KR20230058475A - 유사한 인접 물질들에 대한 종료점 검출 - Google Patents

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Abstract

샘플의 영역을 평가하는 방법으로서, 샘플은 제1 하위영역 및 제1 하위영역에 인접한 제2 하위영역을 포함하고, 영역은 제1 및 제2 하위영역들 양쪽 모두를 통해 연장되는 수직 적층된 이중 층들의 복수의 세트들을 포함하고, 제1 하위영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향은 제2 영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향과 상이하고, 이는, 제1 밀링 속도를 갖는 제1 하위영역 및 제1 밀링 속도와 상이한 제2 밀링 속도를 갖는 제2 하위영역을 초래하고, 방법은: 집속 이온 빔을 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 영역을 밀링하는 단계 - 각각의 반복에 대해, 집속 이온 빔이 제1 하위영역 및 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -; 밀링 동안, 생성된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하는 단계 - 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -; 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하는 단계; 및 결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하는 단계를 포함한다.

Description

유사한 인접 물질들에 대한 종료점 검출
본 출원은 2020년 9월 3일자로 출원된 미국 출원 번호 17/011,955에 대해 우선권을 주장한다. 상기 출원의 개시내용은 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
전자 물질들 및 그러한 물질들을 전자 구조로 제조하기 위한 프로세스들의 연구에서, 고장 분석 및 디바이스 검증의 목적들을 위해 전자 구조의 샘플이 현미경 검사에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상부에 형성된 하나 이상의 전자 구조를 포함하는 규소 웨이퍼와 같은 샘플은 웨이퍼 상에 형성된 구조들의 특정한 특성들을 연구하기 위해 집속 이온 빔(FIB)으로 밀링되고 분석될 수 있다.
많은 현대의 전자 구조들은 구조의 하나 이상의 부분에 많은 상이한 교번하는 물질 층들을 포함한다. 다수의 층들로 형성된 샘플 상의 구조의 특성들을 분석하거나 연구하기 위해 하나 이상의 선택된 층을 제거하는 것은 층제거(delayering)로 알려져 있고, FIB 툴로 행해질 수 있다. 층제거 프로세스가 수행됨에 따라, 밀링된 물질로부터의 2차 전자들 및 2차 이온들이 생성된다. 2차 전자들 및 2차 이온들은, 밀링된 층들 및 구조의 특성들을 분석하기 위해 검출될 수 있다.
일부 경우들에서, 샘플의 물질의 상이한 층들 사이에 계면을 신뢰가능하게 위치시키는 것이 중요하다. 예를 들어, 샘플 내에 깊게 매립된 피쳐 또는 다른 층을 이미징하기 위해 샘플의 하나 이상의 층을 통해 홀을 완전히 밀링하는 것이 중요할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 밀링되는 물질에 의존하는 하나 이상의 신호, 예컨대, 2차 전자 산출량, 2차 이온 플럭스 등을 평가하는 종료점 검출 기법들이 채용될 수 있다. 예를 들어, 밀링될 때 상이한 개수의 전자들을 산출하는 교번하는 물질 층들이 반도체 웨이퍼 위에 증착될 때, 다양한 검출 기법들, 예컨대, 종료점 검출 또는 비행 시간 2차 이온 질량 분광측정(TOF-SIMS)이, 어느 물질 층이 현재 밀링되고 있는지를 결정하기 위해, 2차 전자 산출량을 나타내는 신호를 모니터링할 수 있다. 그 다음, 샘플을 제조하는 데 사용되는 제조 프로세스를 아는 것은, 평가 툴이, 물질(A)의 층이 관통 밀링되고 밀링 프로세스가, 상이한 물질인 물질(B)의 층에 도달하는 때를 결정하는 것을 허용한다.
그러나, 밀링되고 있는 샘플의 영역이, 상이한 밀링 속도들을 갖는 2개 이상의 인접 영역들을 포함할 때, 어느 한 영역의 밀링 깊이를 정밀하게 결정하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 일부 밀링 프로세스들에서의 종료점 검출의 개선된 방법들이 바람직하다.
본 개시내용의 실시예들은, 거의 상이한 밀링 속도들(유사하지만 동일하지 않은 밀링 속도들을 포함함)을 갖는 기판의 물질들 또는 영역들을 층제거하면서 정밀한 종료점 검출을 가능하게 하는 기법들에 관한 것이다. 일부 실시예들은, 밀링된 영역의 총 영역에 대한 평균 밀링된 깊이를 추정하는 대신에, 2개의 별개의 영역들의 밀링 깊이가, 별개의 영역들이, 상이한 밀링 속도들을 갖더라도, 실시간으로 정확하게 추정되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 밀링 속도들을 완전히 동일시하기 위한 방법을 구현할 필요 없이, 정밀한 종료점 검출로, 상이한 밀링 속도들을 갖는 샘플의 인접 영역들을 층제거하는 것을 가능하게 하는 데 실시예들이 채용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 샘플의 영역을 평가하는 방법이 제공된다. 샘플은 제1 하위영역 및 제1 하위영역에 인접한 제2 하위영역을 포함할 수 있고, 영역은 제1 및 제2 하위영역들 양쪽 모두를 통해 연장되는 수직 적층된 이중 층들의 복수의 세트들을 포함할 수 있고, 제1 하위영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향은 제2 영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향과 상이하고, 이는, 제1 밀링 속도를 갖는 제1 하위영역 및 제1 밀링 속도와 상이한 제2 밀링 속도를 갖는 제2 하위영역을 초래한다. 방법은: 집속 이온 빔을 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 영역을 밀링하는 단계 - 각각의 반복에 대해, 집속 이온 빔이 제1 하위영역 및 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -; 밀링 동안, 생성된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하는 단계 - 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -; 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하는 단계; 및 결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 위에서 설명된 것과 같은 샘플을 평가하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은: 진공 챔버; 샘플 평가 프로세스 동안 샘플을 진공 챔버 내에 유지하도록 구성된 샘플 지지부; 제2 하전 입자 빔을 진공 챔버 내로 지향시키도록 구성된 집속 이온 빔(FIB) 컬럼; 및 프로세서 및 프로세서에 결합된 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 복수의 컴퓨터 판독가능 명령어들을 포함할 수 있고, 이 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때 시스템으로 하여금: 집속 이온 빔을 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 영역을 밀링하고 - 각각의 반복에 대해, 집속 이온 빔이 제1 하위영역 및 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -; 밀링 동안, 생성된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하고; 검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하고 - 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -; 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하고; 결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하게 한다.
또 추가적인 실시예들은 명령어들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리에 관한 것으로, 명령어들은: 집속 이온 빔을 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 영역을 밀링하는 단계 - 각각의 반복에 대해, 집속 이온 빔이 제1 하위영역 및 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -; 밀링 동안, 생성된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하는 단계 - 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -; 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하는 단계; 및 결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하는 단계에 의해, 위에서 설명된 샘플과 같은 샘플의 영역을 평가하기 위한 것이다.
본원에 설명된 실시예들의 다양한 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 하위영역들 중 적어도 하나에서의 미리 결정된 깊이에 도달할 때 층제거 프로세스를 정지한다. 결정된 제1 및 제2 주파수들에 추가하여, 층들의 알려진 두께 및/또는 밀링 시간에 기초하여 제1 및 제2 하위영역들에서의 밀링 깊이를 추정한다. 밀링 동안, 검출하는 단계는 생성된 2차 전자들을 검출할 수 있고, 생성하는 단계는 실시간으로, 검출된 2차 전자들로부터 종료점 검출 신호를 생성할 수 있다. 제1 하위영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상은 제2 영역의 수직 적층된 이중 층들의 기하형상과 상이할 수 있다. 복수의 비아들이 제1 하위영역에 형성될 수 있고, 제2 하위영역에는 그러한 비아들이 없을 수 있다.
본 개시내용의 본질 및 장점들을 더 잘 이해하기 위해, 다음의 설명 및 첨부 도면들이 참조되어야 한다. 그러나, 도면들 각각은 예시의 목적으로만 제공되며, 본 개시내용의 범위의 제한들의 의미로 의도되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 일반적인 규칙으로서, 그리고 설명으로부터 달리 명백하지 않은 한, 상이한 도면들에서의 요소들이, 동일한 참조 번호들을 사용하는 경우, 요소들은 일반적으로, 기능 또는 목적이 동일하거나 적어도 유사하다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 샘플 집속 이온 빔(FIB) 평가 시스템의 간략화된 도면이고;
도 2a는 유사하지만 상이한 밀링 속도들을 갖는 제1 및 제2 하위영역들을 포함하는 영역이 형성된 샘플의 간략화된 도면이고;
도 2b는 알려진 방법들에 따른, 도 2a에 도시된 샘플의 부분을 층제거하는 데 사용되는 이온 빔 주사 패턴의 간략화된 도면이고;
도 2c는 도 2b에 도시된 주사 패턴을 사용하여 샘플의 부분이 층제거된 이후의, 도 1a에 도시된 샘플의 간략화된 단면도이고;
도 3a는 일부 실시예들에 따른, 웨이퍼 상에 형성된 2가지 상이한 물질들의 다수의 교번하는 층들을 갖는 샘플의 간략화된 단면도이고;
도 3b는 도 3a에 도시된 샘플의 간략화된 평면도이고;
도 4a는 일부 실시예들에 따른, 도 3a 및 3b에 도시된 샘플의 부분을 층제거하는 데 사용되는 이온 빔 주사 패턴의 간략화된 도면이고;
도 4b는 일부 실시예들에 따른, 층제거 프로세스를 겪은 후의, 도 3a 및 3b에 도시된 샘플의 간략화된 단면도이고;
도 5는 일부 실시예들에 따른, 층제거된 샘플의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이고;
도 6은 일부 실시예들에 따른, 종료점 검출 신호의 고속 진동 분석을 예시하는 그래프이고;
도 7은 일부 실시예들에 따른, 종료점 검출 신호의 저속 진동 분석을 예시하는 그래프이고;
도 8은 일부 실시예들에 따른, 층제거될 수 있는, 반도체 웨이퍼 상의 영역의 간략화된 도면이다.
본 개시내용의 실시예들은, 상이한 하위영역들이, 상이한 밀링 속도들을 갖는 2개 이상의 인접한 하위영역들에 교번하는 층들의 다수의 세트들을 포함하는 샘플의 영역을 층제거할 수 있다. 일부 실시예들은, 그러한 인접하지만 별개인 하위영역들의 밀링 깊이가, 밀링된 영역의 총 영역에 대한 평균 밀링된 깊이를 추정하는 대신에 실시간으로 정확하게 추정되는 것을 가능하게 한다.
예시적인 집속 이온 빔(FIB) 평가 툴
본 개시내용을 더 잘 이해하고 알기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 집속 이온 빔(FIB) 평가 시스템(100)의 간략화된 개략도인 도 1을 먼저 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은, 다른 요소들 중에서도, 집속 이온 빔(FIB) 컬럼(110), 샘플 지지 요소(140) 및 2차 전자 검출기(150)(또는 일부 실시예들에서는, 병렬로 작동하는 2개의 검출기들의 조합 또는 2차 이온 검출기)를 포함할 수 있다. FIB 컬럼(110)은 샘플을 밀링하거나 다른 방식으로 처리하기 위해, 하전 입자 빔(120)을 생성하고 입자 빔을 샘플(130)(본원에서 때때로 "물체" 또는 "시편"으로 지칭됨) 쪽으로 지향시키도록 작동가능하다. 샘플, 예를 들어, 반도체 웨이퍼는 진공 챔버(105) 내의 지지 요소(140) 상에 지지될 수 있다.
FIB 컬럼(110)은, 단면을 형성하고, 원하는 경우, 또한 단면을 매끄럽게 하기 위해, 하전 입자 빔(120)으로 샘플을 조사함으로써 샘플(130)을 밀링(예를 들어, 리세스를 드릴링)할 수 있다. FIB 밀링 프로세스는 전형적으로, 시편을 진공 환경에 위치시키고 이온들의 집속 빔을 시편을 향해 방출하여 시편 상의 물질을 식각하거나 밀링제거함으로써 작동한다. 일부 경우들에서, 진공 환경은 식각 속도 및 품질을 제어하는 것을 돕거나 물질 증착을 제어하는 것을 돕는 역할을 하는 배경 가스들의 제어된 농도에 의해 퍼징될 수 있다. 가속된 이온들이 크세논, 갈륨 또는 다른 적절한 원소들로부터 생성될 수 있고, 전형적으로, 500 볼트 내지 100,000 볼트의 범위, 더 전형적으로, 3,000 볼트 내지 30,000 볼트의 범위에 속하는 전압들에 의해 시편을 향해 가속된다. 빔 전류는 전형적으로, FIB 기기 구성 및 응용에 따라, 수 피코 암페어 내지 수 마이크로 암페어의 범위에 있고, 압력은 전형적으로, 시스템의 상이한 부분들에서 그리고 상이한 작동 모드들에서 10-10 내지 10-5 mbar로 제어된다.
층제거 프로세스는: (i) 샘플로부터 물질의 특정 두께를 제거하기 위해 밀링되어야 하는 관심 위치를 찾는 단계, (ii) 샘플이 FIB 유닛의 시야 아래에 위치되도록 샘플을 (예를 들어, 기계적 지지 요소에 의해) 이동시키는 단계, 및 (iii) 관심 위치의 물질의 원하는 양을 제거하기 위해 샘플을 밀링하는 단계에 의해 행해질 수 있다. 층제거 프로세스는 샘플에 리세스(일반적으로, 측방향 치수들이 수 미크론 내지 수백 미크론 크기임)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
밀링 프로세스는 전형적으로, 하전 입자 빔을 이미징되거나 밀링되고 있는 샘플의 특정 영역에 걸쳐 전후로(예를 들어, 래스터 또는 다른 주사 패턴으로) 주사하는 단계를 포함한다. 하전 입자 컬럼에 결합된 하나 이상의 렌즈(도시되지 않음)는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같은 주사 패턴을 구현할 수 있다. 주사되는 영역은 전형적으로, 샘플의 전체 영역의 매우 작은 부분이다. 예를 들어, 샘플은 200 또는 300 mm의 직경을 갖는 반도체 웨이퍼일 수 있는 한편, 웨이퍼 상의 주사되는 각각의 영역은 수 미크론 또는 수십 미크론으로 측정되는 폭 및/또는 길이를 갖는 직사각형 영역일 수 있다. 밀링되는 영역에 걸쳐 이온 빔이 주사되는 각각의 반복(또는 프레임)은 전형적으로, 마이크로초 단위로 측정되고, 홀을 원하는 깊이까지 식각하기 위해 주사 패턴이 수천 또는 심지어 수백만 회 반복되도록, 매우 적은 양의 물질(예를 들어, 낮은 i-프로브(예를 들어, 10 pA)를 사용하여 0.01 원자 층만큼 적게 또는 높은 i-프로브(예를 들어, 1000 nA)를 사용하여 1000 원자 층만큼)을 제거한다.
밀링 작동 동안, FIB 컬럼(110)에 의해 생성된 하전 입자 빔(120)은 샘플(130)에 충돌하기 전에, 진공 챔버(105) 내에 형성된 진공 환경을 통해 전파된다. 2차 전자들 및 이온들(125)은 이온들과 샘플의 충돌 시에 생성되고 검출기(150)에 의해 검출된다. 검출된 2차 전자들 또는 이온들은, 밀링된 층들 및 구조의 특성들을 분석하는 데 사용될 수 있고/거나 밀링 프로세스의 종료점을 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 1에 도시되지 않았지만, FIB 평가 시스템(100)은, 다른 구성요소들 중에서도, 프로세스 가스들을 챔버(105)에 전달하기 위한 하나 이상의 가스 노즐, 챔버(105) 내의 압력을 제어하기 위한 진공 및 다른 밸브들, 및 하전 입자 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 렌즈를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 추가적인 구성요소들을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 또한, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같은 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 메모리에 저장된 컴퓨터 명령어들을 실행함으로써 시스템(100)의 작동을 제어하는, 하나 이상의 제어기, 프로세서, 또는 다른 하드웨어 유닛들을 포함할 수 있다. 예로서, 컴퓨터 판독가능 메모리들은 고체 상태 메모리(예컨대, 프로그램가능, 플래시 업데이트가능 및/또는 그와 유사한 것일 수 있는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및/또는 판독 전용 메모리(ROM)), 디스크 드라이브, 광학 저장 디바이스 또는 유사한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들을 포함할 수 있다.
종료점 검출 난제들
시스템(100)은, 샘플의 영역을 층제거하거나 다른 방식으로 밀링하고, 밀링된 영역이, 상이한 밀링 속도들을 갖는 2개 이상의 하위영역들을 가질 때에도, 원하는 깊이에서 밀링 프로세스를 정확하게 정지시키기 위해 본원에 개시된 기법들에 따라 사용될 수 있는 평가 시스템의 일 예이다. 그러한 상황들에서, 예를 들어, 층제거되고 있는 샘플의 영역이, 대부분 동일한 물질로 이루어지고 따라서 유사하지만 상이한 밀링 속도들(예를 들어, 일부 경우들에서는 서로의 20% 이내이고 다른 경우들에서는 서로의 10% 이내인 밀링 속도들)을 나타내는 2개 이상의 상이한 하위영역들을 갖는 경우, 임의의 주어진 시간에 샘플이 밀링된 깊이를 정확하게 결정하기 위해 이전에 알려진 종료점 검출 기법들을 사용하는 것은 어려울 수 있다. 예시를 위해, 샘플(200)의 간략화된 평면도인 도 2a를 참조한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 예로서 반도체 웨이퍼일 수 있는 샘플(200)은 밀링될 영역(210)(때때로 "프레임"으로 지칭됨)을 포함한다. 영역(210)은, 주로 유사한 물질을 포함하지만 상이한 밀링 속도들을 갖는 2개의 하위영역들(210a 및 210b)을 포함한다. 예를 들어, 영역들(210a, 210b) 각각은 2가지 또는 상이한 물질들의 동일한 교번하는 수직 적층된 층들의 다수의 세트들을 포함할 수 있지만, 영역(210a)의 밀링 속도는 영역(210b)의 밀링 속도보다 약간 더 빠르거나 약간 더 느릴 수 있다. 일부 경우들에서, 심지어 2개의 하위영역들이, 주로 유사한 물질을 포함하더라도, 예를 들어, 하위영역(210b)의 기하형상과 상이한 기하형상을 갖는 하위영역(210a)에 의해, 상이한 밀링 속도들이 야기될 수 있다. 다른 경우들에서, 상이한 밀링 속도들은, 예를 들어, 하위영역(210b)과 상이한 결정 방향을 갖는 하위영역(210a), 또는 2개의 영역들에서의 상이한 기하형상들 및 상이한 결정 방향들 양쪽 모두의 조합에 의해 야기될 수 있다.
상이한 밀링 속도들에 대한 이유와 관계없이, 일부 밀링 프로세스들에서, 집속 이온 빔을 특정(및 일정한) 빔 속도 또는 주사 속도로 영역 전체에 걸쳐 주사함으로써 영역(210)을 밀링하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2b는, 도 2a에 도시된 샘플(200)을 층제거하는 데 사용될 수 있는 예시적인 주사 패턴(220)을 도시한다. 주사 패턴(220)은 하위영역(210a) 및 하위영역(210b) 모두를 포함하는 영역(210) 전체를, 일정한 속도 또는 주사 속도로 단일의 연속적으로 주사되는 빔으로 그리고 밀링 프로세스의 다른 파라미터들(예를 들어, 빔 폭, 빔 강도 등)이 일정하게 유지되는 상태로 횡단한다. 결과적으로, 밀링 프로세스가 진행됨에 따라(예를 들어, 이온 빔이 영역(210)에 걸쳐 수천 회 또는 심지어 수백만 회 주사된 후에), 영역(210)은, 더 빠른 밀링 속도를 갖는 하위영역(210a 또는 210b)이, 더 느린 밀링 속도를 갖는 다른 하위영역보다 더 깊게 밀링되는 불균일한 프로파일을 나타낼 것이다.
도 2c는, 영역(210a)이 영역(210b)보다 더 빠른 밀링 속도를 갖는, 도 2a에 도시된 샘플(200)의 간략화된 단면도이다. 도 2c는, 샘플의 부분이, 도 2b에 도시되고 그와 관련하여 논의된 주사 패턴을 사용하여 층제거된 후의 샘플(200)을 도시한다. 2개의 밀링된 영역들(210a, 210b) 사이의 밀링된 깊이의 차이는 Δh로서 도시된다. 영역들(210a, 210b)이, 상이한 속도들로 밀링되지만 유사한 물질들을 여전히 포함하기 때문에, 종래의 종료점 검출 기법들을 사용하여 밀링 프로세스에서 임의의 주어진 시간에 별개의 영역들(210a, 210b) 각각에서 샘플이 밀링된 정확한 깊이를 아는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 하위영역들 사이의 상이한 밀링 속도들로 인해, 하위영역(210b)과 비교하여 하위영역(210a)에서 물질들의 더 많은 층들이 제거될 수 있고, 이는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 하위영역(210a)의 밀링된 부분이 하위영역(210b)의 밀링된 부분보다 더 깊은 것을 초래한다. 인접한 하위영역들을 구별하기 위한 해상도는 대략 빔 스폿 크기일 수 있다. 밀링 빔의 크기(예를 들어, 일부 경우들에서 수백 나노미터) 때문에, 검출기(150)는 하위영역(210a)을 밀링하는 것으로부터 생성된 2차 전자들을, 하위영역(210b)을 밀링하는 것으로부터 생성된 전자들과 구분할 수 없다. 따라서, 2차 전자 계수는, 그러한 상황들에서 정확한 종료점 검출 신호로서 사용될 수 없다.
본 개시내용의 실시예들에 따른, 이중 층들에 대한 종료점 검출
본 개시내용의 실시예들은, 인접 영역들이, 상이한 밀링 속도들을 갖지만 동일한 물질의 다수의 교번하는 층들을 포함하는 층제거 프로세스들의 종료점을 정확하게 결정하기 위한 해결책을 제공한다. 본 개시내용의 일부 실시예들을 더 잘 예시하기 위해, 도 3a 및 3b를 참조한다. 도 3a는 인접한 하위영역들(310a 및 310b)을 갖는 영역(310)을 포함하는 샘플(300)의 간략화된 단면도인 한편, 도 3b는 샘플의 간략화된 상부 평면도이다. 샘플(300) 및 영역(310)은 도 2a 및 2b와 관련하여 위에서 논의된 샘플(200) 및 영역(210)을 나타낼 수 있다.
도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 영역(300)은, 하위영역들(310a, 310b) 양쪽 모두를 포함하는 영역(300)의 전체에 걸쳐 연장되는 상이한 물질의 다수의 교번하는 층들(320, 330)을 포함할 수 있다. 영역(310a) 내에서, 다수의 홀들, 예컨대, 비아들(340)이 층들(320, 330)의 교번하는 세트들을 통해 형성되고, 층들(320, 330) 각각의 물질과 상이한 제3 물질로 채워진다. 따라서, 하위영역(310a)의 물질 구성의 상당 부분이 하위영역(310b)의 것과 동일하지만, 하위영역(310a)의 기하형상은 하위영역(310b)에 존재하지 않는 비아들(340)을 포함하고, 이는 차례로, 하위영역(310a)의 밀링 속도가 하위영역(310b)의 밀링 속도와 상이한 것을 초래한다.
도 4a는 샘플(300)의 영역(310)이 층제거되는 샘플 평가 프로세스에서 채용될 수 있는 주사 패턴(400)의 간략화된 도면이다. 주사 패턴(400)은, 주사 패턴(400)의 각각의 반복이 하위영역(310a) 및 하위영역(310b) 양쪽 모두를 밀링하도록, 주사 패턴(200)과 유사하거나 동일할 수 있다. 층제거 프로세스가 진행됨에 따라, 하위영역들(310a, 310b) 각각에서의 깊이는 2개의 하위영역들의 상이한 밀링 속도들로 인해 상이할 것이다. 예를 들어, 주어진 양의 반복들로 영역(310)이 밀링된 후의 샘플(300)의 간략화된 단면도인 도 4b에 도시된 바와 같이, 하위영역(310a)은 D1의 깊이로 밀링될 수 있는 반면, 하위영역(310b)은 D2의 더 얕은 깊이로만 밀링된다. D1과 D2 사이의 차이는 도 4b에서 Δh로서 표현된다.
도 4b에 표현된 특정 주사 프레임 또는 반복에 대해, 집속 이온 빔은 동일한 프레임에서 하위영역(310a)의 층(330(7)) 및 하위영역(310b)의 층(330(4))을 밀링할 것이다. 많은 층제거 프로세스들에서, 밀링되는 물질에 의존하는 하나 이상의 신호, 예컨대, 2차 전자 산출량을 평가하는 종료점 검출 기법들이, 밀링된 깊이를 결정하는 데 전형적으로 채용될 수 있다. 예를 들어, 밀링될 때 상이한 개수의 전자들을 산출하는 교번하는 물질 층들이 반도체 웨이퍼 위에 증착될 때, 종료점 검출 기법들이, 어느 물질 층이 현재 밀링되고 있는지를 결정하기 위해, 2차 전자 산출량을 나타내는 신호를 모니터링할 수 있다. 그러나, 도 4a 및 4b에 도시된 시나리오를 감안하면, 종료점 검출 신호를 혼합된 신호로 고려할 수 있다. 즉, 밀링 프로세스 동안의 임의의 특정 주사 프레임에 대해, 종료점 검출 신호는 상이한 하위영역들에서의 상이한 깊이들에서 동일하거나 유사한 물질로부터 생성된 성분들(예를 들어, 전자들)을 포함할 수 있고, 표준 종료점 검출 기법들은 하위영역들 중 어느 하나에서의 밀링 프로세스의 정밀한 깊이를 결정하는 데 신뢰가능하게 사용될 수 없다.
예시적인 예
도 4a 및 4b와 관련하여 논의된 밀링 프로세스에서의 종료점 검출 신호의 혼합된 성질에도 불구하고, 본 발명자들은, 임의의 주어진 시간에, 각각, 영역들(410a 및 410b)에서의 실제 밀링된 깊이(D1 및 D2)를 실시간으로 정확하게 추정하기 위해 종료점 검출 신호를 활용하는 고유하고 신규한 방법을 식별하였다. 예시적인 예를 제공하기 위해, 층제거 프로세스의 특정 시점에서의 샘플(500)의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지인 도 5를 참조한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플(500)은 패턴(400)과 같은 주사 패턴을 사용하여 영역(510)에 걸쳐 집속 이온 빔이 주사된 층제거 프로세스의 다수의 반복들(예를 들어, 수천 또는 심지어 수백만 회의 반복들)을 겪은 영역(510)을 포함한다. 영역(510)은 제1 하위영역(510a) 및 제2 하위영역(510b)을 포함한다. 하위영역들(510a, 510b)은 도 4a 및 4b와 관련하여 위에서 설명된 것과 동일한 교번하는 층들의 스택들을 주로 포함한다. 하위영역(510a)은 하위영역을 통해 형성되는 다수의 비아들(보이지만 표지되지 않음)을 더 포함하고, 다수의 비아들은 하위영역(510a)에, 하위영역(510b)과 상이한 기하형상, 그리고 따라서 하위영역과 상이한 밀링 속도를 제공한다. 도 5에 도시된 SEM이 취해진 층제거 프로세스의 지점에서, 하위영역들(510a 및 510b)의 상이한 밀링 속도들은, Δh로 표현되는, 2개의 하위영역들 사이의 높이 차이를 초래했다.
샘플, 예컨대, 샘플(500)이 밀링될 때, 시간에 걸쳐 밀링되는 물질들의 특성들을 분석하기 위해 종료점 검출 신호가 생성되고 평가될 수 있다. 예를 들어, 밀링 프로세스 동안 생성된 전자들은, 평가 툴과 연관된 전자 검출기들(예를 들어, 평가 툴(100)의 검출기(150))에 의해 검출되고 시간에 따라 플롯팅될 수 있다. 샘플(500)에 대해 종료점 검출 신호 자체만을 보고 그에 의존하는 것은, (더 빠른 밀링 속도를 갖는) 하위영역(510a)의 깊이와 (더 느린 밀링 속도를 갖는) 하위영역(510b) 사이의 어딘가에 있었던 종료점을 식별할 것이다. 따라서, 종료점 검출 신호에만 의존하는 것은 2개의 하위영역들 양쪽 모두에 대해 잘못된 종료점을 식별하는 것을 초래할 것이다.
본 개시내용의 실시예들은, 영역(510)을 밀링하는 데 사용되는 주사 패턴으로부터의 플롯팅된 종료점 검출 신호가 실제로, 거의 동일한 진동 주기들의 2개의 별개의 진동 주파수 신호들: 2개의 주파수들의 평균인 고속 진동 신호, 및 2개의 주파수들 사이의 차이를 나타내는 주파수를 갖는 저속 진동 신호로 구성된다는 것을 인식한다. 실시예들은, 하위영역들 각각에서의 밀링된 깊이를 정확하게 식별하기 위해, 알려진 정보, 예컨대, 밀링된 영역(510)에서의 층들 각각의 알려진 깊이와 조합된 이러한 2개의 별개의 신호들을 사용할 수 있으며, 이는 차례로, 2개의 하위영역들 중 어느 하나에서 원하는 특정 깊이에서 층제거 프로세스를 정확하게 종료(예컨대, 정지)시키는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 6 및 7은 샘플(500)에 대해 구현된 층제거 프로세스로부터 생성된 동일한 신호의 고속 진동 분석 및 저속 진동 분석을 각각 나타낸다. 구체적으로, 도 6은, 64개의 별개의 피크들(610)(각각 흑색 점으로 표현됨)이 식별되는, 시간에 따른 샘플(500)로부터의 종료점 검출 신호의 고속 진동 분석(600)을 플롯팅한 그래프인 한편, 도 7은, 4개의 별개의 피크들(710)(각각 또한 흑색 점으로 표현됨)이 식별되는, 동일한 종료점 검출 신호의 저속 진동 분석(700)을 플롯팅한 그래프이다.
수학적으로, 시간 "t"에 의존하는 종료점 검출 신호는 다음과 같이 저속 진동 신호(700)의 엔벨로프에 의해 에워싸인 고속 진동 신호(600)로 표현될 수 있다:
Figure pct00001
주파수들(f1 및 f2)은 상이한 하위영역들의 원래의 주파수들이고, f고속는 주파수들의 평균(0.5x(f1 + f2) - 도 6에 도시됨)인 한편, f저속는 그들의 주파수들의 차이의 절반(0.5x(f1 - f2) - 도 7에 도시됨)이다.
본 개시내용의 실시예들은, 원래의 주파수들(f1 및 f2)을 실시간으로 알고 이중 층들(예를 들어, 층들(320, 330)) 각각의 두께를 알면, 하위영역들(310a, 310b) 각각에서의 상이한 깊이들을 실시간으로 정확하게 추정할 수 있다. 예를 들어, 위에 제시된 공식은, 하위영역들(310a, 310b) 사이의 Δh를 표현하는, 이중 층들(320, 330)의 계수에서의 차이를 제공할 수 있다. 계수들에서의 이러한 차이를 알고, 이중 층들의 두께를 알면(예를 들어, 샘플의 깊이 전체에 걸친 각각의 이중 층은 다른 이중 층들과 동일한 두께를 가질 수 있음), 실시예들은 각각의 하위영역 내에서의 밀링 깊이를 용이하게 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 예에서, 본 개시내용의 실시예들은 Δh가 615 nm였다고 실시간으로 추정했다. 나중의 측정들은 Δh가 617 nm인 것으로 입증하였고, 이는 계산된 추정치가 1 퍼센트 미만의 오차 한계를 가졌음을 나타낸다.
밀링될 샘플의 예
위에서 언급된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예들은 반도체 구조들 상에 형성된 전자 회로들, 다결정질 또는 다른 기판 상에 형성된 태양 전지들, 다양한 기판들 상에 형성된 나노구조들 등을 포함하는 많은 상이한 유형들의 샘플들을 층제거하는 데 사용될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 도 8은 일부 실시예들에 따라 층제거될 수 있는, 반도체 웨이퍼 상의 영역의 간략화된 도면이다. 구체적으로, 도 8은 웨이퍼(800)의 특정 부분들의 2개의 확대도들과 함께 웨이퍼(800)의 평면도를 포함한다. 웨이퍼(800)는, 예를 들어, 200 mm 또는 300 mm 반도체 웨이퍼일 수 있고, 웨이퍼 상에 형성된 다수의 집적 회로들(805)(도시된 예에서는 52개)을 포함할 수 있다. 집적 회로들(805)은 제조의 중간 스테이지에 있을 수 있고, 본원에 설명된 층제거 기법들은, 상이한 영역들을 통해 연장되는 알려진 두께의 이중 층들을 포함하지만 상이한 기하형상들을 갖고 따라서 상이한 밀링 속도들을 나타내는 서로 인접한 2개 이상의 섹션들을 포함하는 집적 회로들의 하나 이상의 영역(810)을 평가하고 분석하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 확대도 A는 본원에 설명된 기법들에 따라 평가되고 분석될 수 있는 집적 회로들(805) 중 하나의 집적 회로의 다수의 영역들(810)을 도시한다. 확대도 B는 그러한 영역들(810) 중 하나를 도시하고, 이는 홀들의 어레이가 내부에 형성된 제1 하위영역(810a) 및 홀들의 인접한 어레이들을 분리하는 일반적으로 중실 부분인 제2 하위영역(810b)을 포함한다. 하위영역들(810a 및 810b)은 영역의 상부 표면으로부터 영역의 깊이 내로 아래로 많은 층들이 연장되는 동일한 이중 적층 층들을 포함할 수 있지만, 하위영역들(810a 및 810b)에서의 상이한 기하형상들 때문에, 2개의 하위영역은 또한, 상이한 밀링 속도들을 나타낸다.
본 개시내용의 실시예들은 영역의 최상위 층을 순차적으로 밀링 제거함으로써 영역(810)을 분석하고 평가할 수 있다. 밀링 프로세스는 래스터 패턴, 예컨대, 위에서 예시된 주사 패턴(400)에 따라 영역 내에서 FIB를 앞뒤로 주사함으로써 영역(810)을 밀링할 수 있다.
제거된 부분은 X 및 Y 방향들 양쪽 모두에서 영역(810) 전체에 걸쳐 연장될 수 있지만, 하위영역들(810a 및 810b)에서의 상이한 밀링 속도들로 인해, 제거된 부분은 하위영역(810b)과 비교하여 하위영역(810a)에서 상이한 Z 방향의 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 영역(810)이 X 미크론의 길이 및 폭을 갖는 정사각형인 경우, X * X 미크론의 매우 얇은 개별 슬라이스들(하나의 원자 층 이하만큼 얇음)은 밀링 프로세스 동안 영역(810)으로부터 순차적으로 제거될 수 있고, 여기서, 각각의 층에서, 제거된 정사각형은 하위영역(810a)으로부터의 물질 및 하위영역(810b)으로부터의 물질을 포함한다. 그러나, 너무 긴 층제거 프로세스 이후, 하위영역들 사이의 상이한 밀링 속도들로 인해, 하위영역(810b)과 비교하여 하위영역(810a)에서 물질들의 더 많은 층들이 제거될 수 있고, 이는, 하위영역(810a)의 밀링된 부분이 하위영역(810b)의 밀링된 부분보다 더 깊은 것을 초래한다.
전술한 설명은, 설명의 목적들을 위해, 설명된 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용했다. 그러나, 설명된 실시예들을 실시하기 위해 특정 세부사항들이 요구되지 않는다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본원에 설명된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시된다. 이들은 철저하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하는 것을 목표로 하지 않는다. 일 예로서, 도 3a는 영역(310)을 교번하는 층들(320, 330)의 적어도 9개의 세트들을 갖는 것으로 도시하지만, 도 3a 및 3b는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며 본 개시내용의 실시예들은 도면들에 도시된 특정사항들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 개시내용의 실시예들은 교번하는 층들(320, 330)의 임의의 특정 개수의 세트들로 제한되지 않으며, 일부 실시예들에서, 교번하는 층들의 50개, 75개, 100개 이상의 세트들이 존재할 수 있다. 추가적으로, 도 3a는 2개의 교번하는 층들(320, 330)의 다수의 세트들을 도시하지만, 일부 경우들에서, 추가적인 층들, 예컨대, 접착 층들 및/또는 시드 층들이 2개의 층들(320, 330) 사이에 형성될 수 있고, 일부 실시예들에서, 교번하는 층들의 각각의 세트가 3개 이상의 상이한 층들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 예로서, 도 3a 및 3b와 관련하여 위에서 논의된 샘플(300)은 전도성 물질로 채워진 비아들(340)을 포함하지만, 일부 실시예들은 비아들이 채워지기 전에(따라서 비어 있음) 또는 비아들이 상이한 물질로 채워진 상태로 샘플들에 대해 작동할 수 있다.
추가적으로, 본 개시내용의 상이한 실시예들이 위에 개시되었지만, 특정 실시예들의 특정 세부사항들은, 본 개시내용의 실시예들의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 상기 교시들을 고려하여 많은 수정들 및 변형들이 가능하다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또한, 방법에 대한 상기 본 명세서에서의 임의의 참조는 방법을 실행할 수 있는 시스템에 준용하여 적용되어야 하고, 일단 실행되면 방법의 실행을 초래하는 명령어들을 저장한 컴퓨터 프로그램 제품에 준용하여 적용되어야 한다. 유사하게, 시스템에 대한 상기 명세서에서의 임의의 참조는, 시스템에 의해 실행될 수 있는 방법에 준용하여 적용되어야 하고, 시스템에 의해 실행될 수 있는 명령어들을 저장한 컴퓨터 프로그램 제품에 준용하여 적용되어야 하며; 컴퓨터 프로그램 제품에 대한 본 명세서에서의 임의의 참조는, 컴퓨터 프로그램 제품에 저장된 명령어들을 실행할 때 실행될 수 있는 방법에 준용하여 적용되어야 하고, 컴퓨터 프로그램 제품에 저장된 명령어들을 실행하도록 구성되는 시스템에 준용하여 적용되어야 한다.
본 개시내용의 예시된 실시예들은 대부분 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 전자 구성요소들 및 장비를 사용하여 구현될 수 있으므로, 본 개시내용의 근본 개념들의 이해 및 인식을 위해 그리고 본 개시내용의 교시들을 불명료하게 하거나 혼란시키지 않기 위해, 그 세부 사항들은, 위에서 예시된 바와 같이 필요한 것으로 고려되는 것보다 어떤 더 큰 범위로 설명되지 않는다.

Claims (20)

  1. 샘플의 영역을 평가하는 방법으로서,
    상기 샘플은 제1 하위영역 및 상기 제1 하위영역에 인접한 제2 하위영역을 포함하고, 상기 영역은 상기 제1 및 제2 하위영역들 양쪽 모두를 통해 연장되는 수직 적층된 이중 층들의 복수의 세트들을 포함하고, 상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향과 상이하고, 이는, 제1 밀링 속도를 갖는 상기 제1 하위영역 및 상기 제1 밀링 속도와 상이한 제2 밀링 속도를 갖는 상기 제2 하위영역을 초래하고, 상기 방법은:
    집속 이온 빔을 상기 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 상기 영역을 밀링하는 단계 - 각각의 반복에 대해, 상기 집속 이온 빔이 상기 제1 하위영역 및 상기 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -;
    상기 밀링 동안, 상기 생성된 2차 전자들 또는 상기 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하는 단계;
    검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하는 단계 - 상기 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 상기 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -;
    상기 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 상기 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하는 단계; 및
    결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하는 단계
    를 포함하는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 하위영역들 중 적어도 하나에서의 미리 결정된 깊이에 도달할 때 층제거 프로세스를 정지하는 단계를 더 포함하는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    2차 전자들의 계수는 정확한 종료점 검출 신호로서 사용될 수 없는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는, 상기 층들의 알려진 두께 및 상기 밀링 시간에 추가로 기초하는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상과 상이한, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 비아들이 상기 제1 하위영역에 형성되고, 상기 제2 하위영역에는 비아들이 형성되지 않는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀링 동안, 상기 검출하는 단계는 상기 생성된 2차 전자들을 검출하고, 상기 생성하는 단계는 실시간으로, 상기 검출된 2차 전자들로부터 종료점 검출 신호를 생성하는, 샘플의 영역을 평가하는 방법.
  8. 샘플의 영역을 평가하기 위한 시스템으로서,
    상기 샘플은 제1 하위영역 및 상기 제1 하위영역에 인접한 제2 하위영역을 포함하고, 상기 영역은 상기 제1 및 제2 하위영역들 양쪽 모두를 통해 연장되는 수직 적층된 이중 층들의 복수의 세트들을 포함하고, 상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향과 상이하고, 이는, 제1 밀링 속도를 갖는 상기 제1 하위영역 및 상기 제1 밀링 속도와 상이한 제2 밀링 속도를 갖는 상기 제2 하위영역을 초래하고, 상기 시스템은:
    진공 챔버;
    샘플 평가 프로세스 동안 샘플을 상기 진공 챔버 내에 유지하도록 구성된 샘플 지지부;
    제2 하전 입자 빔을 상기 진공 챔버 내로 지향시키도록 구성된 집속 이온 빔(FIB) 컬럼;
    프로세서 및 상기 프로세서에 결합된 메모리
    를 포함하고, 상기 메모리는 복수의 컴퓨터 판독가능 명령어들을 포함하고, 상기 복수의 컴퓨터 판독가능 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 시스템으로 하여금:
    집속 이온 빔을 상기 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 상기 영역을 밀링하고 - 각각의 반복에 대해, 상기 집속 이온 빔이 상기 제1 하위영역 및 상기 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -;
    상기 밀링 동안, 생성된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하고;
    검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하고 - 상기 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 상기 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -;
    상기 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 상기 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하고;
    결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하게 하는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 컴퓨터 판독가능 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 추가로, 상기 시스템으로 하여금 상기 제1 및 제2 하위영역들 중 적어도 하나에서의 미리 결정된 깊이에 도달할 때 층제거 프로세스를 정지하게 하는, 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    2차 전자들의 계수는 정확한 종료점 검출 신호로서 사용될 수 없는, 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는, 상기 층들의 알려진 두께 및 상기 밀링 시간에 추가로 기초하는, 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 밀링 동안, 상기 검출은 상기 생성된 2차 전자들을 검출하고, 상기 생성은 실시간으로, 상기 검출된 2차 전자들로부터 종료점 검출 신호를 생성하는, 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상과 상이한, 시스템.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 비아들이 상기 제1 하위영역에 형성되고, 상기 제2 하위영역에는 비아들이 형성되지 않는, 시스템.
  15. 샘플의 영역을 평가하기 위한 명령어들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리로서,
    샘플은 제1 하위영역 및 상기 제1 하위영역에 인접한 제2 하위영역을 포함하고, 상기 영역은 상기 제1 및 제2 하위영역들 양쪽 모두를 통해 연장되는 수직 적층된 이중 층들의 복수의 세트들을 포함하고, 상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상 또는 배향과 상이하고, 이는, 제1 밀링 속도를 갖는 상기 제1 하위영역 및 상기 제1 밀링 속도와 상이한 제2 밀링 속도를 갖는 상기 제2 하위영역을 초래하고, 상기 명령어들은:
    집속 이온 빔을 상기 영역에 걸쳐 복수의 반복들로 주사함으로써 샘플의 상기 영역을 밀링하는 단계 - 각각의 반복에 대해, 상기 집속 이온 빔이 상기 제1 하위영역 및 상기 제2 하위영역에 걸쳐 주사되고 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각으로부터 2차 전자들 및 2차 이온들을 생성함 -;
    상기 밀링 동안, 상기 생성된 2차 전자들 또는 상기 2차 이온들 중 적어도 하나를 검출하는 단계;
    검출된 2차 전자들 또는 2차 이온들 중 적어도 하나로부터 종료점 검출 신호를 실시간으로 생성하는 단계 - 상기 종료점 검출 신호는 제1 주파수를 갖는 고속 진동 신호 및 상기 제1 주파수보다 느린 제2 주파수를 갖는 저속 진동 신호를 포함함 -;
    상기 고속 및 저속 진동 신호들의 원래의 제1 및 제2 주파수들을 결정하기 위해 상기 고속 및 저속 진동 신호들을 분석하는 단계; 및
    결정된 제1 및 제2 주파수들에 기초하여 상기 제1 및 제2 하위영역들 각각의 깊이를 실시간으로 추정하는 단계에 의해 샘플의 영역을 평가하기 위한 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리.
  16. 제15항에 있어서,
    2차 전자들의 계수는 정확한 종료점 검출 신호로서 사용될 수 없는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는, 상기 층들의 알려진 두께 및 상기 밀링 시간에 추가로 기초하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 밀링 동안, 상기 검출은 상기 생성된 2차 전자들을 검출하고, 상기 생성은 실시간으로, 상기 검출된 2차 전자들로부터 종료점 검출 신호를 생성하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 제1 하위영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상은 상기 제2 영역의 상기 수직 적층된 이중 층들의 기하형상과 상이한, 시스템.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    샘플의 영역을 평가하기 위한 명령어들은, 상기 제1 및 제2 하위영역들 중 적어도 하나에서의 미리 결정된 깊이에 도달할 때 상기 층제거 프로세스를 정지하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리.
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