(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面に存在する特徴のあるパターン（以下「特徴」と略記）の断面観察において、分解能を高める方法を提供する。【解決手段】基板上の特徴にコントラスト強調材料の層を塗り、さらに前記コントラスト強調材料と異なり、かつ、前記特徴と実質的に同様なミリング特性を有する第２の材料を前記コントラスト強調材料の上に塗り重ねた上で、前記基板上の特徴をミリングする。また、前記特徴の像をつくること、およびその像を保存することを含むことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法であって、
コントラスト強調材料の層を前記特徴に塗るステップと、
前記コントラスト強調材料と異なる第２の材料を前記特徴に塗り重ねるステップであって、前記第２の材料が前記特徴と実質的に同様なミリング特性を有するステップと、
前記特徴をミリングするステップとを備える方法。
【請求項２】
前記特徴が、レジスト材料を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特徴が、誘電体材料を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴が、導電性材料を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コントラスト強調材料の前記層が、約２５〜５０オングストロームの厚さを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
コントラスト強調材料の層を前記特徴に塗る前記ステップが、イオン・ビーム・ツールを使用して前記コントラスト強調材料を堆積することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記特徴に塗り重ねる前記ステップが、回転塗布機械を使用して前記第２の材料を前記特徴に塗り重ねることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記基板を約１０００ｒｐｍ以下の速度で回転させることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記特徴をミリングする前記ステップが、イオン・ビームを使用して前記特徴をミリングすることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記特徴をミリングする前記ステップが、前駆物質ガスを使用することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記特徴の像を作るステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記特徴の像を作る前記ステップが、走査型電子顕微鏡を使用して前記像を作ることを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記特徴の像を保存するステップを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法であって、
前記特徴を前記基板にパターン形成するステップであって、前記特徴が第１のレジスト材料を備えるステップと、
導電性材料の層を前記特徴に塗るステップと、
第２のレジスト材料を前記特徴に塗り重ねるステップと、
前記特徴をミリングするステップとを備える方法。
【請求項１５】
前記導電性材料が、白金を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記導電性材料が、金を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のレジスト材料及び前記第２のレジスト材料が、同じ材料を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のレジスト材料及び前記第２のレジスト材料が、実質的に同様なミリング特性を有する異なる材料を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、前記特徴の像を作るステップを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法であって、
前記特徴を前記基板にパターン形成するステップであって、前記特徴が第１の誘電体材料を備えるステップと、
導電性材料の層を前記特徴に塗るステップと、
第２の誘電体材料を前記特徴に塗り重ねるステップと、
前記特徴をミリングするステップとを備える方法。
【請求項２１】
前記導電性材料が、白金を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電性材料が、金を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の誘電体材料及び前記第２の誘電体材料が、同じ材料を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の誘電体材料及び前記第２の誘電体材料が、実質的に同様なミリング特性を有する異なる材料を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
さらに、前記特徴の像を作るステップを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法であって、
前記特徴を前記基板にパターン形成するステップであって、前記特徴が第１の導電性材料を備えるステップと、
誘電体材料の層を前記特徴に塗るステップと、
第２の導電性材料を前記特徴に塗り重ねるステップと、
前記特徴をミリングするステップとを備える方法。
【請求項２７】
前記非導電性材料が、金属酸化物を備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
さらに、前記特徴の像を作るステップを備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の導電性材料及び前記第２の導電性材料が、同じ材料を備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の導電性材料及び前記第２の導電性材料が、実質的に同様なミリング特性を有する異なる材料を備える、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、半導体デバイス製造の分野に関し、より具体的には、基板上の特徴を調べる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用されるような「パターン形成構造」という用語は、基板の目標部分に作るべきパターンに対応するパターン形成された断面を、入射放射ビームに与えるために使用することができる構造のことを言うものとして、広く解釈すべきである。また、用語「光弁」は、このような関係において使用することができる。一般に、パターンは、集積回路又は他のデバイスのような、目標部分に作られるデバイスの特定の機能層に対応する。
【０００３】
そのようなパターン形成構造の実施例は、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤアレイを含む。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、様々な混成マスクの種類はもちろんのこと、２進位相シフト、交番位相シフト及び減衰位相シフトのようなマスクの種類を含む。そのようなマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパターンに応じて、マスクに当る放射の選択的な透過（透過マスクの場合）又は反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、入射放射ビーム内の所望の位置に確実に保持することができるようになり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移動させることができるようになる。
【０００４】
プログラム可能ミラー・アレイの一実施例は、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指定されない領域は入射光を非回折光として反射する。適切なフィルタを使用して、前記の非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビームはパターン形成されるようになる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的な構造を使用して行うことができる。そのようなミラー・アレイについて、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号及び米国特許第５，５２３，１９３号からより多くの情報を収集することができる。これらの特許は、参照して本明細書に組み込む。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記の支持構造は、例えば、フレーム又はテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
【０００５】
プログラム可能ＬＣＤアレイの実施例は、米国特許第５，２２９，８７２号に与えられている。この特許は、参照して本明細書に組み込む。上記のように、この場合の支持構造は、例えば、フレーム又はテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
【０００６】
簡単にするために、本明細書の残りは、ある場所で、マスク及びマスク・テーブルを含む実施例に特に充てられる。しかし、そのような実施例で述べる一般的な原理は、上で述べたようなパターン形成構造のより広い関係の中で理解すべきである。
【０００７】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、パターン形成構造は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンの像は、放射敏感材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェハ）上の例えば１つ又は複数のダイスで構成される目標部分に形成される。一般に、単一のウェハは全体として網の目のような隣接する目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一度に１つずつ、連続的に放射を照射される。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成が使用される現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することができる。
【０００８】
一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マスク・パターンを一括して目標部分に露光することで、各目標部分が放射を照射される。そのような装置は、通常、ウェハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当るマスク・パターンを特定の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行又は逆平行に基板テーブルを走査することで、各目標部分が放射を照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号から、もっと多くの情報を収集することができる。この特許は、参照して本明細書に組み込む。
【０００９】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内の）の像が作られる。この像形成ステップの前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、及びソフト・ベークのような様々な手順を経ることができる。露光後に、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、及び形成された像の特徴の測定／検査のような他の手順を受けることができる。この手順の配列は、デバイス例えばＩＣの個々の層にパターン形成する基礎として使用される。次に、そのようなパターン形成層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された様々なプロセスを経る可能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手順又はその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。
【００１０】
最終的に、デバイスの配列が基板（ウェハ）上に存在するようになる。次に、ダイシング又は鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けることができる。そのようなプロセスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、ｂｙ  Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得ることができる。この本を参照して本明細書に組み込む。
【００１１】
簡単にするために、投影システムを以下で「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学システム、反射光学システム、及びカタディオプトリック・システムなどの様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、又は制御する部品を含むことができる。さらに、そのような部品もまた、以下で一括して又は単独で、「レンズ」と呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ装置は、２以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであることができる。そのような「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルは、並列に使用されることがあり、又は、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用しながら、１つ又は複数のテーブルで準備ステップを行うことができる。２ステージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号及び国際公開ＷＯ９８／４０７９１に記載されている。この両方を参照して、本明細書に組み込む。
【００１２】
半導体製造業者は、一般に、基板上の特徴を調べて、所望の特徴が例えば半導体デバイスの仕様と一致するかどうかを決定し、又はリソグラフィ装置を校正する。そのようにする際に、画像評価、特徴評価を行うために、また、さらに特徴のモデル化を行うためにも、特徴の断面が作られる。特徴の断面を作る従来方法は、サンプルを部分に劈開する必要がある。そのような方法は長い時間がかかり、したがって、多くの場合断面評価の結果が出るまで製造を遅らせなければならないので、高くつく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の実施例の態様は、現在の方法の不備を克服する特徴の断面を作る方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのようなものとして、本発明は、基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法を提供する。一実施例では、本方法は、コントラスト強調材料の層を特徴に塗ること、コントラスト強調材料と異なりかつ特徴と実質的に同様なミリング特性を有する第２の材料を特徴に塗り重ねること、及び特徴をミリングすることを備える。この特徴は、レジスト材料、誘電体材料、又は導電性材料であることができる。
【００１５】
他の実施例では、本方法は、第１のレジスト材料を含む特徴を基板にパターン形成すること、導電性材料の層を特徴に塗ること、第２のレジスト材料を特徴に塗り重ねること、及び特徴をミリングすることを備える。
【００１６】
さらに他の実施例では、本方法は、第１の誘電体材料を含む特徴を基板にパターン形成すること、導電性材料の層を特徴に塗ること、第２の誘電体材料を特徴に塗り重ねること、及び特徴をミリングすることを備える。
【００１７】
未だ他の実施例では、本方法は、第１の導電性材料を含む特徴を基板にパターン形成すること、誘電体材料の層を特徴に塗ること、第２の導電性材料を特徴に塗り重ねること、及び特徴をミリングすることを備える。
【００１８】
本発明の態様を図面に示すが、この図面はこの独創的な開示の一部を形成する。本発明の実施例は、以下の図面と関連して説明する。
【実施例】
【００１９】
図１はリソグラフィ投影装置１を模式的に示し、このリソグラフィ投影装置は、本発明の実施例に従って使用されるようにデバイスを製造するために使用することができる。本装置１は、放射の投影ビームＰＢ（例えば、ＥＵＶ）を供給するための放射システムＥｘ、ＩＬであって、この特定の場合には放射源ＬＡも備えるものである放射システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め構造に接続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め構造に接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、マスクＭＡの放射照射部分の像を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイで構成される）に形成するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折型システム又はカタディオプトリック・システム、又は反射型システム）とを備える。
【００２０】
ここに示すように、本装置１は、反射型（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般に、本装置は、例えば透過マスクを有する透過型であることもできる。若しくは、本装置１は、上で言及したような種類のプログラム可能ミラー・アレイのような、他の種類のパターン形成構造を使用することができる。
【００２１】
放射源ＬＡ（例えば、蓄積リング又はシンクロトロンで電子ビームの経路のまわりに設けられたアンジュレータ又はウィグラ、レーザ、水銀ランプ、プラズマ放電デバイス、その他）は、放射のビームを生成する。このビームは、直接か、又は、例えばビーム拡大器Ｅｘなどのコンディショニング構造を通り抜けた後かいずれかで、照明システム（照明装置）ＩＬに送られる。照明装置ＩＬは、ビーム内の強度分布の外側半径範囲及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整構造ＡＭを備えることができる。さらに、照明装置は、一般に、積分器ＩＮ及び集光器ＣＯのような様々な他の部品を備える。このようにして、マスクＭＡで反射されたビームＰＢは、その断面内に所望の一様性及び強度分布を持つ。
【００２２】
図１に関して留意すべきことであるが、放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置１のハウジング内にあることがあるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプの場合、そうであることが多いように）、また、放射源ＬＡがリソグラフィ投影装置１から遠く離れたところにあり、それの生成する放射ビームが装置１の中に導かれることがある（例えば、適切な方向付けミラー、光ファイバ、又は他の導波路を使用して）。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。
【００２３】
ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡで選択的に反射された後で、レンズＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに収束させる。第２の位置決め構造（及び干渉測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め構造を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、又は走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。これらのモジュールは、図１に明示的に示さない。しかし、ウェハ・ステッパ（走査ステップ式装置に対して）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アクチュエータに接続されるだけでよく、又は、固定してもよい。
【００２４】
図示の装置１は、２つの異なるモードで使用することができる。第１に、ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分ＣがビームＰＢで照射されるように、基板テーブルＷＴがｘ及び／又はｙ方向に移動される。第２に、走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じ方向又は反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４又は１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することができる。
【００２５】
エッチング、イオン打ち込み（ドーピング）、金属化、酸化、及び化学機械研磨を含むがこれらに限定されない他の知られているプロセスを使用して、基板に特徴を作ることができる。例えば、金属及び金属酸化物の特徴は、レジスト・パターンを基板に転写するエッチング・プロセスで画定することができる。
【００２６】
デバイスを製造する特定の方法に関係なく、最終製品が所望の特徴及び特性を含むことを保証するために、サンプルを日常的に評価しなければならない。すなわち、プロセスは、日常的に承認を受けなければならない。また、そのような検査を使用して、特徴のモデル化を承認し、さらに、必ずしもデバイスの回路を含まない線パターンを使用するプロセスを最適化することができる。また、考えられることであるが、検査で得られた情報を使用して、散乱測定ツールのような線測定法を構成することができる。
【００２７】
劈開の代替え方法を開発した。１つのそのような方法では、収束イオン・ビーム（「ＦＩＢ」）・ツールを使用して、一般に「ミリング」と呼ばれる方法で特徴の断面を作る。この方法は、ＦＩＢツールを使用して、特徴の断面を走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）のような高倍率顕微鏡で見ることができるように、デバイスに穴又は溝を掘る。特徴は小さく、時にはＳＥＭで識別するのが難しいので、ミリングの前に、ＦＩＢツール又は別個のスパッタ・ツールを使用して、対象の特徴をコントラスト強調材料の薄い層で局部的に覆うことができる。被膜は、特徴の輪郭を識別することができる程度にコントラストをつける。ＳＥＭを使用して、適切な解析を完成できるように特徴の画像を作りかつ保存することができる。
【００２８】
都合の悪いことに、当技術分野で知られているミリング・プロセスでは、全ての材料ではっきりした又はシャープな断面が得られるとは限らない。それは、異なる材料の界面でのＦＩＢミリングには、特徴の変形が付きものであるからである。したがって、特徴と空隙の界面及び、特徴と特徴の表面に付けられた非類似材料との界面にゆがみがある。その結果として、図９（関連技術）に示すように、特徴９６の上部９０、下部９２、及び縁部９４は明瞭でない。特徴は大きさが減少し、ピッチが大きくなるので、問題は非常に明らかである。
【００２９】
ウェハ上の特徴は次第にいっそう小さくなるので、イオン・ビームで変形される特徴の面積は、特徴全体のいっそう大きな割合を占めるようになる。したがって、特徴の断面を作る方法は、正確な評価を行うことができるように特徴の変形を最小限にしなければならない。
【００３０】
図２は、少なくとも１つの特徴の断面を作る方法についての本発明の少なくとも１つの実施例を示す流れ図である。図２は、２０２で始まる方法２００を示す。２０４で、例えばウェハＷを含むかもしれない基板に、少なくとも１つの特徴をパターン形成する。特徴は、レジスト材料、誘電体材料、又は導電性材料を含むことができるが、これらに限定されない。当技術分野で知られている装置を使用して、基板にパターン形成することができる。図３は特徴を有する基板の一部の断面を示す。
【００３１】
図２に戻って、２０６で、少なくとも１つの特徴に、コントラスト強調材料の層を塗る。図４は、このプロセスの結果を示し、コントラスト強調材料１４の層で覆われた特徴１２を示している。図４に示すように、堆積されたコントラスト強調材料１４は好ましくは共形的である。すなわち、コントラスト強調材料１４は、パターン形成された特徴１２の形に従っている。これで、特徴１２の輪郭すなわちプロファイルが作られる。コントラスト強調材料１４は、以下で説明するように、本方法で後で使用することができる走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）の画像コントラストを改善する。収束イオン・ビーム（「ＦＩＢ」）・ツールのような知られている設計のイオン・ビーム・ツールを使用して、コントラスト強調材料１４を特徴１２に塗ることができる。若しくは、知られている設計の別個のスパッタ・ツール又は他の堆積デバイスを使用して、コントラスト強調材料１４を特徴１２に塗ることができる。
【００３２】
レジスト又は誘電体材料の層を撮像する場合、特にＳＥＭを使用するとき、金属のような導体が一般に良好なコントラストを与える。例えば、特徴１２がレジスト材料を含むとき、コントラスト強調材料１４は、白金又は金又はコントラストを高める任意の他の材料であることができる。同様に、金属の特徴又は導電性の特徴を撮像するとき、酸化物又は他の誘電体が望ましいかもしれない。コントラスト強調材料１４の層は、一般に、約２５オングストロームから約５０オングストロームの厚さを含む。これによって、ＳＥＭで検出するのに十分に厚いが、必要以上の出費又は問題を起こすほどに厚すぎない層が実現される。例えば、当業者は認めるであろうが、コントラスト強調材料の層が厚すぎると、特徴の結果として得られる輪郭又はプロファイルの有効性が減少する。また、コントラスト強調層が厚すぎる場合、この層はミリング・プロセスに悪影響を及ぼす可能性がある。
【００３３】
図２に戻って、本方法は２０８に進み、ここで、コントラスト強調材料と異なる第２の材料が特徴に塗り重ねられる。第２の材料は、特徴自体と実質的に同様なミリング特性を有すべきである。特徴に塗り重ねるために使用される第２の材料は、特徴を作るために使用されたのと同じ材料か、又は異なる材料の界面のために作られる変形が最小限になるように同様なミリング特性を有する任意の材料であることができる。好ましくは、第２の材料は、特徴を作るために使用された材料と同じである。例えば、特徴がレジスト材料を含む場合、第２の材料は、好ましくは、同じレジスト材料か、又は実質的に同様なミリング特性を有する材料を含む。
【００３４】
図５に示すように、特徴１２に存在する空隙を満たし、かつコントラスト強調材料１４を覆うように、十分な材料を堆積すべきである。特徴１２に塗り重ねるために、回転塗布プロセスを使用することができる。第２の材料１６は、基板の目標領域に存在する空隙を満たすように塗布し、それによって、一様な被膜を作るべきであるので、回転塗布機は、場合によっては、比較的低速で動作させることができる。適切な速度は、使用される第２の材料１６に依存するが、一般に、約１０００ｒｐｍ未満である。当業者は認めることであろうが、最適速度は第２の材料１６の粘度に依存する。第２の材料１６を特徴１２に塗り重ねるためにウェハ・トラックを使用できると考えられる。当業者は認めるであろうように、任意の材料堆積プロセスを使用して、基板にパターン形成された特徴に一様に塗ることができる。
【００３５】
図２に戻って、２１０で、次に断面を作るように特徴をミリングする。イオン・ビーム・ツールを使用して、特徴に穴か溝かどちらかをミリングすることができる。これによって、特徴の断面が作られる。当業者は認めることであろうが、ミリング中に前駆物質ガスを使用して、有機材料の選択性を高めることができる。これによって、ミリング・プロセスは、前駆物質ガスの無いミリングと比べて、より速く進行するようになる。
【００３６】
図２において、２１２で、例えばＳＥＭを使用して、特徴の画像を作ることができる。また、２１４で、この画像をさらなる解析を行うために保存することもできる。本方法は２１６で終了する。
【００３７】
「実施例」
次の実施例は、図２の本方法２００の少なくとも一実施例の実例となるように意図され、決して制限するように意図されていない。
【００３８】
２０４で、装置１を使用して、ウェハＷに所望の厚さの底部反射防止被膜（「ＢＡＲＣ」）を塗る。それから、ＢＡＲＣ被覆ウェハをベーキングする。さらに、ＢＡＲＣ被覆ウェハに、所望の厚さのレジスト材料を塗り、そしてベーキングする。次に、装置１のステッパ／スキャナ部分及びマスクＭＡを使用して、ウェハを露光する。化学増幅型レジストの場合、露光されたウェハをベーキングし、それから現像する。
【００３９】
２０６で、現像されたウェハを２ビーム・システムに装填する。この２ビーム・システムは白金をウェハに塗る機能を有する。ウェハは、約５２度まで傾けられ、２ビーム・システム内のイオン・コラムに対して垂直になる。作業者が、塗るべきウェハの領域を位置決めし、座標が保存される。白金噴射装置をシステムに挿入し、それから開く。１０００ｐＡ及び倍率２ｋに設定されたイオン・ビームが約４０秒間オンになる。イオン・ビームがオフになった後で、白金噴射装置を引っ込め、ウェハを２ビーム・システムから取り出す。
【００４０】
２０８で、装置１又はウェハ・トラックを含む任意のデバイスにウェハを再び装填する。それから、２０４で使用された同じレジスト又はＢＡＲＣ材料をウェハに塗る。ウェハ・トラックは、対象の特徴の間に空隙が存在しないようなやり方で、約６００ｒｐｍの低い回転速度で動作させる。当業者は認めるであろうように、最適回転速度は材料で変化する。それから、ウェハをベーキングすることができるが、当業者は認めるであろうように、プロセスのこの時点でウェハをベーキングすることは必須ではない。それから、ウェハを装置１から取り出す。
【００４１】
２１０で、ウェハを２ビーム・システムに再び装填する。ウェハは、いったん２ビーム・システムに装填されると、約５２度に傾けられ、そしてユーセントリック（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ）高さが設定される。イオン・ビームは、約２０ｐＡ未満のミリング電流に設定される。当業者は認めることであろうが、適切なミリング電流は基板に大きく依存する。イオン・ビームを電子ビームと位置合わせし、電子ビームを用いて対象の特徴を位置づけする。イオン・ビームをミリング倍率に設定する。前駆物質ガス噴射装置を２ビーム・システムに挿入する。それから、イオン・ビームで高速画像走査を行い、そして作業者がミリング方法を選択する。それから、ミリング・ウィンドウを描画し、ミリング・シーケンスが始まる。作業者は、許容可能な断面表面が作られるまで、高速画像走査を繰り返し、ミリング方法を選択し、ミリング・ウィンドウを描画し、そして別のミリング・シーケンスを始めることを選ぶことができる。
【００４２】
許容可能な断面表面が作られると直ちに、２１２で、２ビーム・システムを電子ビーム機能に切り換える。所望の倍率を設定し、必要であれば、作業者は焦点及び収差を調節することができる。電子ビームを使用して、所望の分解能及び走査速度で断面を走査して画像にする。２１４で、２ビーム・システムを使用して、この画像を保存する。
【００４３】
図６は、結果として得られた画像１８の例を示す。図６に示すように、特徴２４の高部２０及び低部２２は、はっきりと確認できる。また、特徴２４中のアンダーカットのような不規則２６をはっきりと識別することができる。
【００４４】
図７は、本発明の少なくとも１つの他の実施例を示す流れ図である。ウェハＷのような基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法は、全体的に７００で示す。この方法７００は７０２で始まる。７０４で、誘電体材料を含んだ特徴を基板にパターン形成する。当技術分野で知られている任意の装置を使用して基板にパターン形成することができる。７０６で、検査のために選ばれた目標部分内の特徴に、導電性材料の層を塗る。イオン・ビーム・ツールを使用して、特徴に塗ることができる。導電性材料は、好ましくは、白金又は金であるが、被覆された特徴をＳＥＭで見たときコントラストを与える任意の導電性材料であってもよい。７０８で、特徴に第２の誘電体材料を塗り重ねる。好ましくは、７０８で使用される第２の誘電体材料は、特徴と同様なミリング特性を有する。考えられることであるが、第２の誘電体材料は、特徴を作るために使用された同じ材料であってもよい。それから、７１０で、イオン・ビーム・ツールを用いて特徴をミリングする。７１２で、特徴の画像を作る。この画像は好ましくはＳＥＭで作られるが、任意の適切な顕微鏡又は画像向上デバイスを使用することができる。後で画像のさらなる解析を完成することができるように、７１４で、画像を保存することができる。本方法は７１６で終了する。
【００４５】
図８は、本発明の少なくとも１つのさらに他の実施例を示す流れ図である。基板上にある少なくとも１つの特徴の断面を作る方法は、全体的に８００で示す。この方法８００は８０２で始まる。８０４で、導電性材料で構成される特徴を基板にパターン形成する。当技術分野で知られている任意の装置を使用して基板にパターン形成することができる。８０６で、検査のために選ばれた目標部分内の特徴に、誘電体材料の層を塗る。イオン・ビーム・ツールを使用して、このステップを行うことができる。誘電体材料は、好ましくは、金属酸化物であるが、被覆された特徴をＳＥＭで見たときコントラストを与える任意の誘電体材料であってもよい。８０８で、基板に第２の導電性材料を塗り重ねる。好ましくは、８０８で使用される第２の導電性材料は、特徴と同様なミリング特性を有する。考えられることであるが、第２の導電性材料は、特徴を作るために使用された同じ材料であってもよい。それから、８１０で、特徴をミリングする。好ましくは、イオン・ビーム・ツールを使用して、特徴をミリングする。８１２で、特徴の画像を作ることができる。この画像は好ましくはＳＥＭで作られる。後で画像のさらなる解析を完成することができるように、８１４で、画像を保存することができる。本方法８００は８１６で終了する。
【００４６】
本発明の前述の実施例の一態様は、特徴をミリングするために使用されるイオン・ビームがミリング中に特徴を変形させないことである。このことは、特徴のサイズが小さくなるにつれて、特に特徴のサイズが約１８０ナノメートル未満であるとき重要である。
【００４７】
本発明の実施例を示しまた説明したが、これらの実施例は、どの点においても制限するように意図されていない。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の全ての変形物及び修正物を含むように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の少なくとも１つの実施例の方法に付される半導体デバイスを製造するために使用されるリソグラフィ投影装置を示す概略図である。
【図２】デバイスの特徴の断面を作る本発明の方法の少なくとも１つの実施例を示す流れ図である。
【図３】本発明の少なくとも１つの実施例に従ってウェハ上にパターン形成された後の少なくとも１つの特徴の断面を示す概略図である。
【図４】本発明の少なくとも１つの実施例に従ってコントラスト強調材料の層を塗られた後の図３に示す特徴の断面を示す概略図である。
【図５】本発明の少なくとも１つの実施例に従って特徴と同様なミリング特性を有する材料を塗り重ねられた後の図４に示す特徴の断面を示す概略図である。
【図６】本発明の少なくとも１つの実施例に従って特徴の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。
【図７】デバイスの特徴の断面を作る本発明の他の方法の少なくとも１つの実施例を示す流れ図である。
【図８】デバイスの特徴の断面を作る本発明のさらに他の方法の少なくとも１つの実施例を示す流れ図である。
【図９】関連技術の方法で用意された特徴の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である（関連技術）。
【符号の説明】
【００４９】
１２  特徴
１４  コントラスト強調材料
１６  第２の材料
【図１】
2005164573.tif 000003
【図２】
2005164573.tif 000004
【図３】
2005164573.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005164573.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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