(57)【要約】      （修正有）【課題】試料加工物の故障分離および欠陥位置特定のための表面除層で使用する方法および装置を提供する。より詳細には、制御された迅速で正確な態様で試料から１つまたは複数の層を機械的に剥離する方法および装置を提供する。【解決手段】プログラム可能なアクチュエータが、試料から材料層を速くかつ正確に剥離する形状に形作られた切削刃を有する除層プローブ・チップを含む。除層プローブ・チップの切削面の輪郭は、それぞれの剥離ステップが、除層プローブ・チップの切削面の線寸法に実質的に等しい線寸法を有する材料エリアを剥離するように形作られる。表面除層を真空室内で実施して、試料のターゲット・エリアをＦＩＢ／ＳＥＭ画像化を用いて原位置で観察することができるようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障分離および欠陥位置特定のための試料の原位置除層用の装置であって、
光軸に沿ったビームを生み出す光学デバイスと、
真空室と、
表面除層のために試料を支持するために前記真空室内に設置され、前記光軸に対して可動の運動ステージと、
前記試料の表面から材料層を除去する除層プローブ・チップを有するアクチュエータと
を備える装置。
【請求項２】
前記除層プローブが、前記真空室内で表面除層を実行し、同時に前記光学デバイスによって観察されるように設置された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記除層プローブ・チップが、前記試料の表面から材料を剥離することができる切削刃を含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記切削刃が、前記試料上に剥離されたエリアを作り出し、前記剥離されたエリアが、前記除層プローブ・チップの前記切削刃によって画定された幅寸法を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記除層プローブ・チップが幅寸法を有し、前記除層プローブ・チップが、前記試料上のエリアを剥離するように形成されており、前記試料上の剥離されたエリアが、前記除層プローブ・チップの前記幅寸法に実質的に等しい幅寸法を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記除層プローブ・チップの前記切削刃が５０μｍ以下の幅寸法を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記切削刃の前記幅寸法が１０μｍから５０μｍの範囲内にある、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記除層プローブ・チップが、５０°以下の角度で前記試料の表面と接触するように、前記アクチュエータ内に装着された、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記除層プローブ・チップが、４５°から５０°の間の範囲内で前記試料の表面と接触するように、前記アクチュエータ内に装着された、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記除層プローブ・チップがタングステンでできている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学システムが荷電粒子ビーム・システムである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
故障分離および欠陥位置特定のための試料の原位置除層法であって、
可動ステージ上に試料を装着するステップと、
前記試料のターゲット・エリアをビーム光軸と整列させるステップと、
前記試料から材料層を剥離して、その下の層の表面を露出させるステップと、
露出させた表面を電気的に検査して、電気的不良の位置を決定するステップと、
不良が見つかった場合にはこのプロセスを停止し、または、不良の位置が特定されるまで前記剥離および前記電気検査の各ステップを継続するステップと
を含む方法において、
プローブ・チップを使用して前記試料から材料層を剥離することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記試料の前記材料層の前記エリアが、前記プローブ・チップの幅寸法によって画定された幅寸法を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記除層チップが切削刃（１４８）を備え、前記プローブ・チップの前記切削刃が、５０μｍ以下の幅寸法を有するように形成された、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記プローブ・チップが、５０°以下の角度で前記試料の表面と接触する、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記プローブ・チップがタングステンから形成された、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障分離（ｆａｕｌｔ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）および欠陥位置特定（ｄｅｆｅｃｔ  ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）のための試料加工物の表面除層（ｓｕｒｆａｃｅ  ｄｅｌａｙｅｒｉｎｇ）の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、より高いデバイス密度を有する半導体ウェーハを生産することが求められている。そのような高い密度にはデバイスの寸法の縮小が必要であり、デバイスの寸法の縮小にはますます小さな特徴部分のサイズが必要である。例えば、半導体ウェーハは一般に相互接続された異なる層からなり、相互接続線の幅および間隔は必然的に、ますます小さくならなければならない。
【０００３】
さまざまな物理的、化学的または機械的な問題のため、時に半導体ウェーハの不良（ｆａｉｌｕｒｅ）が生じる。例えば電気的な過大応力、汚染または摩耗によって不良が生じることがある。不良があるときには、デバイスが不良化した位置および原因を見つけ出すために解析を実行することが重要である。故障解析を実行することができるようにするためには、解析のために故障を分離し露出させるように試料を準備しなければならない。このプロセスは一般に故障分離として知られている。故障分離プロセスは、ターゲット・エリアまたは欠陥のある回路もしくは故障の領域の均一な表面で、例えば電気プロービング、アクティブまたはパッシブ電圧コントラストなどの知られている方法を使用して、実行することができる。ターゲット・エリアは一般に、不良の原因と考えられる位置である。
【０００４】
電気プロービングを使用した故障解析は一般に、プローブを移動させて試料の表面の電気回路と接触させること、および電圧または電流を印加することを含む。電気プロービングを使用した故障分離における重要な１つのプロセスは、不良を分離し解析することができるように、ターゲット・エリアまたはターゲット・エリアの近くの試料表面から材料を一度に１層ずつ除去して、それぞれの層を、知られている電圧コントラスト法によって順次検査しまたはプロービングすることができるようにすることを含む。回路の所望の電気特性を測定するために、プローブと電気回路の間の良好な電気接触またはオーム接触を提供するためには、表面を清浄かつ均一にすることが重要である。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）または他の検査方法、例えばイオン・ビーム画像化を使用して、ターゲット・エリアの検査を実行することができる。ターゲット・エリアの検査は一般に制御された環境を必要とし、この検査では、例えば真空室などの制御された環境内に試料が置かれる。
【０００５】
層単位での表面除去のプロセスは一般に表面除層と呼ばれる。知られている除層法は、時間がかかり、難しく、しばしば、故障解析を実行することが難しい試料表面を与える結果になる。ターゲット・エリアが１つまたは複数の層の下に位置すると除層はよりいっそう難しくなり、層がますます薄くなるにつれてより困難になる。
【０００６】
現在の大部分の除層法は外位置（ｅｘ−ｓｉｔｕ）でのものある。すなわち、現在の大部分の方法はＳＥＭ真空室の外で実行される。例えば、真空室内で実施される検査のために、ターゲット・エリアを研磨し、エッチングし、または他の方法で露出させることができるように、試料を真空室から取り出す。知られている表面除層法は、機械研磨、すなわち試料をすり減らすこと、湿式化学デプロセッシング（ｄｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）または乾式エッチング処理（ＲＩＥ）を含む。これらの全ての外位置法では、正確な結果を保証するために、このプロセスに含まれるあらゆるステップを非常に精密に制御する必要がある。これらの方法は一般に、全面的除層、すなわち試料表面全体から層を除去することを対象としている。さらに、除層プロセスの監視およびターゲット・エリア検査の監視には、処理のためにＳＥＭ室から別の位置へ試料を移し、次いで監視および検査のためにＳＥＭ室へ戻す、時間のかかる頻繁な移送が必要である。このプロセスは時間がかかり、信頼性の高い最終結果を生み出すためには高い技能レベルが必要である。このプロセスが所望の結果を生み出さない場合には、所望の結果が達成されるまでこのプロセスを繰り返さなければならないことがある。高い技能レベルがある場合でも、このプロセスは一般に、試料の不均一な表面を生み出し、不均一な表面は不良解析を妨害する。さらに、残存破片および／または汚染物、例えば除層プロセスで使用した研磨スラリまたは化学製品のために、このプロセスはターゲット・エリアを汚染する。
【０００７】
表面除層の知られている別の方法は、集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）を使用する。ＦＩＢ除層の１つの利点は、この方法が一般に原位置（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で、すなわち真空室内で実施され、そのため、処理のために試料を取り出し、別の位置へ運ぶ必要がないことである。一般的なＦＩＢ除層プロセスでは、集束イオン・ビームを使用してターゲット・エリアを露出させる。一般的なＦＩＢ技法は、低い電流レベルを使用して、ウェーハ表面から材料のエリアを除去する。さまざまなＦＩＢ技法が知られている。例えば、１つのＦＩＢ技法は、約１，０００ピコアンペア（ｐＡ）未満の電流を使用して、約１５ミクロン（μｍ）×１５μｍのターゲット・エリアを露出させる。このＦＩＢ技法および他のＦＩＢ技法の１つの問題は、電流レベルが低いために時間がかかることであり、約３０分程度かかることもある。さらに、ＦＩＢによる表面除層はしばしば不均一な表面を与える。不均一な表面は、プローブと電気回路の間の接触の質が十分でないためにプローブと試料表面との間の良好なオーム接触を妨げ、故障分離に必要な電気回路の所望の電気特性の測定を妨げる。例えば、ＦＩＢ除層では、試料構造体の表面がしばしば異なる材料からなり、一般に銅構造体を含む。それらのさまざまな材料は異なるミル速度（ｍｉｌｌ  ｒａｔｅ）を有し、この異なる速度が、除層された表面の不均一性の１つの原因となることがある。不均一な表面の別の原因は、銅構造体が一般に多結晶であり、一部の粒子が除去方向に配向していることである。不均一な表面が一旦作り出されると、それ以上の除層、特に固有のエッチングを停止させる層が存在しない層に対するそれ以上の除層は、表面不一致（ｓｕｒｆａｃｅ  ｎｏｎ−ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ）を悪化させる。ＦＩＢ除層に起因する望ましくない不均一な試料表面の一例が図１に示されている。除層された表面１０４を露出させた領域１０２を有する試料１００が示されている。この図では、試料１００の除層された表面１０４の深さが不均一であり、一部の電気回路は露出し、その一方で、他の回路はエッチングされて除去されているか、またはプローブが到達できないことが分かる。その結果、故障分離に対して有用でない試料が得られる。
【０００８】
例えばリソグラフィ・フォトマスク内および半導体内の欠陥の修復など、他の原位置加工物処理法も知られている。このような１つの方法が、Ｌｉｎｄｅｒ他の「Ｓｔｙｌｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ  Ｓｍａｌｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」という名称の米国特許第７，３７５，３２４号明細書に記載されている。この方法は、試料表面の上にあるタイプの欠陥を修復する。この方法では、約０．２μｍ以下の断面積を有するプローブが、試料の表面を水平に走査する。さまざまな位置でプローブを停止させ、試料表面と接触するまでプローブを下げる。プローブ・チップ（ｐｒｏｂｅ  ｔｉｐ）が停止した高さを回路によって測定する。次いで、プローブ・チップを引き上げ、別の所定の位置へ移動させ、そこで再び高さを測定する。このような一連の測定を実施して、試料の輪郭または形状を提供し、それによって欠陥の位置を特定する。欠陥の位置が特定されたら、プローブ・チップを欠陥材料と接触させ、ディザリング（ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）と呼ばれる方式で前後に動かして、欠陥材料中に小さな破砕を生じさせる。欠陥材料はばらばらの破片となる。次いで、それらの破片を試料の上面から押しのける。しかしながら、この方法および装置は、欠陥を修復する目的に使用され、故障解析のために試料表面から除層することはできない。
【０００９】
故障解析のために試料を準備する知られている先行技術の方法の問題を、時間のかかる外位置処理ステップを排除することによって解決する装置および方法が求められている。故障解析のために試料を準備する装置および方法であり、汚染および破片を生み出さない装置および方法も求められている。さらに、清浄で均一な表面を有する試料のターゲット・エリアを提供することにより、知られている原位置処理ステップの問題を持たない装置および方法も求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７，３７５，３２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、故障解析のための清浄で均一な表面を与える、試料の原位置表面除層法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体産業における試料加工物の故障分離および欠陥位置特定で使用する方法および装置を提供し、より詳細には、制御された迅速で正確な態様で試料から１つまたは複数の層を機械的に除去または剥離する方法および装置を提供する。本発明によれば、表面除層を例えば真空室などの室の中で実施して、試料のターゲット・エリアをＦＩＢ／ＳＥＭ画像化を用いて原位置で観察することができるようにすることができる。
【００１３】
好ましい一実施形態では、本発明が、多数の層を有する試料から材料層を速くかつ正確に剥離する形状に形作られた専門化された除層プローブ・チップを提供する。本発明の好ましい一実施形態によれば、除層プローブ・チップはアクチュエータに接続され、そのアクチュエータによって制御される。除層プローブ・チップを移動させて、所定の位置で試料の表面と接触させる。除層プローブ・チップを試料表面を横切って移動させるときに除層プローブ・チップに力を加えて、一度に１つの材料層を剥離し、それによって試料のその下の層を出現させて、その下の層を観察し解析することができるようにする。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、除層プローブ・チップが切削面を有し、この切削面の輪郭は、試料の切削または剥離されたそれぞれの個々のエリアの横方向の形状およびサイズが、除層プローブ・チップの切削面の横方向のサイズおよび形状によって決定されるように形作られる。除層プローブ・チップを、１回または数回、試料表面を横切って移動させ、試料表面を個別に切削して、観察および解析に必要な所定のサイズのエリアを提供することができる。
【００１５】
本発明の他の態様では、原位置表面除層が、ＦＩＢ／ＳＥＭを使用した画像化を可能にする。故障が生じたとき、不良の原因または不良が生じた試料中の位置は明確ではない。故障が生じたことが疑われるおおよその位置に除層プローブ・チップをアクチュエータによって移動させることができるように、どのタイプの故障が生じたのかに基づいて予備的な決定を実施することができる。試料上の位置に応じて、除層プローブ・チップに加えるＺ力すなわち垂直の力を変化させることができる。画像化によって、オペレータは、どれくらいの力をプローブ・チップに加えるべきかを知ることができ、そのため、例えば、表面不均一性のピーク位置により大きな力を加えることができる。
【００１６】
以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり大まかに概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の目的と同じ目的を達成するために他の構造体を変更しまたは設計するベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造体は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。
【００１７】
次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＦＩＢを使用した試料の除層された領域の画像である。
【図２】本発明に基づく原位置表面除層用の好ましいシステムを示す図である。
【図３】除層プローブ・チップの正面図である。
【図４】除層プローブ・チップの側面図である。
【図５】試料から除層している本発明の除層プローブ・チップを示す側面図である。
【図６】試料から除層している本発明の除層プローブ・チップを示す別の図である。
【図７】故障分離および解析のために試料から除層する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、電気検査を使用した不良解析を実施するための故障分離および欠陥位置特定のために試料を準備する方法および装置を提供する。より具体的には、本発明は、故障分離および欠陥位置特定のために、ＦＩＢ／ＳＥＭ画像化を使用して検査を実行することができるように、真空室内で試料から除層する方法および装置を提供する。しかしながら、他のツールを使用することもできる。本発明の方法は、室から試料を取り出すことなく実行することができる。
【００２０】
本発明は、試料から除層する外位置ステップを排除し、ＦＩＢ／ＳＥＭ室を利用して原位置で除層ステップを実施する。高いＦＩＢ／ＳＥＭ精度を使用して、除層プロセス中の任意の時点で除層を監視することができる。これは、例えば汚染、残存破片、周囲の大気にさらされることによる酸化など、従来の方法が欠点として有する外部条件または試料特性の変化に起因する通常の依存性および不確実性を排除する。
【００２１】
本発明の好ましい一実施形態は、故障分離および欠陥位置特定のために試料から除層する方法および装置を提供する。真空室内の支持体上に試料を置き、不良のおおよその位置であると考えられる試料上のターゲット・エリアを識別する。除層プローブ・チップを選択し、プログラム可能なアクチュエータに装着する。除層プローブ・チップは切削刃（ｃｕｔｔｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を有し、この切削刃は、試料表面と接触し、試料から１つまたは複数の表面層を剥離して、清浄で均一な表面を残し、それによって、故障解析のために、電気プローブが、露出した表面と接触することができるようにする。除層プローブ・チップの切削刃の形状および輪郭は、切削または剥離されたそれぞれのエリアの横方向の寸法が、除層プローブ・チップの切削刃の横方向の寸法によって画定されるよう試料から材料を除去するように形作られる。除層プローブ・チップを移動させて、ターゲット・エリアの試料表面またはターゲット・エリアの近くの試料表面と接触させ、除層プローブ・チップに、試料の第１の材料層中に切り入るのに十分なＺ力を加える。次いで、除層プローブ・チップを、切削面に対して直角な方向に前方へ移動させて、試料から材料層を剥離し、それによって、電気プローブと接触するための清浄で均一な表面を有する露出したエリアを残す。一度に１つの層を剥離するこのプロセス、または所望のサイズの領域を剥離するこのプロセスを、故障の位置が特定されたと判定されるまで繰り返すことができる。
【００２２】
図１は、本発明を実施する好ましいシステム１１０を示す。真空室１１４内に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）１１２または他の観察デバイスが提供されており、ＳＥＭ１１２または他の観察デバイスは、光軸１１６に沿って試料１１８上で焦点を結ぶ。試料１１８は一般に、異なる材料のいくつかの層を有する。試料１１８は、Ｘ、ＹおよびＺ軸方向に移動することができるステージ１２０の支持面上に置かれる。試料１１８の水平２次元制御および傾き制御を提供するため、必要ならばステージ１２０を傾けることができる。ＳＥＭデバイス１１２およびステージ１２０には、プロセスのオペレータ制御を可能にするコンピュータまたはコントローラ１２２が接続されている。故障解析のために電気プローブ・チップ１２６を移動させて、電気プローブ・チップ１２６を試料表面と接触させたり、試料表面から分離したりすることができるように、電気プローブ・チップ１２６を有する電気プローブ１２４が試料１１８の近くに配置されている。電気プローブ１２４はコンピュータ１２２に接続されており、コンピュータ１２２を介してオペレータによって制御される。除層プローブ・チップ１３０を操作するプログラム可能なアクチュエータ１２８が提供されている。アクチュエータ１２８はコンピュータ１２２に接続されており、コンピュータ１２２を介してオペレータによって制御される。除層プローブ・チップ１３０は、チャックまたはホルダ１３２内に取外し可能に装着されており、下方へ突き出て、試料１１８の上面と選択的に係合し、それによって材料層を剥離する。コンピュータ１２２には表示装置１３４が接続されており、表示装置１３４は、試料１１８の画像を含む情報をオペレータに提供する。除層プローブ・チップ１３０は、試料１１８の表面を横切って、水平のＸ方向およびＹ方向ならびに垂直のＺ方向を含むさまざまな方向に移動させることができる。表示装置１３４上でのライブＳＥＭ画像化によって、剥離プロセスの進捗を監視することができる。
【００２３】
除層プローブ・チップ１３０は下方へ延びて、５０°以下の角度で試料１１８の表面と係合することが好ましい。例えば、除層プローブ・チップ１３０は、約４５°から約５０°の範囲で試料表面と係合することができる。除層プローブ・チップ１３０が装着された後、除層プローブ・チップ１３０はいくらか移動の柔軟性が有り、除層プローブ・チップ１３０を、約＋１ｍｍまたは約−１ｍｍの限られた運動範囲内でｘ−ｙ方向に移動させることができる。より大きな運動範囲が必要な場合には、除層プローブ・チップ１３０を静止したままにし、必要ならば試料ステージ１２０を移動させることができる。
【００２４】
好ましい一実施形態では、除層プローブ・チップ１３０が、前面１３６、後面１３８および反対側に位置する側縁１４０、１４２を含む。除層プローブ・チップ１３０の近端１４４は、アクチュエータ１２８のホルダ１３２に挿入され、ホルダ１３２によって保持される。除層プローブ・チップ１３０は、直角に切られた長方形の形状を有するために、その長さに沿って均一であることが好ましい。しかしながら、必要に応じて、ホルダ１３２と一致するように近端１４４を形作ることもできる。終端１４６は直角に切られて、直線状の鋭利な切削刃１４８を形成する。切削刃１４８は、約１０μｍから約５０μｍの間の範囲の幅寸法（ｄ）を有することが好ましい。示された除層プローブ・チップ１３０は、平らな直線状の切削刃１４８を有する直角に切られた輪郭を有するが、本発明は、切削刃の他の形状および他の輪郭も企図する。例えば、プローブ軸に沿って切削刃に角度をつけて終端の片側に鋭利な刃先を形成し、または両面に沿って切削刃に角度をつけて終端の中心に鋭利な刃先を形成し、または切削刃を面取りすることもできる。除層プローブ・チップ１３０は、例えばタングステンなどの金属でできていることが好ましい。しかしながら、他の金属または材料を使用することもできる。図５および図６から分かるように、試料１１８の表面に当たるように切削刃１４８を配置し、Ｚ力を加えたときに、除層プローブ・チップ１３０を、切削刃１４８に対して直角の方向に前方へ移動させて、材料層１４９を剥離する。その結果生じる試料１１８の切削または剥離されたエリア１５０は、切削刃１４８の幅寸法（ｄ）と実質的に同じ幅寸法（ｗ）を有する。剥離されたエリア１５０の長さは可変であり、この長さは、電気プローブ１２４によって検査するのに十分な大きさのターゲット・エリアの清浄で均一な表面１５２を出現させるように、オペレータによって決定される。
【００２５】
試料表面の除層は、さまざまなステップによって実施することができる。例えば、ターゲット・エリアまたは故障が疑われる位置が比較的に確かである場合には、除層プローブ・チップ１３０を作動させて、同じ位置で一度に１つの切削または剥離を生み出し、それぞれの剥離でその下の層を露出させることができる。故障が確認されるまで、それぞれの剥離の後に電気検査を実施することができる。故障が確認されたら除層プロセスを終える。あるいは、電気検査の前にその下の層のより大きなエリアを露出させるために、それぞれの層で２回以上の切削または剥離を実施することもできる。
【００２６】
表面除層および故障分離を実行する本発明に基づく１つの方法が図７に示されている。この方法は、図２〜６に示され説明されたシステム１１０の使用を含む。始めに、真空室１１４内の可動ステージ１２０上に試料１１８を装着し、試料の画像化のため試料１１８のターゲット・エリアがビーム軸１１６と整列するように、試料１１８を整列させる。次いで、除層ステップ１６０を実施して、１つの層を除去または剥離し、それによってその下の層の清浄で均一な表面１５２を露出させることができる。除層ステップ１６０は、層ごとに単一の切削または剥離を実施すること、または、同じ層で２回以上の切削もしくは剥離を実施して、その下の層の表面のより大きなエリアを露出させることを含むことができる。次いで、電気検査ステップ１６２を実行する。このステップでは、電気プローブ・チップ１２６を移動させて、露出させた表面１５２と接触させる。試料表面に電流または電圧を印加して、ターゲット・エリアが故障の位置であるかどうかを判定する。ステップ１６４で、露出させた層に故障が見つかった場合、１６６で除層プロセスを終える。故障が見つからなかった場合には除層プロセスを繰り返す。露出させた次の表面を同じように電気的に検査し、故障が見つかった場合には除層プロセスを終える。故障が見つからない場合には除層ステップおよび電気検査ステップを繰り返し、故障が見つかったら除層プロセスを終える。
【００２７】
本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００２８】
１１０  システム
１１２  走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）
１１４  真空室
１１８  試料
１２０  ステージ
１２２  コンピュータまたはコントローラ
１３０  除層プローブ・チップ
１３４  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月30日(2015.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図２は、本発明を実施する好ましいシステム１１０を示す。真空室１１４内に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）１１２または他の観察デバイスが提供されており、ＳＥＭ１１２または他の観察デバイスは、光軸１１６に沿って試料１１８上で焦点を結ぶ。試料１１８は一般に、異なる材料のいくつかの層を有する。試料１１８は、Ｘ、ＹおよびＺ軸方向に移動することができるステージ１２０の支持面上に置かれる。試料１１８の水平２次元制御および傾き制御を提供するため、必要ならばステージ１２０を傾けることができる。ＳＥＭデバイス１１２およびステージ１２０には、プロセスのオペレータ制御を可能にするコンピュータまたはコントローラ１２２が接続されている。故障解析のために電気プローブ・チップ１２６を移動させて、電気プローブ・チップ１２６を試料表面と接触させたり、試料表面から分離したりすることができるように、電気プローブ・チップ１２６を有する電気プローブ１２４が試料１１８の近くに配置されている。電気プローブ１２４はコンピュータ１２２に接続されており、コンピュータ１２２を介してオペレータによって制御される。除層プローブ・チップ１３０を操作するプログラム可能なアクチュエータ１２８が提供されている。アクチュエータ１２８はコンピュータ１２２に接続されており、コンピュータ１２２を介してオペレータによって制御される。除層プローブ・チップ１３０は、チャックまたはホルダ１３２内に取外し可能に装着されており、下方へ突き出て、試料１１８の上面と選択的に係合し、それによって材料層を剥離する。コンピュータ１２２には表示装置１３４が接続されており、表示装置１３４は、試料１１８の画像を含む情報をオペレータに提供する。除層プローブ・チップ１３０は、試料１１８の表面を横切って、水平のＸ方向およびＹ方向ならびに垂直のＺ方向を含むさまざまな方向に移動させることができる。表示装置１３４上でのライブＳＥＭ画像化によって、剥離プロセスの進捗を監視することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障分離および欠陥位置特定のための試料の原位置除層用の装置であって、
光軸に沿ったビームを生み出す光学デバイスと、
真空室と、
表面除層のために試料を支持するために前記真空室内に設置され、前記光軸に対して可動の運動ステージと、
前記試料の表面から材料層を除去する除層プローブ・チップを有するアクチュエータと
を備える装置。
【請求項２】
前記除層プローブ・チップが、前記真空室内で表面除層を実行し、同時に前記光学デバイスによって観察されるように設置された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記除層プローブ・チップが、前記試料の表面から材料を剥離することができる切削刃を含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記切削刃が、前記試料上に剥離されたエリアを作り出し、前記剥離されたエリアが、前記除層プローブ・チップの前記切削刃によって画定された幅寸法を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記除層プローブ・チップが幅寸法を有し、前記除層プローブ・チップが、前記試料上のエリアを剥離するように形成されており、前記試料上の剥離されたエリアが、前記除層プローブ・チップの前記幅寸法に実質的に等しい幅寸法を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記除層プローブ・チップの前記切削刃が５０μｍ以下の幅寸法を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記切削刃の前記幅寸法が１０μｍから５０μｍの範囲内にある、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記除層プローブ・チップが、５０°以下の角度で前記試料の表面と接触するように、前記アクチュエータ内に装着された、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記除層プローブ・チップが、４５°から５０°の間の範囲内で前記試料の表面と接触するように、前記アクチュエータ内に装着された、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記除層プローブ・チップがタングステンでできている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学デバイスが荷電粒子ビーム・システムである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
故障分離および欠陥位置特定のための試料の原位置除層法であって、
可動ステージ上に試料を装着するステップと、
前記試料のターゲット・エリアをビーム光軸と整列させるステップと、
前記試料から材料層を剥離して、その下の層の表面を露出させるステップと、
露出させた表面を電気的に検査して、電気的不良の位置を決定するステップと、
不良が見つかった場合にはこのプロセスを停止し、または、不良の位置が特定されるまで前記剥離および前記電気検査の各ステップを継続するステップと
を含む方法において、
プローブ・チップを使用して前記試料から材料層を剥離することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記試料の前記材料層の前記エリアが、前記プローブ・チップの幅寸法によって画定された幅寸法を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記プローブ・チップが切削刃（１４８）を備え、前記プローブ・チップの前記切削刃が、５０μｍ以下の幅寸法を有するように形成された、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記プローブ・チップが、５０°以下の角度で前記試料の表面と接触する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記プローブ・チップがタングステンから形成された、請求項１２に記載の方法。
【外国語明細書】
2015143688000001.pdf
2015143688000002.pdf
2015143688000003.pdf
2015143688000004.pdf