子供給サブシステムのそれぞれは、一般的に、電子カラムとして構成することが可能である。電子供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の適切な電子カラムを含む。さらに、２つの電子供給サブシステムの電子カラムを、同様にまたは異なるように構成することが可能である。電子供給サブシステムは、電子カラムに結合された追加の構成要素（図示せず）を含んでもよい。追加の構成要素は、例えば、電子ビームを制御するように構成された構成要素を含む。本システムは、電子カラムの１つまたは複数およびステージの１つまたは複数に結合された１つまたは複数のプロセッサ（図示せず）などの他の構成要素を含んでもよい。プロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように、電子カラムとステージを制御するように構成される。
【００５４】
電子供給サブシステム３６によって基板に供給された電子ビームは、上述されたように除去に使用することができる。電子供給サブシステム３８によってサブシステムに供給された電子ビームを、上述されたように測定に使用することができる。図５に示されるシステムの一実施形態では、電子供給サブシステム３８を、電子供給サブシステム３８が基板に供給する電子ビームが基板に対して所定の傾斜位置に配置されるように構成する。このようにして、ステージ４２の位置は、測定前に実質的に変更される必要がない。
【００５５】
したがって、図５に示されるシステムでは、１つの電子供給サブシステムを除去に使用することが可能であり、他の電子供給サブシステムを測定に使用することが可能である。さらに、図５に示されるように、電子供給サブシステムのそれぞれは、異なるステージに結合される。したがって、例えば電子供給サブシステム３６によって供給された電子ビームによって基板上のフィーチャの一部を除去した後、電子供給塔３８によって供給された電子ビームがフィーチャの特徴を測定することができるように、基板ハンドラ（図示せず）が基板をステージ４０から除去して、基板をステージ４２に移動させる。したがって、一実施形態では、２つの電子供給サブシステムは、共通の基板ハンドラによって結合される。さらに、図５に示されるように、電子供給塔３６、３８を、１つのハウジング４４の内部において構成することが可能である。
【００５６】
したがって、上述された実施形態では、１つの電子供給サブシステムを材料除去に専用とし、他の電子供給サブシステムを測定に専用とすることが可能である。しかし、電子供給サブシステム３２に関して上述されたように、材料除去と測定の両方を実施するように両方の電子供給サブシステムを構成することも可能であることを理解されたい。どちらの実施形態でも、図５に示されるシステムは、２つの基板を同時に処理するように構成させることが可能である。例えば、一方の電子供給サブシステムが、１つの基板上の１つのフィーチャの上の材料除去を実施し、他方の電子供給サブシステムが、他の基板上の他のフィーチャの測定を実施する。他の例では、電子供給サブシステムの一方が、基板上のフィーチャの一部を除去し、次いでフィーチャの３次元特徴を測定することができ、他の電子供給サブシステムは異なる基板を同様に処理する。
【００５７】
上述されたように、２つの電子供給サブシステムは、共通の基板ハンドラによって結合され、または１つのハウジングの内部に構成させることが可能である。しかし、２つの電子供給サブシステムは、異なる方式で結合することが可能である。例えば、図６に示される一実施形態では、電子供給サブシステム３６は、共通プロセッサ４６によって電子供給サブシステム３８に結合される。プロセッサ４６は、伝送媒体４８によって電子供給サブシステム３６に結合されてもよい。プロセッサ４６を、伝送媒体５０によって電子供給サブシステム３８に結合することも可能である。伝送媒体４８、５０は、当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含むことが可能であり、「有線」部分と「無線」部分を含む。プロセッサ４６は、本明細書において記述される様々な機能を実施するように構成できる。さらに、プロセッサ４６は、電子供給サブシステム３６および／または電子供給サブシステム３８から測定データを受信するように構成されてもよい。プロセッサ４６は、当技術分野において既知の任意の方法を使用して測定データを処理するように構成されてもよい。例えば、プロセッサは、電子供給サブシステム３６および／または電子供給サブシステム３８から像データを受信することが可能である。プロセッサ４６は、像データからフィーチャの縁を抽出して、像データからフィーチャの１つまたは複数の特徴を決定するために、１つまたは複数のアルゴリズムを使用することも可能である。
【００５８】
図７に示される他の実施形態では、電子供給サブシステム３６は、伝送媒体５２によって電子供給サブシステム３８に結合する。伝送媒体５２は、当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含むことが可能であり、「有線」部分と「無線」部分を含む。伝送媒体は、２つの電子供給サブシステム間の情報リンクとして作用する。さらに、電子供給サブシステム３６、３８は、それ自体のプロセッサ、ウェハ・ハンドラ、ハウジング、電力ソース、その他（図示せず）を有することが可能である。したがって、各電子供給サブシステムを、伝送媒体を除いて他のサブシステムから完全に分離している準備（例えば、材料除去）および／または測定システムとして構成することが可能である。さらに、電子供給サブシステム３６は、電子供給サブシステム３８から遠隔に配置されてもよい。
【００５９】
しかし、位置に関係なく、電子供給サブシステム３６と電子供給サブシステム３８を、伝送媒体５２によって結合することが可能である。１つの特定の実施形態では、電子供給サブシステム３６のプロセッサが、伝送媒体５２によって電子供給サブシステム３８のプロセッサに結合されることが可能である。このようにして、測定と他の情報を、サブシステムのプロセッサ間において送信することが可能である。例えば、電子供給サブシステム３６は、上述されたようにエッチングされているフィーチャの位置を電子供給サブシステム３８に送信することが可能である。次いで、電子供給サブシステム３８は、情報を使用して、測定されるフィーチャを特定し、次いで測定を実施することが可能である。図５に示されるシステムは、本明細書において記述されるようにさらに構成されることが可能である。さらに、サブシステム３６、３８のプロセッサは、本明細書においてさらに記述されるように構成されることが可能である。
【００６０】
図４〜７に示されるシステムの実施形態は、１つまたは２つの電子供給サブシステムを含むが、いくつかの実施形態では、システムは３つ以上の電子供給サブシステムを含むことを理解されたい。このようにして、３つ以上の電子ビームが、フィーチャのエッチングおよび／または測定のために基板に同時に供給されることが可能である。さらに、図４〜７に示されるシステムの実施形態では、各電子供給サブシステムは異なるステージに結合されるが、いくつかの実施形態では、２つ以上の電子供給サブシステムが同じステージに結合されることが可能であることを理解されたい。このようにして、２つ以上の電子ビームが、ほぼ同時に１つの基板に供給されることが可能である。したがって、フィーチャのエッチングおよび／または測定を、基板上の２つ以上の位置においてほぼ同時に実施することが可能である。図４〜７に示されるシステムを、本明細書において記述されるようにさらに構成させることが可能である。
【００６１】
選択位置においてデバイス膜層を制御可能な方式で除去する（除層する）ために使用可能である追加の方法およびシステムが、本明細書で記述される。そのような除層は、デバイス製造プロセス中の欠陥の再調査や分析について必須である。上記においてさらに記述されたように、除層の現行技法には、イオン・ビーム・エッチング、レーザ・アブレーション・エッチング、マイクロチップを使用する機械アブレーションがある。これらの技法は、エッチングされたフィーチャや周囲領域の光学的、電子的、機械的特性の変化、さらには基板の汚染を生じるなどの欠点を有し、これにより基板は実際に破壊される。
【００６２】
本明細書においてさらに記述される電子ビーム補助化学エッチングは、これらの技法に対して多くの利点を有する。例えば、エッチングについてイオン・ビームの代わりに電子ビームを使用することにより、イオン・ビームが周囲領域に生じるイオン汚染や２次汚染が排除される。したがって、本明細書において記述される方法およびシステムは、前半ライン（ＦＥＯＬ）処理と後半ライン（ＢＥＯＬ）処理と共存可能であり、本明細書において記述されるように除層されたウェハは、プロセス・ラインに戻すことができる。さらに、電子ビーム補助化学エッチングの他の利点は、高度なエッチング選択性と終点検出である。フッ素、塩素、臭素、酸素に基づく化学作用での選択的電子ビーム補助化学エッチングが、ＤＲＡＭメモリ素子、論理デバイス、フォトレジストのほとんどの膜層について開発されている。さらに、本明細書において記述される方法およびシステムは比較的高いスループットを有するので、これらの方法およびシステムを使用して欠陥の根本を正確に特定することができる時間は、現在使用されている方法およびシステムより著しく短くすることが可能である。
【００６３】
図８〜１０は、分析のために基板を準備する方法の一実施形態を示す。図８に示されるように、欠陥５４が基板５６の上に形成されている。基板５６は上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料５８が基板５６の上に形成されている。材料５８は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など当技術分野において既知の任意の材料でよい。１つの材料のみが図８〜１０において基板５６の上に示されているが、２つ以上の材料が本明細書において記述される基板の上に形成されていることもあることを理解されたい。材料のいくつかは、図８〜１０に示されるように非パターン化されたままでも、または上述されたようにパターン化されていてよいもよい。図８に示されるように、欠陥５４は部分的表面下欠陥である。すなわち、欠陥５４の部分は材料５８の表面６０の下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、完全表面下欠陥（図１２に示され、以下においてさらに記述される）、または表面欠陥（すなわち、基板の上面より下にはない欠陥）を含む基板について実施することも可能である。さらに、欠陥５４は部分欠陥として示されているが、欠陥は、当技術分野において既知の任意の欠陥とすることが可能であることを理解されたい。
【００６４】
図８に示されるように、材料５８の一部が、電子ビーム６４と組み合わされて化学エッチングに暴露される。化学エッチングは、基板５６をエッチング化学作用６２に暴露させることを含む。いくつかの実施形態では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。これらのエッチング化学作用は、１つまたは複数の化学物質を含む。例えば、フッ素ベース・エッチング化学作用は、アルゴンなどの他の化学物質と可能であれば組み合わされている１つまたは複数のフルオロカーボンを含む。多くのそのような化学作用は、当技術分野において既知であり、エッチング化学作用は任意のそのような化学作用を含む。エッチング化学作用の選択は、例えば材料５８の組成、欠陥５４の組成、その他エッチング化学作用に暴露される基板上のあらゆる他の材料の組成に応じて変更することが可能である。例えば、エッチング化学作用は、欠陥を実質的には変更またはエッチングしないように選択されることが好ましいが、その理由は、具体的には、本明細書においてさらに記述されるように欠陥は除層後に分析されるからである。さらに、エッチング化学作用は、材料５８について良好な選択性（すなわち、基板５６上の他の材料をエッチングするより迅速に材料５８をエッチングする）を有し、可能であれば、良好な異方性（すなわち、材料５８の垂直表面をエッチングするより迅速に材料５８の水平表面をエッチングする）を有するように選択されることが好ましい。さらに、エッチング化学作用は、材料５８以外の基板上の材料を実質的にはエッチングしないように選択されることが好ましい。このようにして、エッチング化学作用は、エッチング化学作用に暴露される基板またはフィーチャの他の材料を損傷しない。さらに、エッチングの選択性は、電子ビームの１つまたは複数のパラメータを変更することによって変更することができる。
【００６５】
図９に示されるように、電子ビーム６４と組み合わされた化学エッチングは、欠陥５４に近接する材料５８の一部６６を除去する。図９に示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥５４の下面にほぼ同じ面の上面６８を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料の一部は、上面６８が欠陥の最下面より下にあるように「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。欠陥の近くの材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変更することが可能である。
【００６６】
図１０に示されるように、欠陥５４に近接する除去される材料５８の一部６６は欠陥５４を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は、欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥のすべての側面が、欠陥に対して様々な角度から欠陥の分析を実施できるように、除層後に暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較するとき、比較的小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずであるからである。
【００６７】
除去される材料の一部の面積は、例えば、電子ビームによって照射される基板上の面積に応じて変更することが可能である。例えば、本明細書において記述される方法およびシステムでは、エッチングは、電子ビームと組み合わされているエッチャント・ガスが存在する場合のみ行われる。このようにして、電子ビームの直径、したがって除去される材料の面積は、例えば、欠陥の側方寸法、除去について選択される面積、欠陥について実施される分析、除去される材料の特徴、および／または基板の特徴に応じて変更することが可能である。１つの特定の例では、除去される材料の面積は、分析が首尾よく達成されるように欠陥の回りで十分に材料を除去しながら、最小限に維持されることが好ましい（存在するとすれば隣接構造の損傷または破壊を回避するために）。
【００６８】
本方法は、欠陥の特徴を決定するために、欠陥５４を分析することを含む。決定される欠陥の特徴は、寸法（高さおよび幅）、プロファイル、組成、粗さなど、対象とすることが可能である任意の特徴を含む。したがって、決定される欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。一実施形態では、欠陥を分析することは、電子ビームを使用して実施することが可能である。１つの特定の実施形態では、図１１に示されるように、欠陥５４に近接する材料５６の一部６６を除去するために使用された電子ビーム６４を、欠陥５４を分析するためにも使用することが可能である。材料の一部を除去するために使用される電子ビームのパラメータは、欠陥を分析するために使用されるパラメータとは異なることが可能である。１つのそのような実施形態では、電子ビームは、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するために使用することが可能である。次いで、欠陥の像は、欠陥を再調査する、または欠陥の特徴を決定するために使用される。他の実施形態では、電子ビーム６４を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスは、可能であれば実時間で、監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスについてさらに情報を提供することが可能である。そのような情報は、プロセスの終点を決定する、および／または除層プロセスを最適化するために使用することも可能である。
【００６９】
他の実施形態では、エネルギー分散ｘ線顕微鏡法（ＥＤＸまたはＥＤＳ）あるいはオーガー電子顕微鏡法（ＡＥＳ）などの技法を使用して欠陥の組成を決定するために、電子ビームを使用する。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法は、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするように変更することが可能である。一般的には、ＥＤＸ技法では、電子ビームは欠陥の表面に向けられる。欠陥は、向けられた電子ビームに応答して、２次電子と特性ｘ線を放出することが可能である。特性ｘ線は、半導体ｘ線検出器によって検出され、エネルギー分析を受ける。ｘ線スペクトルは、欠陥の組成を決定するために分析される。ＥＤＸシステムとその方法の例が、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらへの米国特許第４５５９４５０号、Ｍｉｚｕｎｏへの第６０７２１７８号や、Ｓｔｅｆｆａｎらへの第６０８４６７９号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。
【００７０】
他の実施形態では、ｘ線分析システム（図示せず）が、欠陥の特徴を決定するために使用される。例えば、欠陥の組成は、ｘ線光電子顕微鏡法（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）、あるいはｘ線蛍光顕微鏡法（ＸＲＦ）などの技法を使用して決定される。他の例では、ｘ線反射（ＸＲＲ）技法が、欠陥における要素の濃度などの欠陥の特徴を測定するために使用される。ｘ線反射方法とシステムの例が、Ｋｏｍｉｙａらへの米国特許第５７４０２２６号、Ｋｏｍｉｙａらへの米国特許第６０４０１９８号や、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄらへの第６６３３８３１号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。ｘ線分析システムを、これらの特許において記載されているように構成させることが可能である。
【００７１】
他の実施形態では、欠陥の分析を、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施可能である。例えば、欠陥を、２次イオン質量分光法（ＳＩＭＳ）を使用して分析することが可能である。ＳＩＭＳは、一般に、サンプルの表面からイオンをスパッタリングし、スパッタリングしたイオンを質量分光法によって分析することによって、材料をサンプルから除去する。ＳＩＭＳ技法の例が、Ｃｒｉｅｇｅｒｎらへの米国特許第４６４５９２９号、Ｎａｉｔｏへの第４９１２３２６号、Ｍａｕｌらへの第６０７８０４４５号、Ｂｅｎｎｉｎｇｈｏｖｅｎらへの第６１０７６２９号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。分析システムは、これらの特許において記載されているように構成することが可能である。
【００７２】
図１２〜１４は、分析のために基板を準備する方法の他の実施形態を示す。図１２に示されるように、欠陥７０が基板７２の上に形成されている。基板７２は上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料７４、７６が基板７２の上に形成されている。材料７４、７６は、当技術分野において既知の任意のプロセス（例えば、堆積、めっきなど）、またはプロセスの組合せ（例えば、堆積および化学機械研磨）を使用して、基板７２の上に形成されている。
【００７３】
図１２に示されるように、材料７６は材料７４の下に形成される。材料７４、７６は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料を含む。材料７４、７６は異なる材料である。すなわち、材料７４、７６は異なる組成を有する。例えば、材料７４を絶縁材料とし、材料７６を導体材料とすることが可能である。代替として、材料７４を絶縁材料の１つのタイプとすることが可能であり、材料７６を絶縁材料の他のタイプとすることが可能である。２つの材料のみが図１２〜１４において基板７２の上に形成されて示されているが、多くの材料が本明細書において記述される基板の上に形成されることが可能であることを理解されたい。材料は、図１２〜１４に示されるようにパターン化されなくても、上述されたようにパターン化されてもよい。
【００７４】
図１２に示されるように、欠陥７０は表面下欠陥である。すなわち、欠陥７０は、材料７４の上面７８より完全に下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、部分的表面下欠陥（図８に示され、上記においてさらに記述されているような欠陥）または表面欠陥（すなわち、基板の上面より下にはない欠陥）を含む基板について実施することも可能である。欠陥７０は粒子欠陥として示されているが、本明細書において記述される方法およびシステムは、任意のタイプの欠陥を有する基板について使用することが可能であることを理解されたい。
【００７５】
図１３に示されるように、本方法は、電子ビーム（図示せず）と組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥７０に近接する材料７４の一部８０を除去する。化学エッチングによって、基板７２をエッチング化学作用（図示せず）に暴露させる。エッチング化学作用は、本明細書において記述されるエッチング化学作用のいずれかを含む。さらに、エッチングの選択は、エッチング化学作用の１つまたは複数のパラメータ、および／または電子ビームの１つまたは複数のパラメータを変化させることによって行われる。図１３に示されるように、欠陥の近くの材料７４の一部８０は、材料７６の上面８２を暴露させるように完全に除去することが可能である。図１３にさらに示されるように、材料７４の一部８０を除去することは、部分的に暴露された欠陥７０のみを有する。したがって、いくつかの実施形態では、図１４に示されるように、本方法は、電子ビーム（図示せず）と組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥７０に近接する材料７６の一部８４を除去することを含んでもよい。
【００７６】
材料７４、７６は異なるタイプの材料であるので、化学エッチングと電子ビームのパラメータは、材料７４の一部の除去と材料７６の一部の除去では異なることがある。例えば、異なるエッチング化学作用を、材料７４、７６を除去するために使用することが可能である。一例では、フッ素ベース・エッチング化学作用が材料７４を除去するために使用され、塩素ベース・エッチング化学作用が材料７６を除去するために使用されることが可能である。具体的には、エッチング化学作用は、材料の組成や特徴に基づいて、材料のそれぞれを除去するために選択される。１つのエッチング室内で実施することができる１つのエッチング・プロセスの異なるステップにおいて、異なる材料の部分を除去することも可能であれば好ましい。さらに、異なる材料の部分を、同じ電子ビームを使用して異なるステップで除去することが可能である。電子ビームの１つまたは複数のパラメータを、電子ビームが異なる材料の両方の除去について最適化されるように、除去ステップ間において変更することができる。しかし、いくつかの例では、可能であれば同じエッチング器具の異なるエッチング室において実施される異なるエッチング・プロセスにおいて、異なる材料の部分の除去を実施することが可能であることを理解されたい。明らかに、そのようなエッチング・プロセスは、異なる電子ビームで実施され、これにより、異なる材料の除去について最適化されるパラメータを有することも可能である。
【００７７】
図１４に示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥７０の下面とほぼ同じ面の上面８６を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料７６の一部８４は、上面８６が欠陥の最下面より下にあるように「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。欠陥の近くの材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変更することが可能である。
【００７８】
上記においてさらに記述されているように、欠陥７０に近接する除去される材料７４、７６の一部８０、８４は欠陥７０を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は、欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥に対して様々な角度から欠陥の分析を実施できるように、材料の一部が除去された後に欠陥のすべての側面が暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較すると、比較的小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずだからである。除去される材料の一部の面積を、例えば、上述されたように、電子ビームによって照射される基板上の面積に応じて変更することが可能である。
【００７９】
図１２〜１４に示される方法は、欠陥の特徴を決定するために欠陥７０を分析することを含んでもよい。決定される欠陥の特徴は上述された特徴のいずれかを含む。さらに、欠陥の分析は上述された分析のいずれかを含む。
【００８０】
図１５は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一実施形態を示す。本システムは化学供給サブシステム８８を含む。化学供給サブシステム８８は、１つまたは複数の化学物質（図示せず）を基板９０に供給するように構成される。すなわち、化学物質供給サブシステムは、基板９０がステージ９４の上に配置されるプロセス室９２に１つまたは複数の化学物質を供給するように構成される。１つまたは複数の化学物質は、上述された化学物質のいずれかを含む。例えば、１つまたは複数の化学物質は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、酸素ベース化学作用、または当技術分野において既知のあらゆる他のエッチング化学作用を含む。
【００８１】
化学物質供給サブシステム８８は、気体ソース９６（唯１つが図１５に示される）、気体ソース９６に結合された管９８、管９８に結合されたバルブ１００、ディスペンサ１０２を含む。１つまたは複数の化学物質は、気体ソース９６から管９８とバルブ１００を経てディスペンサ１０２に流れる。ディスペンサにより、好ましくは制御可能な方式で、１つまたは複数の化学物質はプロセス室９２の中に解放される。気体ソース、管、バルブ、ディスペンサは、当技術分野において既知の任意のそのような適切な構成要素を含む。化学物質供給サブシステムは、当技術分野において既知の多くの他の構成要素を含んでもよい。さらに、化学物質供給サブシステムは、当技術分野において既知の任意の構成を有することが可能である。化学物質供給サブシステムの追加の例が、Ｃｈｅｎｇらへの第４８４２６８３号、Ｈａｎａｗａへの第５６１４０６０号、Ｒｉｃｅらへの第５７７００９９号、Ｍａｙｄａｎらへの第５８８２１６５号、Ｍｉｎｔｚらへの第５８４９１３６号、Ｃｒｕｓｅへの第５９１００１１号、Ｔｏｐｒａｃらへの第５９２６６９０号、Ｌｅｖｙへの第５９７６３１０号、Ｋｏｓｈｉｉｓｈｉらへの第６０７２１４７号、Ｉｍａｆｕｋｕらへの第６０７４５１８号、Ａｓｈｔｉａｎｉらへの第６０８３３６３号、Ｓｕｅｍａｓａらへの第６０８９１８１号、Ａｒａｉらへの第６１１０２８７号、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄらへの第６６３３８３１号において示されており、本明細書において完全に記述されるかのように参照によって組み込まれている。
【００８２】
化学物質供給サブシステム８８、プロセス室９２、ステージ９４は、これらの特許において記載されているようにさらに構成することが可能である。例えば、プロセス室９２は圧力ゲージ１０４を含む。圧力ゲージ１０４はプロセス室内の圧力を測定する。圧力ゲージは、伝送媒体１０８によってプロセッサ１０６に結合されている。伝送媒体１０８は当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含む。さらに、伝送媒体は、「有線」部分や「無線」部分を含む。プロセッサ１０６は、圧力ゲージ１０４によって測定された圧力に応じて、システムの１つまたは複数のパラメータを変更するように構成される。同様に、プロセッサ１０６は、システムの他の構成要素（例えば、バルブ１００）に結合され、室９２において実施されているプロセスに応じてシステムの他のパラメータを変更するように構成されることも可能である。
【００８３】
システムは電子供給サブシステム１１０をも含む。電子供給サブシステム１１０は、電子ビーム（図示せず）を基板９０に供給するように構成される。電子供給サブシステムは、本明細書において記述されるようにさらに構成させることが可能である。電子供給サブシステム１１０によって供給された電子ビームと組み合わされている化学物質供給サブシステム８８によって供給される１つまたは複数の化学物質は、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、図８〜１０や１２〜１４に示されるように、１つまたは複数の材料の一部を除去することが可能である。材料と電子ビームと組み合わされている１つまたは複数の化学物質との間の反応の副産物が基板から吸収される。本システムは、プロセス室に結合される１つまたは複数のポンプ（図示せず）を含む。１つまたは複数のポンプは、プロセス室からそのような副産物を除去し、それにより、副産物が基板上の他の領域の上に堆積する可能性がある確率を下げる。ポンプは、当技術分野において既知の任意の適切なポンプとすることが可能である。
【００８４】
欠陥、基板、材料、除去される材料の一部は、上述されたもののいずれかを含む。例えば、一実施形態では、欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である。代替として、欠陥は表面欠陥であることもある。さらに、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。さらに、除去される材料の面積は比較的小さいので、基板は、プロダクト・ウェハとすることが可能である。しかし、基板は、本明細書において記述されるあらゆる他の基板を含む。
【００８５】
いくつかの実施形態では、電子供給サブシステム１００によって供給された電子ビームと組み合わされている化学物質供給サブシステム８８によって供給される１つまたは複数の化学物質は、図１２〜１４に示されるように、欠陥に隣接する基板上の追加の材料の一部を除去する。図１２〜１４にさらに示されるように、追加の材料（例えば、材料７６）は、材料（例えば、材料７４）とは異なり、その材料の下に形成されている。
【００８６】
図１５に示されるシステムは、基板上の欠陥の特徴を測定するように構成される分析サブシステムを含んでもよい。分析サブシステムは、本明細書において記述される分析技法の１つを実施するように構成されている。分析サブシステムは、欠陥の組成、または本明細書において記述される他の特徴のいずれかを決定するように構成される。
【００８７】
一実施形態では、電子供給サブシステム１１０を、電子ビームを使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。除去に使用される電子ビームのパラメータは、測定に使用される電子ビームのパラメータとは異なることが可能である。電子ビームのパラメータは、電子供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変更することによって、除去と測定との間において変更される。電子供給サブシステムのパラメータを、いくつかの実施形態ではプロセッサ１０６によって変更または制御することが可能である。
【００８８】
一実施形態では、電子供給サブシステム１１０を、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するように構成することが可能である。他の実施形態では、電子供給サブシステム１１０は、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用される。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関してさらなる情報を提供することが可能である。そのような情報は、除層プロセスを最適化するために使用することが可能である。さらに、そのような情報は、除層プロセスが実施されている際に（すなわち、実時間で）除層プロセスを制御するために使用される。
【００８９】
他の例では、電子供給サブシステム１１０を、上記においてさらに記述されているＥＤＸなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステム１１０は、分析サブシステムとして機能するように構成される。異なる実施形態では、分析サブシステムは、上述されたもの、または当技術分野において既知のもののいずれかなどのｘ線分析システム（図示せず）を含む。分析サブシステムを、図１５に示されるシステムに任意の方式で結合することが可能である。例えば、分析サブシステムと図１５に示されるシステムは、共通プロセッサ、共通基板ハンドラ、共通電力ソース、伝送媒体などによって結合されて、１つのハウジングに配置することが可能である。図１５に示されるシステムの実施形態は、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【００９０】
上述された方法およびシステムでは、除層は、基板表面において電子と注入エッチャント・ガスと組み合わされて達成される。そのような実施形態では、除層の選択性は、エッチャント・ガスと電子ビームの設定を調節することによって得られるエッチング率によってほぼ決定される。電子ビーム補助化学エッチングを使用する除層は、主に入射電子ビームの効果から、垂直表面より水平表面の優先的エッチングを提供する高度に有効な除層方法であるが、基板の加熱は、基板の表面における反応副産物の脱着を加速することによって、エッチングをさらに加速することができる。例えば、本明細書においてさらに記述されるように、電子とエッチャント・ガスの反応を補助するために光を使用して基板表面を加熱することができる。
【００９１】
一実施形態では、電子ビームと同軸状に位置合わせされる光ビームが、基板表面を加熱することによってエッチング反応を補助するために使用される。具体的には、同軸状光ビームは、基板上の電子ビームの効果を向上させることによって、水平表面の優先的エッチングを増幅する。例えば、電子ビームと同軸状に光ビームを位置合わせすることによって、光ビームは水平表面を優先的に加熱することができる。すなわち、同軸状光ビームは、基板上の水平表面を加熱し、垂直表面を実質的には加熱しない。この差別的表面加熱は、基板表面の側方に対する垂直のエッチングを加速するために使用される。具体的には、エッチャント・ガスは、電子と光の両方によって照射される水平表面を優先的にエッチングする。このようにして、上述された除層プロセスに光を追加することにより、除層プロセスの異方性を増大させることができる。そのような追加の異方性は有利である可能性があるが、その理由は、デバイス・フィーチャまたはあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながらデバイス膜を除去する能力は、欠陥の再調査や分析において必須であるからである。
【００９２】
さらに、光ビームの波長を選択することによって、基板上の異なる材料を差別的かつ優先的に加熱することができる。例えば、光ソースを、基板から除去される材料によって吸収される波長を光が有するように選択することが可能である。このようにして、波長は、その波長の光を吸収する材料を優先的に加熱するように選択される。したがって、異なる材料間の選択性を最大限にするように波長を選択することができる。そのような加熱は、接点、キャパシタ、または同時に除層されている２つ以上の材料を含む基板上の他の３次元フィーチャの除層中であることが特に望ましい。
【００９３】
図１６〜１７は、分析のために基板を準備する方法の一実施形態を示す。図１６に示されるように、欠陥１１２が、基板１１４の上に形成される。基板１１４は、上述された基板のいずれかを含む。この例では、材料１１６が基板１１４の上に形成されている。材料１１６は、フォトレジスト、導体材料、または絶縁材料など、当技術分野において既知の任意の材料を含む。図１６〜１７では、唯一の材料が基板１１４の上に示されているが、多くの材料が、本明細書において記述される基板上に形成されてもよいことを理解されたい。材料のいくつかは、図１６〜１７に示されるようにパターン化されなくても、上述されたようにパターン化されてもよい。図１６に示されるように、欠陥１１２は、部分的表面下欠陥である。すなわち、欠陥１１２の一部は、材料１１６の上面１１８より下に位置する。しかし、本明細書において記述される方法およびシステムは、完全表面下欠陥（図１２に示されるような欠陥）または表面欠陥を含む基板について実施することも可能である。さらに、欠陥１１２は粒子欠陥として示されているが、欠陥は、当技術分野において既知の任意のタイプの欠陥とすることが可能であることを理解されたい。
【００９４】
図１６に示されるように、材料１１６の一部が、電子ビーム１２０と光ビーム１２２と組み合わされた化学エッチングに暴露される。化学エッチングは、基板１１４をエッチング化学作用１２４に暴露させることを含む。いくつかの実施形態では、エッチング化学作用は、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を含む。これらのエッチング化学作用は１つまたは複数の化学物質を含む。多くのそのような化学作用は、当技術分野において既知であり、エッチング化学作用は、そのような化学作用を含む。
【００９５】
エッチング化学作用の選択は、例えば材料１１６の組成、欠陥１１２の組成、エッチング化学作用に暴露させることが可能である基板上のあらゆる他の材料の組成に応じて変えられる。例えば、エッチング化学作用は、欠陥を実質的には変更しない、またはエッチングしないように選択されることが好ましいが、具体的にはその理由は、欠陥は、本明細書においてさらに記述されるように、除層後に分析されるからである。さらに、エッチング化学作用は、材料１１６について良好な選択性を有し（すなわち、基板１１４上の他の材料をエッチングするより迅速に材料１１６をエッチングする）、可能であれば、良好な異方性を有する（すなわち、材料１１６の垂直表面をエッチングするより迅速に材料１１６の水平表面をエッチングする）ように選択されることが好ましい。さらに、エッチング化学作用は、材料１１６以外の基板上の材料を実質的にはエッチングしないように選択されることが好ましい。このようにして、エッチング化学作用は、エッチング化学作用に暴露される基板または他の材料もしくはフィーチャを損傷しない。さらに、除層プロセスの選択性は、電子ビームの１つまたは複数のパラメータおよび／または光ビームの１つまたは複数のパラメータを変化させることによって変えられる。
【００９６】
図１６に示されるように、電子ビーム１２０は光ビーム１２２と同軸状に基板１１４に供給される。さらに、電子ビーム１２０の直径は、光ビーム１２２の直径より大きいように図１６では示されているが、光ビーム１２２の直径は、電子ビーム１２０の直径にほぼ等しいか、またはそれ以上でよいことを理解されたい。光ビーム１２２は、レーザ（図示せず）によって生成することが可能である。しかし、光ビームは、当技術分野において既知のあらゆる他の適切な光ソースによって生成される。一般的に、動作波長において比較的明るい光ソースが、本明細書において記述される方法において特に有用である。適切なレーザの一例が、１００ｍＷ領域のＱ切替えレーザである。他の適切なレーザは、Ｔｉ−サファイア・レーザとすることが可能である。光ソースは、単一波長レーザまたは複数波長レーザとすることも可能である。さらに、光ビームは、２つ以上の光ソースを使用して生成することも可能である。例えば、いくつかのレーザからの光が、コンバイナで光学列に組み合わされることが可能である。他の例では、異なる光ビームが、異なるレーザによって生成されることが可能であり、基板に供給される光ビームは、除去される材料に応じて変更することが可能である。このようにして、異なる光ビームのすべてが、同時に基板に供給される訳ではない。
【００９７】
光ビーム１２２の波長は除去される材料に応じて変化する。例えば、光ビーム１２２の波長は、材料によって光を吸収することができるように選択する。このようにして、光ビームは、上述されたように材料を加熱することが可能である。さらに、光ビームは、光の１つの波長（例えば、単色光）、ほぼ１つの波長（例えば、ほぼ単色の光）、または２つ以上の波長（例えば、多色光または広帯域光）を有することが可能である。適切な波長の例には、約１０５４ｎｍ（近赤外線）、約５２７ｎｍ（可視、緑）、約３５０ｎｍ（近紫外線）、約２６６ｎｍ（紫外線）があるが、これに限定されるものではない。一般的に、適切な波長は、約２６６ｎｍから約１０５４ｎｍの任意の波長を含む。
【００９８】
異なる波長を有する光が同時にまたは順次基板に供給されると、光の各波長は、他を加熱するより基板上の特定の材料を多く加熱する。したがって、材料が基板から除去される際、基板に供給される光の波長を変える。例えば、基板上の材料の一部が除去された後、材料の下に形成されている異なる材料が、少なくとも光ビームについて異なるパラメータを有する電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングを使用して除去される。このようにして、基板上の２つ以上の材料の一部を除去することは、光ビームで各材料を差別的に加熱することを含む。同様にして、２つ以上の材料が基板から除去されるとき、エッチング化学作用および／または電子ビームのパラメータを、異なる材料が除去されるとき変えることが可能である。このようにして、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータは、基板上の材料の除去について最適化することが可能である。さらに、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータは、除層プロセスの選択性を最大限にするように変えることが可能である。具体的には、パラメータは、欠陥の組成、材料の組成、いくつかの場合では基板の組成に応じて変えることが可能である。除層プロセスにおいて使用されるエッチング化学作用、電子ビーム、光ビームのパラメータは、材料の除去を最大限に維持しながら、欠陥の除去を最小限に抑えるように最適化されることが好ましい。
【００９９】
上記においてさらに記述されているように、光ビーム１２２は、基板１１４上の材料１１６を優先的に加熱する。エッチング化学作用１２４と電子ビーム１２０が存在する状態で材料１１６を光ビーム１２２で加熱することにより、材料１１６の水平表面の優先的エッチングが強化される。具体的には、光ビーム１２２を電子ビーム１２０と同軸状に基板１１４に供給することによって、材料の垂直表面を実質的には加熱せずに、材料の水平表面を加熱することができる。このようにして、電子ビームと光ビーム補助化学エッチングは、ほぼ異方性とすることができる。その結果、本明細書において記述される除層方法は、デバイス・フィーチャまたは基板上のあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながら、デバイス膜を除去する能力を提供し、これは、欠陥の再調査および分析において必須である。
【０１００】
図１７に示されるように、電子ビーム１２０と光ビーム１２２と組み合わされた化学エッチングは、欠陥１１２に近接する材料１１６の一部１２６を除去する。図１７にさらに示されるように、欠陥の近くの材料の残りの部分は、欠陥１１２の下面とほぼ同じ面の上面１２８を有する。しかし、他の実施形態では、欠陥の近くの材料の一部は、上面１２８が欠陥１１２の最下面より下にあるように、「過剰除去」または「過剰エッチング」することが可能である。材料が除去される深さは、例えば、欠陥について実施される分析に応じて変えることが可能である。
【０１０１】
上記においてさらに記述されているように、欠陥１１２に近接する除去される材料１１６の一部１２６は、欠陥１１２を横方向で囲む。このようにして、除去される材料の一部は欠陥が存在する領域を有する。したがって、欠陥のすべての側面が、欠陥の分析を様々な角度から実施できるように、材料の一部が除去された後に暴露される。一実施形態では、除去される材料の一部は、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する。したがって、材料が除去される基板上の面積は、具体的には、他の除層プロセスによって通常除去される材料の量と比較するとき、相対的に小さい。このようにして、本明細書において記述される方法は、プロダクト・ウェハについて実施することが可能であるが、その理由は、ほとんどの場合、プロダクト・ウェハの上のそのような小さい領域から材料を除去することは、全体としてプロダクト・ウェハに悪影響を与えないはずであるからである。
【０１０２】
除去される材料の一部の面積は、例えば、電子ビームと光ビームによって照射される基板上の領域に応じて変えることが可能である。例えば、本明細書において記述される方法およびシステムでは、エッチングは、電子ビームと組み合わせてエッチャント・ガスが存在する状態でのみ行われる。このようにして、電子ビームの直径を、例えば、欠陥の側方寸法、除去について選択される領域、欠陥について実施される分析、除去される材料の特徴、および／または基板の特徴に応じて、変えることが可能である。さらに、除去される材料の一部の面積を、例えば、光ビームによって照射される基板上の面積に応じて変えることも可能である。光ビームによって照射される基板上の面積を、当技術分野において既知の任意の方法またはデバイスを使用して変えることが可能である。１つの特定の例では、除去される材料の面積は、分析が首尾よく達成されるように欠陥の回りにおいて十分な空間を与えながら、最小限に維持されることが好ましい（存在するとすれば、隣接構造を損傷または破壊することを回避するために）。
【０１０３】
本方法は、欠陥１１２を分析して、欠陥の特徴を決定することをも含む。決定される欠陥の特徴は、寸法（幅および高さ）、プロファイル、組成、粗さなど、対象とすることが可能である任意の特徴を含む。したがって、決定される欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。一実施形態では、欠陥を分析することは、欠陥の特徴を決定するために電子ビームを使用して実施することが可能である。１つの特定の実施形態では、図１７に示されるように、除去に使用された電子ビーム１２０が、欠陥１１２を分析するために使用されてもよい。除去に使用された電子ビームのパラメータは、欠陥を分析するために使用される電子ビームのパラメータとは異なってもよい。
【０１０４】
１つのそのような実施形態では、電子ビーム１２０は、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するために使用される。次いで、欠陥の像は、欠陥を再調査する、または欠陥の側方寸法などの特徴を決定するために使用される。他の実施形態では、電子ビーム１２０を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関する他の情報を提供することが可能である。情報は、本明細書においてさらに記述されるように、除層プロセスを監視および／または制御するために使用することが可能である。他の実施形態では、電子ビームは、上記においてさらに記述されたように、ＥＤＸまたはＡＥＳなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するために使用される。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法を、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするために変えることができる。
【０１０５】
他の実施形態では、ｘ線分析システム（図示せず）が、欠陥の特徴を決定するために使用される。例えば、ＸＰＳまたはＸＲＦなどの技法を使用して、組成などの欠陥の特徴を決定することができる。他の例では、ＸＲＲ技法が、欠陥の要素の濃度などの欠陥の特徴を測定するために使用される。ｘ線分析システムを、上述されたようにさらに構成することが可能である。他の実施形態では、欠陥の分析は、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施できる。例えば、欠陥を、上記において記述されているように、ＳＩＭＳを使用して分析する。
【０１０６】
他の実施形態では、欠陥を分析するために光ビーム１２２を使用する。例えば、光ビーム１２２を、欠陥を撮像するために使用する。次いで、欠陥の像は、欠陥の１つまたは複数の特徴を決定するために使用される。このようにして決定することができる欠陥の特徴は、欠陥の側方寸法、欠陥の高さなどを含むが、これに限定されるものではない。光ビームのパラメータを除去と分析との間に変えてもよい。例えば、光ビームの波長および／または偏光を、除層後であるが、欠陥の分析が開始される前に変えることが可能である。光ビーム１２２の他のパラメータを、除去と分析との間で同様に変えることが可能である。他の実施形態では、光ビーム１２２を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報は、本明細書においてさらに記述されているように、除層プロセスを監視および／または制御するために使用することができる。他の実施形態では、異なる光ビームが、本明細書において記述されるように欠陥を分析するために使用される。この光ビームは、電子ビーム１２０と同軸でも、同軸状ではないことも可能である。
【０１０７】
図１８は、分析のために基板を準備するように構成されるシステムの一例を示す。この例では、本システムは、電子供給サブシステム１３０を含む。電子供給サブシステム１３０は電子カラムとして構成される。電子供給サブシステムは電子ビーム１３２を基板１３４に供給するように構成される。図１８に示されるように、本システムは、光ビーム１３６を基板１３４に供給するようにも構成される。光ビーム１３６と電子ビーム１３２は、基板１３４の上のほぼ同じスポットに供給される。
【０１０８】
図１８に示されるように、光ビーム１３６は、電子供給サブシステムの対物レンズ１３８の外部縁に対して接線方向である視射角においてビームを集束させることによって基板に供給される。このようにして、光ビームは、電子ビームに関して軸はずれである。すなわち、光ビームは、電子ビームと同軸状には基板に供給されない。この構成により、光ビームは、電子カラムを修正せずに、基板の上に集束することが可能になる。しかし、光ビームは視射角において集束されるので（垂直から約５５°）、電子ビーム焦点、光ビーム焦点、基板の交差点は、ストライク距離（すなわち、対物レンズと基板との分離）に決定的に依存する。作業距離を変えることにより、レーザ・ビームは、軸上の点を行き過ぎ、または軸上の点に届かず、光ビームを再位置合わせすることが必要になる。さらに、図１９に示されるように、光ビーム１３６は、ある視射角において基板１３４の上に到達するので、光ビーム１３６の焦点１４０は、主直径が約１．７４倍に不鮮明になっている楕円であり、一方、電子ビーム１３２の焦点１４２は円形である。また、視射角における表面の反射１４４は、光ビームによってプロセスに供給されるエネルギー量を減少させる。
【０１０９】
光ビームを電子ビームと同軸状に基板に供給することにより、上記において概述された問題が排除される。図１９に示されるように、光ビーム１４６が電子ビーム１３２と同軸状に基板１３４に供給されるとき、両ビームの焦点は円形である。さらに、光ビーム１４６の焦点はほぼ一様である。したがって、電子ビーム焦点、光ビーム焦点、基板は、対物レンズと基板との分離に決定的には依存しない。このようにして、光ビームの位置合わせは、作業距離に決定的には依存しない。したがって、作業距離の変化は、光ビーム１４６の再位置合わせを必要としない。したがって、本明細書においてさらに記述されるシステムは、非同軸システムより操作が容易である。さらに、ほぼ垂直角度において光ビーム１４６を基板１３４に供給することにより、基板の表面からの光ビームの反射が低減される。その結果、本明細書においてさらに記述されるシステムは、除層プロセスへの光エネルギーの改善された供給を有する。
【０１１０】
図２０、２１は、分析のために基板を準備するように構成されたシステムに含む電子供給サブシステムと光供給サブシステムの一実施形態を示す。電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、比較的小さいスポット直径に集束された光エネルギーまたはレーザ・エネルギーで電子ビームの視野を照射するように構成される。したがって、本システムは、除去される材料の一部を加熱することによって除層プロセスを改善し、かつ異なる材料を差別的にエッチングするように構成される。図２０に示されるように、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ソース１４８を含む。光ソース１４８は光ビーム１５０を生成するように構成される。光ビーム１５０は、光学構成要素１５２によって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの電子カラムのカラム・ベース１５６の光学ウィンドウ１５４に向けられる。光学ウィンドウは、真空ウィンドウとして構成することが可能である。光学ウィンドウは、光ビーム１５０が電子カラムに入ることを可能にするように構成される。
【０１１１】
図２１に示されるように、電子カラム１５８が、電子ビーム１６０を基板（図示せず）に供給するように構成される。光学ウィンドウ１５４を経て電子カラム１５８に入った後、光ビーム１５０は、スポットに集束され（例えば、簡単なレンズ（図示せず）によって）、この像は、レンズ１６２によってミラー１６４、最終的には基板に集束される。レンズ１６２は、集束長が長い転写レンズ、または当技術分野において既知のあらゆる他の適切なレンズとすることが可能である。光ビーム１５０は、ミラー１６４から反射される。ミラー１６４は、４５°金属ミラーとすることが可能である。ミラー１６４は、コンボルビング・レーザ・ミラーとすることも可能である。ミラー１６４は、ミラーを経て形成されたアパーチャ（図示せず）を有する。アパーチャは、電子ビーム１６０がアパーチャを通過することを可能にするように構成されることが好ましい。例えば、アパーチャは、ミラーの中心に位置することが可能であり、約１ｍｍの直径を有することが可能である。さらに、ミラーは、電子ビーム１６０の軸と整列されたアパーチャとともに軸方向に電子カラムにおいて配置されることが好ましい。このようにして、電子ビームは、電子カラムを通り、かつミラー１６４のアパーチャを通る軸経路に従うことができる。したがって、ミラー１６４から反射された後、光ビーム１５０は電子ビーム１６０と同軸である。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０と同軸状に電子ビーム１６０を基板に供給するように構成される。ミラーの中心にあるアパーチャのために、光ビーム強度がわずかに失われるが（例えば、約５％）、そのような損失は、許容可能であり、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの機能を低下させない。
【０１１２】
図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成される化学物質供給システム（図示せず）とともにシステムに含まれる。化学物質供給サブシステムを上述されたように構成することが可能である。電子ビーム１６０と光ビーム１５０と組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、図１６、１７に示されるように、欠陥の近くの基板上の材料の一部を除去する。上述されたように、欠陥は、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である。さらに、欠陥は、表面欠陥であることもある。除去される材料の一部は、上述されたように、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積である。上記においてさらに記述されているように、除去される材料の一部の面積を、例えば、電子ビームのパラメータと光ビームのパラメータに応じて変えることが可能である。いくつかの実施形態では、材料はデバイス膜を含む。そのような実施形態では、電子ビーム１６０と光ビーム１５０と組み合わされている１つまたは複数の化学物質は、上記においてさらに記述されているように、基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない。
【０１１３】
光ソース１４８はレーザである。しかし、光ソースは、当技術分野において既知のあらゆる他の適切な光ソースとすることが可能である。一般的に、動作波長において比較的明るい光ソースが、本明細書において記述されるシステムにおいて使用するのに特に適切である。適切なレーザの一例が、１００ｍＷ領域のＱ切替えレーザである。他の適切なレーザは、Ｔｉ−サファイア・レーザである。光ソースは、単一波長レーザまたは複数波長レーザとすることも可能である。さらに、光ビームは、２つ以上の光ソースを使用して生成することも可能である。例えば、いくつかのレーザからの光が、コンバイナで光学列に組み合わされてもよい。他の例では、異なる光ビームが異なるレーザによって生成されてもよく、基板に供給される光ビームを、除去される材料に応じて変えることが可能である。このようにして、異なる光ビームのすべてが同時に基板に供給される訳ではない。
【０１１４】
光ビーム１５０の波長は、除去される材料に応じて変えることが可能である。例えば、除去される材料に応じて、光ビーム１５０の波長は、光を材料によって吸収することができるように選択される。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が上述されたように基板上の材料を加熱するように構成される。さらに、光ビームは、１つの波長（例えば、単色光）、ほぼ１つの波長（例えば、ほぼ単色の光）、または光の２つ以上の波長（例えば、多色光または広帯域光）を有することが可能である。適切な波長に例には、約１０５４ｎｍ（近赤外線）、約５２７ｎｍ（可視、緑）、約３５０ｎｍ（近紫外線）、約２６６ｎｍ（紫外線）があるが、これに限定されるものではない。一般的には、適切な波長は、約２６６ｎｍから約１０５４ｎｍの任意の波長を含む。
【０１１５】
異なる波長を有する光が同時にまたは順次基板に供給される場合、各波長は、他を加熱するより、特定の材料を多く加熱する。したがって、材料が基板から除去される際、基板に供給される光の波長が変えられる。例えば、基板上の材料の一部が除去された後、材料の下に形成された異なる材料が、少なくとも光ビームについて異なるパラメータを有する電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングを使用して除去される。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が光ビームで各材料を差別的に加熱するように構成させることが可能である。同様にして、２つ以上の材料が基板から除去されるとき、エッチング化学作用および／または電子ビームのパラメータは、異なる材料が除去されるときに変えられる。このようにして、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータを、基板上の材料の除去について最適化する。さらに、除層プロセスにおいて使用される各構成要素のパラメータを、除層プロセスの選択性を最大限にするように変えることが可能である。具体的には、パラメータは、欠陥の組成、材料の組成、いくつかの場合には基板の組成に応じて変えることが可能である。除層プロセスにおいて使用されるエッチング化学作用、電子ビーム、光ビームのパラメータは、材料の除去を最大限にしながら、欠陥の除去を最小限に抑えるように最適化されることが好ましい。
【０１１６】
上記においてさらに記述されているように、光ビーム１５０は、除去される基板上の材料の一部を優先的に加熱する。エッチング化学作用と電子ビーム１６０が存在する状態において光ビーム１５０で材料を加熱することにより、除去される材料の一部の水平表面の優先的エッチングが強化される。具体的には、光ビーム１５０を電子ビーム１６０と同軸状に基板に供給することによって、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、光ビーム１５０が材料の水平表面を加熱し、かつ材料の垂直表面を実質的には加熱しないように構成することが可能である。このようにして、電子と光ビーム補助化学エッチングは、ほぼ異方性とすることができる。その結果、本明細書において記述される除層方法は、デバイス・フィーチャまたは基板上のあらゆる他の３次元フィーチャの元のアスペクト比を維持しながら、デバイス膜を除去する能力を提供し、これは、欠陥の再調査と分析において必須である。
【０１１７】
図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムを含むシステムが、分析サブシステム（図示せず）を含んでもよい。分析サブシステムは、基板上の欠陥の特徴を測定するように構成される。欠陥の特徴は、本明細書において記述される欠陥の特徴のいずれかを含む。測定されている欠陥の特徴は、どのような分析が欠陥について実施されるかを決定することが可能である。分析サブシステムを、本明細書において記述される分析技法の１つを実施するように構成することが可能である。
【０１１８】
一実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、電子ビーム１６０を使用して欠陥の特徴を測定するように構成することが可能である。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、分析サブシステムとして機能するように構成することが可能である。例えば、除層に使用された電子ビーム１６０は、欠陥を分析するために使用することも可能である。除層に使用された電子ビームのパラメータは、欠陥の特徴を測定するために使用される電子ビームのパラメータとは異なることが可能である。電子ビームのパラメータは、電子供給サブシステムと光供給サブシステムの１つまたは複数のパラメータを変えることによって、除去と測定との間に変えることが可能である。電子供給サブシステムと光供給サブシステムのパラメータは、いくつかの実施形態ではプロセッサ（図示せず）によって変更または制御することが可能である。プロセッサを、上述されたようにさらに構成することが可能である。
【０１１９】
一実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムは、走査電子顕微鏡法などの技法を使用して欠陥を撮像するように構成される。次いで、欠陥の像を、欠陥を再調査するために、または欠陥の側方寸法などの特徴を決定するために使用する。他の実施形態では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥の近くの材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報は、上述されたように除層プロセスを監視および／または制御するために使用される。他の例では、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、上記においてさらに記述されているＥＤＸなどの技法を使用して欠陥の組成を決定するように構成することが可能である。欠陥の組成が決定された後、本明細書において記述される除層方法を、欠陥と周囲膜との間の選択性を最大限にするように変えることが可能である。
【０１２０】
他の実施形態では、光ビーム１５０を、欠陥を分析するために使用する。このようにして、電子供給サブシステムと光供給サブシステムを、光ビーム１５０および／または電子ビーム１６０を使用して欠陥を分析するように構成させることが可能である。一例では、光ビーム１５０を、欠陥を撮像するために使用することが可能である。次いで、欠陥の像は、本明細書においてさらに記述されている特徴など、欠陥の１つまたは複数の特徴を決定するために使用される。光ビームのパラメータを、上述されたように除去と分析との間において変えることが可能である。他の実施形態では、光ビーム１５０を、材料が除去される際に欠陥を撮像するために使用することが可能である。このようにして、欠陥と除層プロセスを監視し、記録することができ、これにより、欠陥、欠陥に隣接する材料、除層プロセスに関するさらなる情報を提供することが可能である。この情報を、上述されたように使用することも可能である。他の実施形態では、欠陥の分析は、電子ビームと同軸状であっても、同軸状でなくてもよい異なる光ビーム（図示せず）を使用して実施することが可能である。
【０１２１】
他の実施形態では、分析サブシステムは、上述されたもの、または当技術分野において既知のもののいずれかなどのｘ線分析システムを含む。他の実施形態では、欠陥の分析は、当技術分野において既知のあらゆる他の分析技法を使用して実施することが可能である。例えば、欠陥を、上記においてさらに記述されているように、ＳＩＭＳを使用して分析することが可能である。分析システムは、任意の方式でシステムに結合することが可能である。例えば、分析システムと本システムは、共通のプロセッサ、共通の基板ハンドラ、共通の電力ソース、伝送媒体などによって結合されて、１つのハウジングに配置されるようにしてもよいる。図２０、２１に示される電子供給サブシステムと光供給サブシステムの実施形態は、本明細書において記述されるようにさらに構成することが可能である。
【０１２２】
本発明の様々な態様のさらなる修正および代替実施形態が、本記述を考慮することにより当業者には明らかになることが可能である。例えば、基板の特徴を測定する、または分析のために基板を準備する方法およびシステムが提供される。したがって、本記述は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実施する一般的な方式を当業者に教示することを目的とする。本明細書において示され、かつ記述された本発明の形態は、現在好ましい実施形態として取られるべきであることを理解されたい。要素および材料が、本明細書において示され、記述された要素および材料の代用とされることが可能であり、部分およびプロセスを反対にすることが可能であり、本発明のあるフィーチャを独立に使用することが可能であり、すべて、本発明の本記述の利益を有した後では当業者には明らかであろう。特許請求の範囲に記載されている本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書において記述されている要素について変更を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】電子ビームに暴露される基板上のフィーチャの部分透視図を示す概略図である。
【図２】フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させるために、フィーチャの一部が電子ビームによって除去される、図１の基板の部分透視図を示す概略図である。
【図３】フィーチャの一部が電子ビームによって除去され、それによりフィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させる、他のフィーチャの部分透視図を示す概略図である。
【図４】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図５】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図６】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図７】基板の特徴を測定するように構成されたシステムの異なる実施形態の側面図を示す概略図である。
【図８】電子ビームと組み合わされた化学エッチングに暴露される基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図９】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去される、図８の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１０】図９の基板の部分上面図を示す概略図である。
【図１１】図９の基板の部分断面図および欠陥の特徴を決定するために使用される電子ビームを示す概略図である。
【図１２】基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図１３】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去される、図１２の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１４】欠陥の近くの基板上の追加の材料の一部が除去される、図１３の基板の部分断面図を示す概略図である。
【図１５】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一実施形態の側面図を示す概略図である。
【図１６】電子ビームや光ビームと組み合わされた化学エッチングに暴露される基板上の欠陥の部分断面図を示す概略図である。
【図１７】欠陥の近くの基板上の材料の一部が除去された基板上の欠陥の部分断面図、および欠陥の特徴を決定するために使用することが可能である電子ビームと光ビームを示す概略図である。
【図１８】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの部分断面図を示す概略図である。
【図１９】軸はずれおよび同軸状のレーザ供給による基板上の焦点の側面図を示す概略図である。
【図２０】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一部の一実施形態の透視上面図を示す概略図である。
【図２１】分析のために基板を準備するように構成されたシステムの一部の一実施形態の部分断面図を示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の特徴を測定する方法であって、
前記基板上のフィーチャの一部を除去して、前記フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させることと、
前記フィーチャの前記残りの部分の前記断面プロファイルの特徴を測定することとを備える方法。
【請求項２】
前記除去することが、前記フィーチャの前記残りの部分を実質的には変形しない請求項１に記載の方法。
【請求項３】
除去される前記フィーチャの前記一部が、電子ビームによって照射される前記フィーチャの領域にほぼ限定される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定することが、電子ビームを使用して実施される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定することが、前記電子ビームを使用して実施され、前記除去と前記測定との間で前記基板を前記電子ビームに対して傾斜させることをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記測定することが、異なる電子ビームを使用して実施され、前記異なる電子ビームが前記基板に対して所定の傾斜位置において構成される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィーチャが、フォトレジスト・フィーチャからなる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記断面プロファイルの前記特徴が、前記フィーチャの３次元特徴からなる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板がプロダクト・ウェハである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
基板の特徴を測定するように構成されるシステムであって、１つまたは複数の電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムを備え、前記１つまたは複数の電子ビームが前記基板上のフィーチャの一部を除去して、前記フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させ、前記１つまたは複数の電子ビームが前記フィーチャの前記残りの部分の前記断面プロファイルの特徴を測定することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去することを備える、分析のために基板を準備する方法。
【請求項１２】
前記欠陥が、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
除去される前記材料の前記一部が約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、前記欠陥の近くの前記基板上の追加の材料の一部を除去することをさらに備え、前記追加の材料が、前記材料とは異なり、前記追加の材料が、前記材料の下に形成されている請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記電子ビームを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記欠陥の特徴を決定するために、ｘ線分析システムを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記欠陥を分析することをさらに備え、前記欠陥の前記特徴が組成物からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記化学エッチングが、前記基板をエッチング化学作用に暴露させることを備え、前記エッチング化学作用が、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記基板がプロダクト・ウェハである請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
分析のために基板を準備するように構成されるシステムであって、
１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学物質供給サブシステムと、
電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムであって、前記電子ビームと組み合わされて、前記１つまたは複数の化学物質が欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去する、前記電子供給サブシステムとを備えるシステム。
【請求項２１】
前記電子供給サブシステムが、前記電子ビームを使用して前記欠陥の特徴を測定するようにさらに構成される請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムをさらに備え、前記分析サブシステムがｘ線分析システムである請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
電子ビームや光ビームと組み合わせた化学エッチングを使用して、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去することを備え、前記電子ビームが、前記光ビームと同軸状に前記基板に供給される、分析のために基板を準備する方法。
【請求項２４】
前記除去することが、前記光ビームで前記材料を加熱することである請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記除去することが、前記材料の水平表面を加熱し、かつ前記材料の垂直表面を実質的には加熱しないことである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記電子ビームや前記光ビームと組み合わせて前記化学エッチングを使用して前記欠陥の近くの前記基板上の追加の材料の一部を除去することをさらに備え、前記追加の材料が、前記材料とは異なり、前記材料の下に形成されている請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記材料の前記一部を前記除去し、前記追加の材料の前記一部を前記除去することが、前記光ビームで前記材料と前記追加の材料を差別的に加熱することを備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記材料がデバイス膜を備え、前記除去することが、前記基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記欠陥が、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
除去される前記材料の前記一部が、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記電子ビームを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記欠陥の特徴を決定するために、ｘ線分析システムを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記欠陥の特徴を決定するために前記欠陥を分析することをさらに備え、前記欠陥の前記特徴が組成物である請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記化学エッチングが、前記基板をエッチング化学作用に暴露させることを備え、前記エッチング化学作用が、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
分析のために基板を準備するように構成されるシステムであって、
１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学物質供給サブシステムと、
光ビームと同軸状に電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムと光供給サブシステムであって、前記電子ビームと前記光ビームに組み合わされた前記１つまたは複数の化学物質が、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去する、電子供給サブシステムと光供給サブシステムとを備えるシステム。
【請求項３６】
前記電子供給サブシステムと光供給サブシステムが、前記光ビームを生成するように構成されたレーザを備える請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記電子供給サブシステムと光供給サブシステムが電子カラムを備え、前記電子カラムが、前記光ビームが前記電子カラムに入ることを可能にするように構成された光学ウィンドウを備える請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
前記電子と光層供給サブシステムがミラーを備え、アパーチャがミラーを経て形成され、前記電子ビームが前記アパーチャを通過し、前記光ビームが、前記光ビームが前記電子ビームと同軸になるように前記ミラーから反射される請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記光ビームが前記材料を加熱するようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記光ビームが前記材料の水平表面を加熱し、かつ前記材料の垂直表面を実質的には加熱しないようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記電子ビームを使用して前記欠陥の特徴を測定するようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４２】
前記欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムをさらに備え、前記分析サブシステムがｘ線分析システムである請求項３５に記載のシステム。
【請求項１】
基板の特徴を測定する方法であって、
前記基板上のフィーチャの一部を除去して、前記フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させることと、
前記フィーチャの前記残りの部分の前記断面プロファイルの特徴を測定することとを備える方法。
【請求項２】
前記除去することが、前記フィーチャの前記残りの部分を実質的には変形しない請求項１に記載の方法。
【請求項３】
除去される前記フィーチャの前記一部が、電子ビームによって照射される前記フィーチャの領域にほぼ限定される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定することが、電子ビームを使用して実施される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定することが、前記電子ビームを使用して実施され、前記除去と前記測定との間で前記基板を前記電子ビームに対して傾斜させることをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記測定することが、異なる電子ビームを使用して実施され、前記異なる電子ビームが前記基板に対して所定の傾斜位置において構成される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィーチャが、フォトレジスト・フィーチャからなる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記断面プロファイルの前記特徴が、前記フィーチャの３次元特徴からなる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板がプロダクト・ウェハである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
基板の特徴を測定するように構成されるシステムであって、１つまたは複数の電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムを備え、前記１つまたは複数の電子ビームが前記基板上のフィーチャの一部を除去して、前記フィーチャの残りの部分の断面プロファイルを暴露させ、前記１つまたは複数の電子ビームが前記フィーチャの前記残りの部分の前記断面プロファイルの特徴を測定することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去することを備える、分析のために基板を準備する方法。
【請求項１２】
前記欠陥が、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
除去される前記材料の前記一部が約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電子ビームと組み合わせて化学エッチングを使用して、前記欠陥の近くの前記基板上の追加の材料の一部を除去することをさらに備え、前記追加の材料が、前記材料とは異なり、前記追加の材料が、前記材料の下に形成されている請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記電子ビームを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記欠陥の特徴を決定するために、ｘ線分析システムを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記欠陥を分析することをさらに備え、前記欠陥の前記特徴が組成物からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記化学エッチングが、前記基板をエッチング化学作用に暴露させることを備え、前記エッチング化学作用が、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用からなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記基板がプロダクト・ウェハである請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
分析のために基板を準備するように構成されるシステムであって、
１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学物質供給サブシステムと、
電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムであって、前記電子ビームと組み合わされて、前記１つまたは複数の化学物質が欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去する、前記電子供給サブシステムとを備えるシステム。
【請求項２１】
前記電子供給サブシステムが、前記電子ビームを使用して前記欠陥の特徴を測定するようにさらに構成される請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムをさらに備え、前記分析サブシステムがｘ線分析システムである請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
電子ビームや光ビームと組み合わせた化学エッチングを使用して、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去することを備え、前記電子ビームが、前記光ビームと同軸状に前記基板に供給される、分析のために基板を準備する方法。
【請求項２４】
前記除去することが、前記光ビームで前記材料を加熱することである請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記除去することが、前記材料の水平表面を加熱し、かつ前記材料の垂直表面を実質的には加熱しないことである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記電子ビームや前記光ビームと組み合わせて前記化学エッチングを使用して前記欠陥の近くの前記基板上の追加の材料の一部を除去することをさらに備え、前記追加の材料が、前記材料とは異なり、前記材料の下に形成されている請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記材料の前記一部を前記除去し、前記追加の材料の前記一部を前記除去することが、前記光ビームで前記材料と前記追加の材料を差別的に加熱することを備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記材料がデバイス膜を備え、前記除去することが、前記基板上のデバイス・フィーチャのアスペクト比を実質的には変更しない請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記欠陥が、表面下欠陥または部分的表面下欠陥である請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
除去される前記材料の前記一部が、約１０μｍ×約１０μｍ以下の面積を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記欠陥の特徴を決定するために、前記電子ビームを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記欠陥の特徴を決定するために、ｘ線分析システムを使用して前記欠陥を分析することをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記欠陥の特徴を決定するために前記欠陥を分析することをさらに備え、前記欠陥の前記特徴が組成物である請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記化学エッチングが、前記基板をエッチング化学作用に暴露させることを備え、前記エッチング化学作用が、フッ素ベース化学作用、塩素ベース化学作用、臭素ベース化学作用、または酸素ベース化学作用を備える請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
分析のために基板を準備するように構成されるシステムであって、
１つまたは複数の化学物質を基板に供給するように構成された化学物質供給サブシステムと、
光ビームと同軸状に電子ビームを前記基板に供給するように構成された電子供給サブシステムと光供給サブシステムであって、前記電子ビームと前記光ビームに組み合わされた前記１つまたは複数の化学物質が、欠陥の近くの前記基板上の材料の一部を除去する、電子供給サブシステムと光供給サブシステムとを備えるシステム。
【請求項３６】
前記電子供給サブシステムと光供給サブシステムが、前記光ビームを生成するように構成されたレーザを備える請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記電子供給サブシステムと光供給サブシステムが電子カラムを備え、前記電子カラムが、前記光ビームが前記電子カラムに入ることを可能にするように構成された光学ウィンドウを備える請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
前記電子と光層供給サブシステムがミラーを備え、アパーチャがミラーを経て形成され、前記電子ビームが前記アパーチャを通過し、前記光ビームが、前記光ビームが前記電子ビームと同軸になるように前記ミラーから反射される請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記光ビームが前記材料を加熱するようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記光ビームが前記材料の水平表面を加熱し、かつ前記材料の垂直表面を実質的には加熱しないようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
前記電子と光層供給サブシステムが、前記電子ビームを使用して前記欠陥の特徴を測定するようにさらに構成される請求項３５に記載のシステム。
【請求項４２】
前記欠陥の特徴を測定するように構成された分析サブシステムをさらに備え、前記分析サブシステムがｘ線分析システムである請求項３５に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２００７−５３０９４４（Ｐ２００７−５３０９４４Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０５０５８（Ｐ２００７−５０５０５８）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００９３２４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２０２５
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０００４９１４１）ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション (126)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００９３２４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２０２５
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０００４９１４１）ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション (126)
【Ｆターム（参考）】
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