使用包含低質量種類和高質量種類二者的離子源的導航和樣本處理的製作方法

2023-10-18 01:44:09

專利名稱：使用包含低質量種類和高質量種類二者的離子源的導航和樣本處理的製作方法
技術領域：
本發明涉及粒子束系統中的級導航(stage navigation)和射束布置，並且特別地，涉及對樣本表面上的關注位點的高精度局域導航以及使用聚焦離子束的銑削結束指示(end-pointing)。
背景技術：
現代集成電路(IC)由導體和襯底材料(例如，絕緣體和半導體)的多個層組成。檢查和編輯IC中的電路或其他隱藏內部特徵需要對目標區域的導航和穿過襯底材料的多個層中的一個或多個的銑削。電路編輯(CE)通過減少在設計調試階段期間需要的掩模組的數目來降低IC開發成本,並加速總體上市時間。現今，大多數CE活動是利用聚焦離子束(FIB)系統來執行的，FIB系統常用於銑削掉襯底材料，以暴露隱藏特徵並且還利用高精度來沉積材料。這些能力可以用於切割和連接器件內的電路，以及創建電氣試驗的探測點。應用包括:驗證設計改變；在生產中調試和優化器件；以及在沒有高成本且耗時的掩模組製造的情況下原型製造新器件。典型地，通過使用相對較大的離子的射束在物理上濺射掉襯底材料，來實現FIB系統中的材料移除。大多數FIB系統使用由液態金屬離子源(LMIS)產生的鎵離子，這是由於這種源容易製造、在室溫下操作，並且可靠、長命和穩定。使用銦的離子源也是已知的。在LMIS系統中，使用包括兩個或更多個不同元件的金屬合金的合金源也是已知的。典型地，現有技術合金源配備有質量過濾器，使得可以選擇期望的離子種類。通常使用合金源，這是由於期望的離子種類單獨將不適合用在LMIS中(例如，當元素種類具有太高的熔點時)，但是合金的屬性更有利。合金源還已經用於在用於植入的兩個期望離子種類之間切換，例如，使用產生鈹和矽離子的合金源來在砷化鎵襯底上分別植入P層和η層結構。等離子體離子源也已經用於形成離子束。在美國專利申請公開N0.2005/0183667「Magnetically enhanced, inductively coupled plasma source for a focused ionbeam system」中描述的磁增強的電感耦合的等離子體離子源可以用於產生可用於CE應用的具有相對較大射束電流的精細聚焦束。儘管FIB系統還可以用於在銑削的同時生成樣本圖像以監視銑削工藝，但是典型地，圖像限於樣本的最頂表面。這導致CE應用的問題，這是由於許多現代IC不包括用作導航的參考點的可見表面特徵。這尤其適用於背面編輯，該背面編輯變得對CE來說越來越常見。不是嘗試從正面銑削穿過密集電路的許多層，而是操作者翻轉器件並銑削穿過襯底矽以從背面訪問目標區域。圖1示出了典型現有技術背面IC器件10的示意表示。如圖1所示，典型地，矽12的固體層覆蓋電路的背面。在矽層之下，圖1所示的IC器件包括有源區14以及多個更深金屬層Ml至M5，其中，每個層包括由介電材料20圍繞的金屬線16和通孔18。圖2示出了在楔形拋光後的圖1的背面IC器件的示意表示，該楔形拋光是立即暴露多個層的成角度拋光。在圖2的示意圖中，可以看出，楔形拋光已經移除所有矽和有源層以及金屬層M2和M3的暴露部分。在樣本的俯視圖(例如，圖2所示的俯視圖)中，由於從左向右觀看樣本，因此在區域22中，來自層M2的電介質的部分以及通孔將可見；在區域24中，M2金屬線的部分將可見；在區域26中，由電介質圍繞的通孔的部分將可見；以及最後，在區域28中，層M3的金屬線將可見。但是在立即查看多個層的傳統方式中，如圖2所示的楔形拋光不能用於實際CE，這是由於IC器件被毀壞。對於隱藏在樣本表面之下(例如,在體娃樣本上的背面編輯中找至IJ)的特徵的CE，典型地，有必要精確地確定期望掩埋特徵的位置，並且然後銑削掉襯底材料，以暴露該特徵。不幸的是，精確地定位這種隱藏特徵可能非常困難。即使當正確地定位射束時，通常也難以在不以離子束損壞特徵的情況下暴露這些特徵。一旦特徵在FIB圖像中可見，就已經發生一定程度的損壞。換言之，當使用FIB成像來確定何時暴露特徵以及應當停止銑削(通常被稱作結束指示)時，特徵可能在可以停止銑削之前被損壞或者甚至毀壞。此外，為了找到圖像中的參考點以確定所關注的特徵位於電路上何處，有時有必要通過反覆試驗來暴露相對較大的區域，潛在地損壞被暴露的每個區域。在一種用於在體矽器件上進行導航的方法中，在已經通過離子銑削來充分使樣本襯底變薄之後，有時有可能在視覺上將高摻雜阱與FIB圖像中的襯底的其餘部分區別開。出於導航的目的，這些摻雜區的輪廓可以有用。但是在體矽器件上的背面銑削期間，容易丟失來自新出現的摻雜阱的信號，這可以導致對樣本的過度銑削和損壞。掩埋的氧化物表面自身非常薄且易碎，並且來自掩埋特徵的信號也較弱且短暫。因此，需要有侵略性的高射束電流和/或長停留時間來區分電晶體阱，這甚至可能進一步損壞樣本。使用分離電子束的實時成像是另一種用於確定結束指示的方法。被轉讓給本申請的受讓人FEI Company of Hillsboro, OR且通過引用併入本文的、Carleson的美國專利N0.7, 388, 218 「Subsurface Imaging Using an Electron Beam，，教導了一種可對表面下特徵進行成像的電子顯微鏡。同時利用離子束的電子束成像允許針對結束指示的銑削工藝的實時觀看，並且觀看表面下圖像的能力在暴露易損掩埋特徵時給出了更大得多的誤差容限。不幸的是，Carleson的雙射束系統遭受多個固有缺點。雙射束系統必然比單射束系統更複雜和昂貴。此外，保持這兩個射束聚焦於相同焦點相當困難，這也將誤差引入到系統中。儘管使用重合且甚至同軸離子和電子束的系統是已知的，但是這種系統是複雜的，並且仍包括對許多現代CE應用來說不期望的不精確度。Reiche 等人在 「Applications of Helium 1n Microscopy in SemiconductorManufacturing, 」 MICROSCOPY AND ANALYSIS, pp.11-14 (July 2009)中描述了將氦離子用於表面下成像。然而，由於離子的大小較小(以及其所導致的物理樣本損壞的對應缺乏)，氦離子不適用於銑削應用。將必須使用對任何顯著材料移除來說更大的離子將Reiche的氦離子束與分離的離子束鏡筒(column)進行組合，並且因此，Reiche的氦離子束將遭受與以上關於Carleson討論的相同的缺陷。因此，仍需要一種用於使用FIB系統對樣本進行成像和處理的改進方法，其既允許快速高精度導航和結束指示二者，又允許一旦特徵已被定位就進行快速材料移除
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用於使用FIB系統對襯底進行成像和銑削的改進方法和設備。本發明的優選實施例使用由相同射束光學器件聚焦於相同焦點的輕和重離子的混合物，在輕離子穿透至樣本中更深處以允許生成表面下特徵的圖像時同時銑削樣本表面(主要利用重離子)。在其他使用當中，本發明的優選實施例提供了可用於各種電路編輯應用(例如，背面電路編輯)的導航和樣本處理的改進方法。以上相當寬地概述了本發明的特徵和技術優勢，以便可以更好地理解本發明的以下詳細描述。以下將描述本發明的附加特徵和優勢。本領域技術人員應當意識到，可以容易地將所公開的概念和具體實施例用作修改或設計其他結構以實現本發明的相同目的的基礎。本領域技術人員還應當認識到，這些等同構造不脫離如所附權利要求限定的本發明的精神和範圍。


為了更全面地理解本發明及其優勢，現在參照結合附圖作出的以下描述，在附圖中:
圖1示出了現有技術背面IC器件的示意表示；
圖2示出了在楔形拋光後的圖1的背面IC器件的示意表示；
圖3是示出了矽中的各種離子的平均穿透深度的蒙特卡洛(SRM)計算的曲線 圖4A和4B示出了已經使用相對較高質量鎵離子而成像的楔形拋光後的背面IC器件的顯微照相圖像；
圖5A和5B示出了已經使用相對較低質量鈹離子而成像的楔形拋光後的背面IC器件的顯微照相圖像；
圖6A示出了使用金離子而成像的包含N阱對比(摻雜矽)區的IC器件的區域的顯微照相圖像；
圖6B示出了使用鈹離子而成像的包含N阱對比(摻雜矽)區的IC器件的區域的顯微照相圖像；
圖7A和7B示意了示出針對兩個可能混合離子束的信號相對於位置的變化的理論CRT行掃描；
圖8是示出了針對氬/氙混合物的適用於純成像的混合射束與適用於純濺射的混合射束之間的關係以及等離子體氣體比的曲線 圖9示出了針對用於在偽混合射束中的輕離子和重離子之間切換的兩個不同的可能佔空比的質量過濾器電磁電壓相對於時間的變化的曲線 圖10示出了可以用於實現本發明的方面的具有質量過濾器的LMIS FIB系統；以及 圖11示出了同時執行蝕刻和成像的本發明的實施例的步驟。附圖並不意在按比例繪製。在附圖中，在各幅圖中示意的每個相同或幾乎相同的組件由相似的數字表示。為了清楚的目的，在每幅圖中，可以不是每個組件都標記。
具體實施例方式本發明的優選實施例涉及生成並使用由輕離子和重離子的混合物組成的離子束以在仍允許快速材料移除的同時提供對表面下特徵的成像的方法。在本發明的優選實施例中，將輕離子和重離子形成至混合射束中，使得可以同時使用該輕離子和重離子來處理樣本，其中，如在傳統FIB系統中那樣，重離子銑削樣本，而輕離子穿透至樣本中更深處，以提供與表面下特徵有關的信息。在其他優選實施例中，質量過濾器可以用於以所選頻率在輕離子和重離子之間快速切換，以在銑削的同時提供對表面下特徵的成像，並且還允許對由合金LMIS產生的輕離子和重離子的比率的調整。還可以使用具有多個氣體源的等離子體FIB來實施本發明，從而允許通過調整在等離子體離子源中使用的氣體的成分來控制輕離子和重離子的比率。本發明的優選方法或設備具有許多新方面，並且由於本發明可以出於不同目的而體現在不同方法或設備中，因此不是每個方面都需要在每個實施例中出現。此外，所描述的實施例的許多方面可以分別可授予專利權。

常用於半導體製造中的電路編輯(CE)的FIB系統使用由相對較大離子(例如，鎵)形成的離子束來銑削掉襯底材料，以暴露隱藏特徵。使用這種典型離子束系統的樣本成像限於樣本的最頂表面。由此，開發了用於針對CE應用導航至掩埋特徵並安全地揭開掩埋特徵的各種技術。不幸的是，這些技術通常耗時並需要昂貴的專用設備。本發明的優選實施例通過以下方式克服了現有技術的這些缺點:同時使用由相同射束光學器件聚焦於相同焦點的輕離子和重離子的混合物，在輕離子穿透至樣本中更深處時同時銑削樣本表面(主要利用重離子)，以允許生成表面下特徵的圖像。在其他使用當中，本發明的優選實施例提供了可用於各種電路編輯應用(例如，背面電路編輯)的導航和樣本處理的改進方法。離子在固體中的穿透深度取決於離子的質量，如圖3中的曲線圖所示，該曲線圖示出了矽中的各種離子的平均穿透深度的蒙特卡洛(SRM)計算。儘管更輕的離子(例如，氦或鈹)被已知能夠穿透襯底至更大深度，並從而提供與襯底表面之下的特徵有關的一定程度的信息，但是這些更輕離子對銑削應用來說無用得多。確切地說，這是由於更輕離子趨於穿透樣本表面，而不是如更重離子(例如，鎵)那樣碰撞並濺射掉材料。當然，表面下成像的主要限制不必是平均離子穿透深度，而是二次電子可從樣本逃逸並被檢測到的深度。然而，現代IC器件上的金屬層極薄(80-120 nm)。鎵離子具有在矽中 27 nm的平均穿透深度，並因此不會穿透比一個IC層更深。然而，質量低於 20 amu的離子將在50 keV處這樣，並且低於 12 amu的離子將在30 keV處這樣。在這一點上，He+、Li+、Be+、B+、O+、Ne+和可能的Si+應當能夠穿透典型IC層厚度。如本文所使用，術語「輕離子」或「相對較低質量離子」將用於指代將穿透至少一個IC層的離子。「重離子」或「相對較高質量離子」將指代質量大於矽Γ28 amu)的離子，這些離子更適用於快速材料移除。如本文所使用，「快速材料移除」將指代針對給定樣本類型和射束配置的材料移除速率，其至少與針對使用矽離子的射束配置和樣本類型的材料移除速率一樣快。本領域技術人員將認識到，兩個離子種類之間的amu差異越大，則相比於通過重離子成像提供的信息，輕離子種類將提供的表面下信息越多。優選地，較重元素種類將具有較輕元素種類的質量至少兩倍的質量。在一些優選實施例中，較重離子將具有比較輕離子大至少40 amu的質量；更優選地，較重離子將具有比較輕離子大至少100 amu的質量。此外，應當注意，典型地，術語「二次電子」用於指代從通過具有足夠能量的主入射粒子與樣本中的價電子的交互而產生的樣本表面發射的自由電子。這種所發射的能量小於50 eV的電子被稱為二次電子。由於其低能量,低於樣本表面多於特定距離所生成的二次電子不能從樣品逃逸。儘管最大逃逸深度隨混合物(compound)而變化,但是在表面的2-5 nm內產生大多數二次電子。由於輕離子可以用於在遠大於5 nm的深度處生成表面下圖像，因此顯然存在針對穿透較深的離子工作的其他機制，以改變從表面逃逸的電子的數目。但是在任何情況下，可以通過檢測在表面上掃描相對較輕離子的射束時逃逸襯底表面的電子，來對樣本表面之下的特徵進行成像，而不論例如逃逸的電子是真正的二次電子、是反向散射的離子、還是充電效應所導致的。可以通過將圖4A和4B與圖5A和5B進行比較來清楚地看到這種類型的表面下成像。圖4A示出了已經使用相對較高質量的鎵離子而成像的楔形拋光後的背面IC器件的顯微照相圖像。圖4B是圖4A中的參考標記42所指示的區域的放大。IC器件的該圖像僅示出了通孔(其作為由暗介電材料46圍繞的白點44出現)。圖5A和5B (其中，圖5B是圖5A所示的參考標記52所指示的區域的放大)示出了已經使用相對較低質量鈹離子而成像的楔形拋光後的背面IC器件的類似顯微照相圖像。當與圖4A和4B相比時，清楚地，可以在圖5A和5B中清楚地看到多個表面下特徵(例如，金屬線54)。這些金屬線掩埋在樣本表面之下，並在圖4A和4B的表面圖像中根本不可見。圖6A至6B還示意了針對包含N阱對比(摻雜矽)區的IC器件的區域的由重離子和輕離子產生的圖像的差異。圖6A是使用相對較重的金(Au+)離子來成像的，並且幾乎無法看到樣本特徵。然而，圖6B是使用更輕得多的鈹(Be2+)離子來成像的。在該顯微照相中，可以清楚地看到表面之下的特徵。質量比矽輕的任何離子應當提供較優的表面下成像，並且，比鎵輕的任何離子將優於現今可利用傳統的基於鎵的液態金屬離子源(LMIS)實現的離子。根據優選實施例，較輕質量離子將能夠穿透樣本表面至>80 nm的深度,更優選地至>120 nm的深度。由此,優選的較輕離子還將提供至>80 nm的深度(更優選地至>120 nm的深度)的表面下圖像信息。與較重離子(例如，鎵)所導致的樣本損壞相比，較輕離子還將導致更小的樣本損壞。當然，這意味著:較輕離子將在經由濺射來移除材料時更低效得多，這使得由輕離子形成的離子束不適用於大多數電路編輯(CE)應用。然而，申請人已經發現，由於靜電光學器件用於聚焦對離子質量不敏感的離子束，因此有可能將包含不同大小離子的混合物的離子束同軸地聚焦於相同焦點。換言之，使用由重種類(例如，鎵)和輕種類(例如，鈹)構成的組合射束，重種類和輕種類這兩者的聚焦射束位置將重合。因此，使用這種混合射束，有可能高效地銑削掉具有重離子組分的材料，同時使用更輕離子來獲得附加成像信息。由於輕離子穿透至樣本中更深處，因此實際上可以在進行銑削的同時直接對表面下特徵進行成像。本發明的優選實施例在特定類型的襯底處理中(例如，在上述CE應用中)提供了顯著優勢。使用本發明，對掩埋目標結構的精確位置的導航更容易和快速得多，這是由於不必暴露表面下結構以使用其坐標來定位特定特徵。取而代之，使用由輕離子提供的表面下信息，可以定位這種特徵並將這種特徵與CAD設計數據進行相關。這樣做的方便方式是:將CAD形狀「覆蓋」在二次FIB圖像上，並且然後執行兩點或三點CAD多邊形配準。一旦已經將來自IC晶片設計的坐標映射至實際樣本，並且FIB系統已經導航至目標結構的大致區域，任何附加樣本配準就也更容易和快速，這是由於還可以觀察到樣本表面之下的局部特徵並使用該局部特徵來重新配準樣本和圖像。本發明還使以下操作更容易得多:一旦掩埋目標結構已被定位，就暴露該掩埋目標結構。由於在特徵被暴露於混合射束中的重離子之前可以在二次FIB圖像中看到這些特徵，因此在目標結構被損壞或毀壞之前停止銑削變得更容易得多。因此，在本發明的優選實施例中，能夠產生兩種不同離子(一個相對較輕(低質量)並且一個相對較重(高質量))的合金源可以用於產生用於對樣本進行成像和處理的混合離子束。優選地，這兩種不同離子不是通過使用質量過濾器來分離的，而是二者均存在於被聚焦至樣本上的射束中。在一些實施例中，質量過濾器仍可以用於濾除掉其他類型的離子，例如當合金源是三重(tertiary)合金源但僅期望將離子種類中的兩個用於對樣本進行成像和處理時。在其他實施例中，如下所述，質量過濾器可以用於在離子之間快速切換，以「調諧」撞擊樣本表面的輕離子和重離子的比率。本領域中已知合金源，並且任何這種源可以用於實施本發明，只要該源產生輕離子和重離子的合適組合即可。例如，AuSiBe、AuSi和AsPdB合金源可商售。如以下更詳細討論，有時將期望針對特定應用調整輕離子與重離子的比率。利用LMIS，該比率由合金中的元素的比率固定。大多數可商售的合金源是共晶成分，這意味著:元素的百分比得到該組合的最低熔點。除較低熔點外，總成分在共晶成分處保持更穩定。儘管典型地，不同成分是可能的，但是所得到的熔點以及所得到的合金的蒸氣壓必須適合用作合金LMIS。多個其他因素也對特定合金用作合金LMIS的適用性作出貢獻。這些因素包括:熔點是否足夠低；熔點處的蒸氣壓；合金是否在處於操作溫度時與典型(或易於使用)的襯底材料發生反應；合金是否使襯底材料變溼；合金是否易於在空氣中處理(例如，包含Li和Cs的合金是不易於在空氣中處理的成分的良好示例)；以及總成分是否隨時間/操作保持恆定。用於實施本發明的合適合金LMIS還必須具有足夠高以實現對期望特徵的充分表面下成像的輕離子含量和足夠高以允許在足夠高速率下進行材料移除的重離子含量。圖7A和7B示意了示出針對兩個可能混合離子束的信號相對於位置的變化的理論CRT行掃描。儘管在實際混合射束操作中，難以(如果不是不可能的話)將由輕離子產生的二次電子與由重離子產生的二次電子分離開，但是在這兩個信號曲線圖中，線601和611示意了可能由輕離子種類產生的電子信號，而線602和612示意了可能由重離子種類產生的電子信號。線603和613示出了組合信號(分別為由線601加上602示出的信號值以及由線611加上612示出的信號值)，這將表示將在實際操作期間檢測到的信號。在圖7A中，混合射束具有與重離子相比相對較低百分比的輕離子。由於在樣本表面604上掃描混合離子束，因此重離子並不穿透樣本的無特徵表面，並且因此，信號的改變僅反映系統背景噪聲。較輕離子穿透樣本表面，並因此返回與掩埋特徵605和606有關的信息。然而，如圖7A所示，樣本605具有相對較低對比特徵(由於大小、成分、深度等，更難與周圍的襯底區分)。儘管信號線601示出了存在掩埋特徵605，但是信號差足夠小以使得其在由重離子種類產生的更大得多的信號中丟失。由此，在組合信號線603中，將非常難以將由特徵605產生的對比與信號噪聲區分。另一方面，特徵606是較高對比特徵，因此，甚至使用相對較低百分比的輕離子，信號對比也足夠大以使得可以在組合信號603中看到它。在圖7B中，混合射束具有與重離子相比更高百分比的輕離子。由此，甚至對於低對比特徵605，信號對比也足夠大以使得可以將其與組合信號中的背景噪聲分離。當然，特徵606的信號對比將甚至更大。顯著地，由更大百分比的輕離子產生的表面下特徵的增大的對比以降低的銑削速度為代價出現。對於大多數應用，將期望調諧輕/重離子的相對百分比，以實現最小可接受表面下成像靈敏度(換言之，實現輕離子的最小可接受百分比)，以便最大化銑削速度。例如，即使輕離子的百分比相對較低，也可以在組合信號中識別高對比表面下圖像。然而，如果輕離子的百分比變得太低，則來自甚至高對比特徵的信號對比將在由重離子種類的表面碰撞產生的更大得多的電子信號中丟失。對於非常低對比表面下特徵，其可能需要非常高百分比的輕離子，在一些情況下，逼近100%。在大多數情況下，可以通過選擇特定標準合金LMIS源來實現對輕離子和重離子的百分比的充分「調諧」。本領域技術人員將能夠平衡針對特定應用的考慮，以在沒有過多實驗的情況下針對大多數應用選擇合適的已知合金LMIS。然而，在其他情況下，可以期望更精細地調諧相對百分比或者在處理樣本時即時調整百分比。被轉讓給本發明的受讓人且通過引用併入本文的、Smith等人的美國專利申請 12/373，676，「Mult1-Source Plasma Focused 1n Beam System，，描述了一種能夠在多個氣體源之間切換的等離子體FIB。如以下更詳細描述，可以使用類似設備來同時輸送多種氣體，從而得到包含多個離子種類的混合射束。使用這種多源等離子體FIB，可以容易地將輕和重離子的相對百分比調整至任何期望百分比，例如，如圖8所示針對金和氙離子的混合物的純成像(100%輕離子)與純濺射(100%重離子)之間。對這種多源等離子體FIB的使用還將允許「即時」調整百分比，使得例如出於導航的目的，可以將更大濃度的輕離子用於對表面下圖像進行成像，但是一旦定位了所關注的掩埋特徵，就可以增大重離子的百分比以用於更快銑削。由於將經由氣體源來控制離子種類的混合，因此可以在沒有質量過濾器的情況下使用等離子體FIB來實施本發明的優選實施例。在合金LMIS的情況下，不能調整該源自身的成分，儘管將有可能產生定製源，該定製源將產生期望百分比的輕離子和重離子。顯著地，當使用包含適當百分比的輕離子和重離子的合金LMIS時，質量過濾器也不會是必要的，這將極大地降低系統成本和複雜度。
儘管不能如多源等離子體FIB中的氣體成分那樣「即時」調整合金源的成分，但是對配備有質量過濾器的合金LMIS系統的使用將允許對碰撞表面的輕離子和重離子的相對百分比的某種調整。根據本發明的優選實施例，質量過濾器可以用於在材料處理期間以所選頻率在離子種類之間快速切換。例如，質量過濾器可以僅允許輕離子在短時段內撞擊樣本，然後在另一所設置的非常短時段內切換至重離子。通過以所設置的頻率在輕離子與重離子之間快速交替，可以使樣本成像對操作者來說顯得與樣本銑削同時。儘管對輕離子和重離子的使用將交替而不是同時，但是對操作者來說，將顯得好像正在使用真正的混合和一致射束。給定系統可在輕離子和重離子之間切換以產生這種「偽」混合射束的速率將取決於可多頻繁地調整磁質量過濾器。可以通過以MHz範圍內的頻率將周期性函數應用於質量過濾器電壓，在離子種類之間調整典型質量過濾器，儘管優選地，磁體沉降(settle)所需的時間將被構建至數據獲取中，使得僅在適當時刻處收集數據(成像)。約十分之一秒的在離子種類之間切換的佔空比將足夠快，以使得其不會在視覺上擾亂實時觀看樣本處理的操作者。根據應用，通過調整每個離子種類被允許經過質量過濾器的時間長度，可以調整射束以有利於無破壞性成像或侵略性濺射。這是在圖9中示意的，圖9示出了針對用於在偽混合射束中的輕離子和重離子之間切換的兩個不同的可能佔空比的質量過濾器電磁電流相對於時間的變化的曲線圖。虛線900和實線902中的每一個示出了隨時間對質量過濾器磁體施加的電壓，其中，所應用的周期性函數在V1與V2之間切換磁體，在V1處，僅允許重離子種類經過質量過濾器，在V2處，僅允許輕離子種類經過質量過濾器。如該曲線圖中所示，對於虛線900所示的佔空比，質量過濾器保持處於電壓M2 (允許輕離子經過)的時間比實線902所示的周期中長大約四倍。由此，使用線900所示的周期的樣本處理將導致與線902所示的周期的相比每周期相對較高百分比的輕離子撞擊樣本。這將使線900的周期更適用於較少破壞性的成像，而線902的周期將導致更多數目的大離子，並因此導致更快的材料移除。圖9中的這兩個佔空比時間的頻率為大約10 Hz，儘管可以使用不同的頻率。圖10示出了可以用於實現本發明的優選實施例的典型FIB系統210。還可以使用包括例如雙射束系統(例如，FIB/SEM雙射束系統)的其他粒子束系統來實現本發明。聚集離子束系統210包括真空容器211，真空容器211具有上頸部分212，在上頸部分212內定位了離子源214和聚焦鏡筒216，該聚焦鏡筒216包括提取電極215和靜電光學系統，該靜電光學系統包括聚光透鏡217和物鏡252。優選地,離子源214是產生多於一個元素種類的離子(優選地，輕離子和重離子的組合)的合金LMIS。如本文所使用，短語「不同元素種類」(或者「多於一個元素種類」)用於指代具有不同元素成分的離子。典型地，離子將完整地具有至少兩個不同元素，例如，上述金離子和鈹離子的混合射束。然而，在一些實施例中，混合離子中的一個或兩個可以是由多於一個元素組成的離子(例如，AuBe+)。一旦從源提取離子(既有輕離子又有重離子)，就通過聚焦鏡筒216內的靜電透鏡將這些離子加速並聚焦至樣本上。在其他優選實施例中，可以使用等離子體源，優選地，包括多個氣體源的等離子體源。離子束218從離子源214經過鏡筒216並在220處示意性指示的靜電偏轉裝置之間朝向樣本222傳遞，樣本222包括例如位於下室226內的可移動X-Y-Z鏡臺224上的半導體器件。可以採用離子泵或其他泵浦系統(未示出)來排空頸部分212。在真空控制器232的控制下利用渦輪分子和機械泵浦系統230來排空室226。真空系統在室226內提供大約
IX 10_7託與5 X 10_4託之間的真空。如果使用蝕刻輔助、蝕刻阻滯氣體或沉積前體氣體，則室本底壓強可以上升，典型地，上升至約I X 10_5託。高電壓電源234連接至離子源214以及聚焦鏡筒216中的適當電極，以形成離子束218並向下引導該離子束218。根據由圖案發生器238提供的指定圖案操作的偏轉控制器和放大器236耦合至偏轉板220，從而可以控制射束218以在樣本222的上表面上描繪出對應圖案。在一些系統中，將偏轉板放置於最後的透鏡前，如本領域中公知。典型地，離子源214提供鎵的金屬離子束，儘管可以使用其他離子源，例如多峰或其他等離子體離子源。典型地，離子源214能夠在樣本222處聚焦為低於十分之一微米寬的射束，以通過離子銑削、增強的蝕刻、材料沉積修改樣本222或出於對樣本222進行成像的目的。當尚子束218中的尚子撞擊工件222的表面時,發射二次電子和反向散射電子。用於檢測針對成像的二次離子或電子發射的帶電粒子倍增器240連接至信號處理器242，在信號處理器242中，對來自帶電粒子倍增器240的信號進行放大，將其轉換為數位訊號，並對其進行信號處理。所得到的數位訊號要在監視器244上顯示樣本222的圖像。打開門270，以將樣本222插入到可被加熱或冷卻的鏡臺224上，並且還在使用內部氣體供給儲存庫的情況下使門270服務於內部氣體供給儲存庫。對門進行聯鎖，使得如果系統處於真空下，則無法打開該門。高電壓電源將適當加速電壓提供給離子束鏡筒216中的電極，以通電和聚焦離子束218。氣體輸送系統246延伸至下室226中，以引入氣態蒸氣並向樣本222引導該氣態蒸氣。被轉讓給本發明的受讓人的、Casella等人的美國專利N0.5, 851, 413 「GasDelivery Systems for Particle Beam Processing」描述了合適的氣體輸送系統 246。在也被轉讓給本發明的受讓人的、Rasmussen的美國專利N0.5, 435, 850 「Gas InjectionSystem」中描述了另一氣體輸送系統。例如，可以輸送碘以增強蝕刻，或者可以輸送金屬有機化合物以沉積金屬。系統控制器219控制雙射束系統20的各個部件的操作。通過系統控制器219，用戶可以使得以期望的方式通過被輸入至傳統用戶界面(未示出)中的命令對離子束218進行掃描。系統控制器219還可以包括計算機可讀存儲器221，並可以根據存儲器221中存儲的數據或編程指令來控制雙射束系統210。可以使用關於存儲器221中存儲的樣本/半導體的CAD數據，來創建用於定位所關注的特徵和對準點或傳送基準的CAD多邊形覆蓋物或其他定位數據，如上所述。可選地，FIB系統210還可以包括質量分離器(例如，質量過濾器250)，以便將單個離子種類從由合金LMIS或等離子體源提供的重種類和輕種類的組合中分離出。當由質量過濾器250施加磁場時，將通過質量來散開混合離子束。對電壓的適當選擇將允許僅一個離子種類經過質量選擇孔徑251並繼續經過較低鏡筒至樣本。不同的電壓將允許另一離子種類經過孔徑。優選地，質量過濾器250將能夠在所選電壓之間快速切換，以便以MHz範圍內的頻率使輕離子束和重離子束交替。圖11示出了同時執行蝕刻和成像的本發明的實施例的步驟。步驟1102包括:提供產生至少兩個離子種類的離子源。步驟1104包括:提供用於產生離子的射束的離子束鏡筒，該射束包括該至少兩個離子種類，每個離子種類具有不同的元素成分，其中，一個離子種類具有較低質量並且一個離子種類具有較高質量。步驟1106包括:向樣本引導包括至少兩個離子種類的粒子束，以同時對樣本進行處理和成像。然後，步驟1108包括:檢測由於較輕離子的碰撞而從樣本發射的二次電子，以形成至少一個表面下特徵的圖像。在步驟1110中，如果已經暴露充足的特徵，則使用所成像的表面下特徵的位置向樣本引導離子束。在步驟1111中，使用較重離子種類的離子來處理樣本，以銑削樣本表面。當處理和成像完成時，該方法結束於步驟1112。在一些實施例中，可以更改射束中的粒子的百分比，以微調聚焦離子束的成像和處理能力。較高濃度的重離子將允許以高速率移除材料，而較高濃度的輕離子將允許充足的表面下成像。因此，本發明的優選實施例提供了一種用於對樣本上的所關注的特徵的高精度射束布置和導航的設備，包括:離子的源，所述源產生多於一個元素種類的離子；以及粒子束鏡筒，用於產生包括多於一個元素種類的離子的同軸混合離子束，以及用於將混合射束聚焦於在所述樣本處或在所述樣本附近的焦點。本發明的優選實施例還包括存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備執行以下步驟的程序:檢測由較輕離子種類的離子在所述樣本上的碰撞而引起的二次電子，以形成所述樣本的表面下特徵的圖像；使用所成像的表面下特徵的位置來向所述樣本引導離子束；以及使用較重離子種類的離子來處理所述樣本，以銑削樣本表面。根據優選實施例，所述離子的源產生具有〈20 amu的質量的較輕元素種類的離子和具有>28 amu的質量的較重元素種類的離子的混合物。根據其他優選實施例，所述較重元素種類具有所述較輕元素種類的原子質量的至少兩倍的原子質量，或者，所述較重元素種類具有比所述較輕元素種類的原子質量大至少40 amu的原子質量。優選地，所述離子的源產生包括較輕元素種類的離子和較重元素種類的離子的離子的混合物，所述較輕元素種類所具有的原子質量足夠低，以使得當混合射束被聚焦至表面上時，所述較輕元素種類的離子將穿透樣本表面至>120 nm的深度，以及，所述較重元素種類所具有的原子質量足夠高，以使得當混合射束被聚焦至表面上時，所述較重元素種類的離子將通過濺射來快速移除樣本材料。根據優選實施例，所述離子的源是等離子體源，所述等離子體源包括多個氣體源，所述多個氣體源用於同時輸送多種氣體，以產生具有多於一個兀素種類且在所述多於一個元素種類之間具有期望比率的離子。優選地，可以調整被輸送至所述等離子體源的多種氣體的量，以改變所產生的離子在所述多於一個元素種類之間的比率。根據其他優選實施例，所述離子的源是合金液態金屬離子源，其中，所述合金液態金屬離子源產生具有較低質量的離子的一個元素種類和具有較高質量的另一離子種類。尤其是在使用LMIS的情況下，優選地，本發明還包括:質量過濾器，用於在較低和較高質量離子之間過濾，使得射束僅包括較輕離子或較重離子之一的離子；以及存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備來促使以所選頻率在至少第一和第二離子種類之間來回快速切換的程序。優選地，調整較輕或較重離子中的每一個被所述質量過濾器過濾的時間長度，以有利於表面下成像而不是樣本處理，或有利於樣本處理而不是表面下成像。本發明的優選實施例還提供了一種用於準確地在樣本上定位所關注的特徵的設備，包括:粒子束鏡筒，用於沿射束軸產生帶電粒子的射束，以對所述樣本進行成像和/或銑削；帶電粒子的源，所述帶電粒子組成粒子束，其中，所述粒子的源產生至少第一和第二離子種類，所述第一和第二種類具有不同元素成分和不同原子量；質量過濾器，用於在所述至少第一和第二離子種類之間進行過濾，使得帶電粒子束僅包括所述第一和第二離子種類之一的離子；以及存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備來促使以所選頻率在所述至少第一和第二離子種類之間來回快速切換的程序。本發明的優選實施例還提供了一種用於處理具有表面下特徵的樣本的方法，所述方法包括:提供粒子束系統，所述粒子束系統包括產生至少兩個離子種類的離子源和用於產生離子的射束的離子束鏡筒，所述射束包括所述至少兩個離子種類，以及，所述至少兩個離子種類具有不同元素成分並包括具有較低原子質量的較輕離子種類和具有較高原子質量的較重離子種類；向所述樣本引導離子束，以對所述樣本進行成像和處理；檢測由較輕離子種類的離子在所述樣本上的碰撞而引起的二次電子，以形成所述樣本的表面下特徵的圖像；使用所成像的表面下特徵的位置，向所述樣本引導離子束；以及使用較重離子種類的離子來處理所述樣本，以銑削樣本表面。根據一些優選實施例，使用所成像的表面下特徵的位置向所述樣本引導離子束包括:在表面下圖像上疊加CAD設計數據的圖形表示，並執行圖像與CAD設計數據的配準；使用從CAD設計數據已知的坐標，將所述粒子束系統導航至目標位置；以及對所述表面下特徵重新成像，以定位目標並將射束導航至所述目標位置。儘管本發明的以上描述主要涉及生成並使用由輕離子和重離子的混合物組成的離子束的方法，但是應當意識到，執行這種方法的操作的設備也將處於本發明的範圍內。此夕卜，應當意識到，可以經由計算機硬體或軟體或者這兩者的組合來實現本發明的實施例。根據本說明書中描述的方法和附圖，可以使用標準編程技術在電腦程式中實現這些方法，標準編程技術包括利用電腦程式而配置的計算機可讀存儲介質，其中，如此配置的存儲介質使計算機以具體和預定義方式操作。可以以高級過程或面向對象程式語言實現每個程序，以與計算機系統進行通信。然而，在期望時，可以以彙編或機器語言實現程序。在任何情況下，語言可以是編譯或解釋語言。此外，程序可以在出於該目的而編程的專用集成電路上運行。此外，可以在任何類型的計算平臺中實現方法，這些計算平臺包括但不限於與帶電粒子工具或其他成像設備分離、集成或通信的個人計算機、小型計算機、主框架、工作站、聯網或分布式計算環境、計算機平臺等。本發明的方面可以以存儲介質或器件上存儲的機器可讀代碼實現，不論該存儲介質或器件是可移除的還是與計算平臺集成，例如，硬碟、光學讀取和/或寫入存儲介質、RAM、ROM等，使得其可由可編程計算機讀取，以在由計算機讀取存儲介質或器件以執行本文描述的過程時配置和操作計算機。此外，可以在有線或無線網絡上傳輸機器可讀代碼或其部分。本文描述的本發明包括這些和其他各種類型的計算機可讀存儲介質，當這種介質包含用於實現以上結合微處理器或其他數據處理器描述的步驟的指令或程序時。本發明還包括當根據本文描述的方法和技術編程時的計算機自身。可以將電腦程式應用於輸入數據，以執行本文描述的功能，並從而變換輸入數據以生成輸出數據。將輸出信息應用於一個或多個輸出設備，例如顯示監視器。在本發明的優選實施例中，變換後的數據表示物理和有形對象，包括在顯示器上產生物理和有形對象的特定視覺描繪。本發明的優選實施例還利用粒子束設備(例如，FIB或SEM)，以使用粒子的射束來對樣本進行成像。用於對樣本進行成像的這種粒子固有地與樣本進行交互，導致某種程度的物理變換。此外，遍及本說明書，利用諸如「計算」、「確定」、「測量」、「生成」、「檢測」、「形成」、「疊加」、「成像」、「導航」等術語的討論還指代計算機系統或類似電子器件的動作和過程，該計算機系統或類似電子器件對被表示為計算機系統內的物理量的數據進行操控，並將其變換為類似地被表示為計算機系統或其他信息存儲、傳輸或顯示器件內的物理量的其他數據，或控制粒子束系統的操作。本發明具有較寬適用性，並可以提供如以上示例中描述和示出的許多優點。實施例將根據具體應用而極大地變化，並且，不是每個實施例都將提供所有優點並滿足本發明可實現的所有目的。適用於執行本發明的粒子束系統是可商售的，例如，從本申請的受讓人FEI公司。儘管先前描述中的大部分涉及半導體晶片，但是本發明可以適用於任何合適襯底或表面。此外，無論何時本文使用術語「自動的」、「自動化的」或類似術語，這些術語都將被理解為包括對自動或自動化過程或步驟的手動啟動。在以下討論中以及在權利要求中，術語「包括」和「包含」是以開放端的方式使用的，並因此應當解釋為意味著「包括但不限於」。術語「集成電路」指代在微晶片的表面上圖案裝飾的電子組件及其互連(通稱為內部電路元件)的集合。術語「半導體器件」一般指代集成電路(1C)，其可以與半導體晶片集成、從晶片單獨切割(Singulated)、或者封裝以用在電路板上。本文使用術語「FIB」或「聚焦離子束」來指代任何準直離子束，包括由離子光學器件聚焦的射束以及成形的離子束。就在本說明書中未特殊定義任何術語來說，意在應當對該術語給予其明確且普遍的含義。附圖意在幫助理解本發明，並且除另有指示外，附圖不按比例繪製。儘管已經詳細描述了本發明及其優勢，但是應當理解，在不脫離如所附權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對本文描述的實施例進行各種改變、替換和更改。此外，本申請的範圍並不意在限於說明書中描述的過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法和步驟的特定實施例。如本領域普通技術人員將從本發明的公開中容易地意識到，根據本發明，可以利用執行與本文描述的對應實施例實質上相同的功能或實現與本文描述的對應實施例實質上相同的結果的現有或後續開發的過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法或步驟。相應地，所附權利要求意在將這些過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法或步驟包括在其範圍內。
權利要求
1.一種用於對樣本上的所關注的特徵進行高精度射束布置和導航的設備，包括: 離子的源，所述源產生多於一個元素種類的離子；以及 粒子束鏡筒，用於產生包括多於一個元素種類的離子的同軸混合離子射束，以及用於將該混合射束聚焦於所述樣本處或所述樣本附近的焦點。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源產生具有〈20amu的質量的較輕元素種類的離子和具有>28 amu的質量的較重元素種類的離子的混合物。
3.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源產生較輕元素種類的離子和較重元素種類的離子的混合物，其中，所述較重元素種類具有所述較輕元素種類的原子質量的至少兩倍的原子質量。
4.根據權利要求3所述的設備，其中，所述較輕元素種類具有小於20amu的原子質量。
5.根據權利要求3所述的設備，其中，所述較重元素種類具有大於28amu的原子質量。
6.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源產生包括較輕元素種類的離子和較重元素種類的離子的離子的混合物，其中，所述較重元素種類具有比所述較輕元素種類的原子質量大至少40 amu的原子質量。
7.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源產生包括較輕元素種類的離子和較重元素種類的離子的離子的混合物，所述較輕元素種類所具有的原子質量足夠低，以使得當混合射束被聚焦至表面上時，所述較輕元素種類的離子將穿透樣本表面至>120 nm的深度，以及，所述較重元素種類所具有的原子質量足夠高，以使得當混合射束被聚焦至表面上時，所述較重元素種類的離子將 通過濺射來快速移除樣本材料。
8.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源是等離子體源，所述等離子體源包括多個氣體源，所述多個氣體源用於同時輸送多種氣體，以產生多於一個元素種類的離子。
9.根據權利要求8所述的設備，其中，包括多個氣體源的等離子體源產生多於一個元素種類的並且在所述多於一個元素種類之間具有期望比率的離子。
10.根據權利要求9所述的設備，其中，能夠調整被輸送至所述等離子體源的多種氣體的量，以改變所產生的離子在所述多於一個元素種類之間的比率。
11.根據權利要求2所述的設備，其中，所述離子的源是等離子體源，所述等離子體源包括多個氣體源，所述多個氣體源用於同時輸送多種氣體，以產生多於一個元素種類的離子，以及其中，能夠調整被輸送至所述等離子體源的多種氣體的量，以改變所產生的離子在所述多於一個元素種類之間的比率。
12.根據權利要求1所述的設備，其中，混合射束中的多於一個元素種類的離子同時對所述樣本進行處理和成像。
13.根據權利要求2所述的設備，其中，在操作中，所述較輕元素種類的離子能夠用於產生所述樣本的至>80 nm的深度的表面下圖像。
14.根據權利要求13所述的設備，其中，在操作中，所述較重元素種類的離子能夠用於快速移除樣本材料。
15.根據權利要求14所述的設備，其中，在操作中，所述表面下圖像用於控制材料移除。
16.根據權利要求14所述的設備，其中，在操作中，能夠更改混合射束中的輕元素種類與較重元素種類的比率，以微調所述樣本的成像和/或蝕刻。
17.根據權利要求14所述的設備，還包括存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備執行以下步驟的程序: 檢測由所述較輕離子種類的離子在所述樣本上的碰撞而引起的二次電子，以形成所述樣本的表面下特徵的圖像； 使用所成像的表面下特徵的位置向所述樣本引導離子束；以及 使用所述較重離子種類的離子來處理所述樣本，以銑削樣本表面。
18.根據權利要求1所述的設備，其中，所述離子的源是合金液態金屬離子源。
19.根據權利要求18所述的設備,其中，所述合金是AuSiBe、AuSi或AsPdB。
20.根據權利要求18所述的設備，其中，所述合金液態金屬離子源產生具有較低質量的離子的一個元素種類和具有較高質量的另一離子種類。
21.根據權利要求20所述的設備，其中，所使用的合金液態金屬離子源的類型由給定的合金液態金屬離子源所產生的較輕離子種類與較重離子種類的比率確定。
22.根據權利要求20所述的設備，還包括:質量過濾器，其用於在較低質量離子和較高質量離子之間進行過濾，使得射束僅包括較輕離子或較重離子之一的離子；以及 存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備來促使以所選頻率在至少第一和第二離子種類之間來回快速切換的程序。
23.根據權利要求22所述的設備，其中，較輕離子用於所述樣本的表面下成像，以及其中，較重離子用於處理所述樣本。
24.根據權利要求23所述的設備，其中，調整較輕離子或較重離子中的每一個被所述質量過濾器過濾的時間長 度，以有利於表面下成像而不是樣本處理，或有利於樣本處理而不是表面下成像。
25.根據權利要求23所述的設備，還包括:存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備執行以下步驟的程序: 檢測由所述較輕離子種類的離子在所述樣本上的碰撞而引起的二次電子，以形成所述樣本的表面下特徵的圖像；以及 使用所成像的表面下特徵的位置向所述樣本引導離子束；以及 使用所述較重離子種類的離子來處理所述樣本，以銑削樣本表面。
26.根據權利要求18所述的設備，其中，所述離子的源是產生多於兩個不同元素種類的離子的合金液態金屬離子源，以及，所述設備還包括:質量過濾器，其用於過濾掉至少一個元素種類的離子，但允許兩個不同元素種類的離子的混合射束被聚焦至所述樣本上。
27.一種用於準確地定位樣本上的所關注的特徵的設備，包括: 粒子束鏡筒，用於沿射束軸產生帶電粒子的射束，以對所述樣本進行成像和/或銑削；組成所述粒子束的帶電粒子的源，其中，所述粒子的源產生至少第一和第二離子種類，所述第一和第二種類具有不同元素成分和不同原子量； 質量過濾器，用於在所述至少第一和第二離子種類之間進行過濾，使得帶電粒子束僅包括所述第一和第二離子種類之一的離子；以及 存儲計算機指令的計算機可讀存儲器，該指令包括用於控制所述設備來促使以所選頻率在所述至少第一和第二離子種類之間來回快速切換的程序。
28.根據權利要求27所述的設備，其中，在離子種類之間切換的頻率為至少每十分之一秒。
29.根據權利要求27所述的設備，其中，在離子種類之間的切換以足夠高的頻率發生，以使成像和處理對操作者來說顯得是同時進行的。
30.根據權利要求27所述的設備，其中，以所選頻率在所述至少第一和第二離子種類之間來回切換是通過以期望頻率將周期性函數應用於質量過濾器電壓來實現的。
31.根據權利要求30所述的設備，其中，能夠在射束的操作期間調整頻率。
32.根據權利要求28所述的設備，其中，第一種類的離子是用於所述樣本的表面下成像的較輕種類的離子 ，以及其中，第二種類的離子是用於處理所述樣本的較重種類的離子。
33.根據權利要求32所述的設備，其中，調整第一種類的離子和第二種類的離子中的每一個被所述質量過濾器過濾的時間長度，以有利於表面下成像而不是樣本處理，或有利於樣本處理而不是表面下成像。
34.一種用於處理具有表面下特徵的樣本的方法，所述方法包括: 提供粒子束系統，所述粒子束系統包括產生至少兩個離子種類的離子源和用於產生離子的射束的離子束鏡筒，所述射束包括所述至少兩個離子種類，以及，所述至少兩個離子種類具有不同元素成分並包括具有較低原子質量的較輕離子種類和具有較高原子質量的較重離子種類； 向所述樣本引導離子束以對所述樣本進行成像和處理； 檢測由所述較輕離子種類的離子在所述樣本上的碰撞而引起的二次電子，以形成所述樣本的表面下特徵的圖像； 使用所成像的表面下特徵的位置向所述樣本引導離子束；以及 使用所述較重離子種類的離子來處理所述樣本，以銑削樣本表面。
35.根據權利要求34所述的方法，還包括:更改所述至少兩個離子種類中的至少一個在射束中的濃度，以微調所述樣本的成像和/或處理。
36.根據權利要求35所述的方法，在對所述樣本進行處理和/或成像時發生更改所述至少兩個離子種類中的至少一個的濃度。
37.根據權利要求34所述的方法，還包括:使用表面下特徵的圖像來確定何時停止使用射束銑削所述樣本。
38.根據權利要求34所述的方法，其中，使用所成像的表面下特徵的位置向所述樣本引導尚子束包括: 在表面下圖像上疊加CAD設計數據的圖形表示，並執行圖像與CAD設計數據的配準； 使用從CAD設計數據已知的坐標，將所述粒子束系統導航至目標位置；以及 對所述表面下特徵重新成像，以定位目標並將射束導航至所述目標位置。
39.根據權利要求35所述的方法，還包括: 當出於導航的目的將射束用於對表面下圖像進行成像時，提供與較重離子相比更大濃度的較輕離子，但是一旦已經定位表面下特徵，就增大較重離子在射束中的濃度以用於更快速樣本處理。
全文摘要
一種用於使用FIB系統對襯底進行成像和銑削的改進方法和設備。本發明的優選實施例使用由相同射束光學器件聚焦於相同焦點的輕和重離子的混合物，來在輕離子穿透至樣本中更深處以允許生成表面下特徵的圖像時同時銑削樣本表面(主要利用重離子)。在其他使用當中，本發明的優選實施例提供了可用於諸如背面電路編輯之類的各種電路編輯應用的導航和樣本處理的改進方法。
文檔編號H01J37/20GK103081054SQ201180041584
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者C.呂埃 申請人:Fei公司