TWI479570B - 從樣本移除材料之方法及系統 - Google Patents

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Description

從樣本移除材料之方法及系統
本發明有關於一種由樣本移除材料之步驟以及系統，本發明特別是有關於可在一樣本上利用強力的區域性射線啟動一導電材料(例如為一金屬)的化學蝕刻的之一種步驟以及系統。
為了分析電子零件(例如為微控晶片或是微處理器)的缺陷，在半導體產業中，必須改變獨立主動元件之間互聯以在快速且具有成本效益的條件下測試晶片或是處理器佈局中的設計改變。未達此一目的，更進一步的揭開組成物中的導電金屬線，並且將導電金屬線由其他的電路線分離，以將一過孔蝕刻在一特定層上，並且/或者以重新校正互聯。
謂了檢驗以及分析半導體裝置製成的缺陷，在一晶圓上之一特定區塊移除層或是結構是必須的，例如當該缺陷為一次表面缺陷或是一部份的次表面缺陷時，可提供缺陷的較佳視野或是較佳的調查。並且，移除一層中的局部區域可在該層的區域周圍不減少/減少干擾下幫助調查系統的局部的運轉狀態。
由於在半導體元件的互連中包括金屬，例如為銅，因此必須將金屬，特別是銅由樣本上移除。
在習之技術中，多種由一樣本上移除金屬的方法以及系統敘述如下。下列資料為習知技術中特別相關的：G. C. Schwartz et al.,Journal of The Electrochemical Society 130(1983)1777,K. Edinger,Journal of Vacuum Science and Technology B 17(1999)3058,J. C:Gonzalez et al.,Journal of Vacuum Science and Technology B 19(2001)2539,N. S. Kulkarni et al.,Journal of The Electrochemical Society 149(2002)G620,J. D. Casey et al.,Journal of Vacuum Science and Technology B 20(2002)2682,J. C. Gonzalez et al.,Journal of Vacuum Science and Technology B 20(2002)2700,F. Mosselveld et al.,Journal of Microscopy 214(2004)246,US20040056249A1,US6322672,WO2001067502A2,US6407001,US6509276,US6514866,US6580072,US6787783,US6824655,WO2003019629A2,US6863787,EP1465243A2,JP2004312017,US6900137,US7029595,US7148073。
習知技術中的方法以及系統在某種程度上具有優勢,但是也全都受到不利條件的損害。在高性能聚焦離子束系統通常係利用液相金屬離子源以完成強力的區域性化學蝕刻或是離子束研磨。然而離子束也造成金屬離子的植入,例如稼離子進入樣本中可導致樣本的不可逆化學變化。利用一電子束啟動一化學反應可避免這樣的離子植入,如US7148073中所述。然而通常化學反應並未充分的被深入探討。
因此本發明之目的係為了提供一方法以及系統，該方法以及系統可以強力的區域性的方式有效率的移除一材料，例如為導電性材料，像是金屬(特別是銅)，並且該方法並不限定一離子束的應用。
根據本發明之一第一實施例，本發明之目的可以藉由一由一樣本移除一材料之方法而解決，該方法包括：a)提供一電子束，b)提供一氣體朝樣本吹送，且氣體包括一氮氣，以及c)藉由電子束啟動氣體以及材料之間之一化學反應。
在一實施例中，材料為非導電性。在一特定的實施例中，材料為金屬，特別是銅。
在一實施例中，氣體包括氧化氮，特別是二氧化氮。藉由電子束啟動氧化氮，氧化氮中的氧與金屬發生氧化。當電子束撞擊樣本或是金屬時可發生氧化反應。接下來的步驟中，可由樣本上移除金屬氧化物。可提供光線以進行金屬氧化物的移除。在另一實施例中，金屬氧化物的移除係藉由提供一第二氣體至樣本，並且在第二氣體以及金屬氧化物之間產生一連續化學反應。在此實施例中，第二氣體的選擇可以由當第二化學反應啟動時(例如可藉由電子束)可與反應產物(即金屬氧化物)產生反應之氣體中選出。
被移除的金屬可以是銅。調查中顯示特別是銅可以被由一電子束啟動之化學反應中之二氧化氮氧化。
根據本發明之一第二實施例，由一樣本移除材料之方法包括：a)提供一帶電粒子束，b)提供一氣體朝樣本吹送，且該氣體包括一氧氣，當帶電粒子束啟動氣體與材料之一化學反應時氣體可使材料氧化，以及c)藉由帶電粒子束啟動化學反應以形成一材料之氧化物。
在一實施例中，材料為非導電性。在一特定的實施例中，材料為金屬，特別是銅。
應注意的是，化學反應的啟動可藉由一離子束或是一帶電粒子束。然而，離子的應用顯示溫和的離子植入，例如，用於啟動化學反應時，稼離子或是帶電粒子可作為較佳的的選擇。
在順應的步驟中，材料的氧化物可以由樣本移除。並且在此實施例中，可藉由提供光線至樣本以將材料的氧化物可以由樣本移除。
在另一實施例中，移除材料的氧化物可藉由提供一第二氣體之氣流吹送至樣本。在此實施例中，第二氣體的選擇可以由可與反應產物(例如：材料之氧化物)產生一第二化學反應之氣體中選出。在一實施例中，第二化學反應可由帶電粒子束啟動，且此方法更包括啟動第二化學反應。在此情況下，可避免在第二化學反應啟動之外的區域產生第二氣體的化學反應。藉由帶電粒子束可啟動第二化學反應。
在一實施例中，該材料為非導電的，在特定的實施例中，該材料可為金屬，特別是銅。
被移除的金屬可以是銅但也可以是銅以外的金屬。
根據本發明之一第三實施例，由一樣本移除材料之方法包括：a)提供一帶電粒子束，b)提供一第一氣體至樣本，c)提供一第二氣體至樣本，d)藉由帶電粒子束啟動第一氣體以及材料間之一第一化學反應，其中當帶電粒子束啟動第一化學反應時，第一氣體形成一非揮發性材料組成物，以及e)藉由帶電粒子束啟動第二氣體以及非揮發性材料組成物之間之一第二化學反應，而第二化學反應形成帶有該非揮發性材料組成物一揮發性組成物。
在一實施例中，該材料為為非導電的，在特定的實施例中，該材料可為金屬，特別是銅。
在一特定實施例中，非揮發性材料組成物可以是非導電材料組成物，例如為金屬氧化物或是金屬鹽。金屬氧化物可以是金屬鹵化物。為了形成金屬鹵化物或是金屬氧化物，第一氣體可包括氧或是鹵素。氣體也可包括氮。在更特定的實施例中，第一氣體包括氧化氮，特別是二氧化氮。
第二氣體亦包括鹵素或是氧。第二氣體特別包括二氟化氙。
用以啟動第一化學反應以及/或者第二化學反應的帶電粒子束可為一電子束，然而也可包括一離子束，特別是一離子束，其中之離子具有低離子植入率的特性，例如為氦。
第二氣體係以循環連續的方式吹送。藉此方式可連續的移除材料組成物的薄層以防止因為非揮發性組成物的形成而使第一氣體與材料間的化學反應變慢或停止。在一特定實施例中，第二氣體之工作週期小於1比2，較佳地小於1比5。也就是說，只提供一半的時間的第二氣體之氣流以防止或是減低第二氣體與材料間產生化學反應。
或者是，第二氣體係以循環連續的方式吹送時，第二氣體之氣流小於第一氣體之氣流。
同樣的，此實施例中的材料可以是導電材料，例如為金屬，特別是銅。
以上所述之方法可藉由利用一帶電粒子束掃描過欲移除的金屬來完成。在一非常特定的實施例中，帶電粒子束的每個像素的採樣頻率為10MRz或是高於10MHz。
根據本發明之一第四實施例，由一樣本移除材料之方法包括：a)提供一帶電粒子束，b)提供一氣體至樣本，c)藉由帶電粒子束啟動氣體以及材料間之一化學反應，其中當帶電粒子束啟動化學反應時，第一氣體形成一非揮發性材料組成物，d)由樣本上移除非揮發性材料組成物，以及e)連續重複的進行上述a)至d)的步驟。
在一實施例中，該材料為為非導電的，在特定的實施例中，該材料可為金屬，特別是銅。
非揮發性材料組成物為非導電的。此一特性提供以下優點-至少在電性研究中-非揮發性材料組成物不需要完全被移除，因為他們不提供電性連接，因此少量的材料組成物可停留在樣本上。
被移除的材料可以是一導電材料，例如金屬，特別是銅。
氣體包括氧或是鹵素，特別的，氣體可包括氮或是氮化合物，例如為氧化氮或是二氧化氮。
根據本發明之另一觀點，用以由樣本上移除材料之裝置包括一帶電粒子源、一探針，與該帶電粒子源發射一帶電粒子束一起形成帶電粒子光學系統、一第一氣體入口與一第二氣體入口、一控制系統，用以控制流入該第一氣體入口之一氣體以及流入該第二氣體入口之一氣體、一第一氣體容器，與第一氣體入口連接、一第二氣體容器，與第二氣體入口連接，其中當一第一化學反應藉由帶電粒子束啟動時，第一氣體容器中之一氣體與材料產生化學反應以形成一非揮發性材料組成物，並且當一第二化學反應藉由帶電粒子束啟動時，第二氣體容器中之一氣體形成帶有非揮發性材料組成物之一揮發性組成物。
在一實施例中，該材料為為非導電的，在特定的實施例中，該材料可為金屬，特別是銅。
在一特定實施例中，該裝置之第一氣體容器包括中包括二氧化氮或是鹵素，特別是氯或者是溴。更者，第二氣體容器中包括鹵素或是鹵素化合物。
該裝置包括一波束偏轉系統，利用一帶電粒子光束掃描過樣本或是欲移除的金屬，且該波束偏轉系統具有一10MHz或是高於10MHz的偏轉帶寬。
為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一具體之較佳實施例，並配合所附圖式第做詳細說明。
以下所述關於本案之裝置以及方法的較佳實施例中係根據一掃描式電子顯微鏡作為依據。然而，應注意的是，本發明亦可應用於任何裝置中，其中利用帶電粒子在一樣本的表面上或是其內部區域中進行研究、想像以及修改，特別是一離子顯微鏡，例如為一氦離子顯微鏡。在一重要的領域中的用途是用以改變半導體產業中的微電子電路。在此情況下，掃描電子束係用以選擇性的沉積或是移除材料，特別是一半導體晶片或是一晶圓中之一金屬層。
第1圖顯示本發明中一實施例之垂直剖面示意圖。此系統係用以加工一工作件403，即一微電子電路或是一晶圓。材料處理系統1可藉由在一特定位置沉積材料，或是在一特定位置移除材料以使結構改變。
材料的沉積可藉由供給一反應氣體(前驅氣體)至接近被選擇的位置以進行加工而產生效用。同時，一次電子之電子束被導向被選擇的位置。一次電子，或是背向散射電子或是藉由一次電子而由工作件中被釋放的二次電子啟動活性氣體，使反應氣體中的組成要素沉積在被選擇的位置，或是靠近被選擇位置的鄰近區域。因此便可使材料沉積在被選擇的位置區域中。
材料的移除亦是藉由相似的方式以產生效用。然而，被一次電子、被向散射電子或是藉由一次電子產生的二次電子啟動不同的反應氣體，以使反應氣體與工作件上被選擇位置上或是其相鄰的區域上之材料產生反應，並且將材料的組成要素轉換成一氣體或氣相組成物，並且由工作件漏出。因此可使欲移除的材料由被選擇的位置上移除。
至此，工作件係架置於一工作件握持部405上。工作件403以及工作件握持部405係設置於一處理腔室407中，且該腔室407可藉由一渦輪分子泵409以及預真空泵抽至真空，其中預真空泵並未顯示於第1圖中。
工作件的空間位置可以藉由一致動器(未顯示於第1途中)相對於處理腔室做空間方向x、y、z上的改變。提供複數個雷射干涉儀411以偵測工作件握持部405相對於處理腔室407的位置。
一電子顯微鏡415架置於處理腔室407的一真空罩413中，以致電子顯微鏡415的光軸417於z軸向上延伸，並且電子顯微鏡415之一樣本平面419是在處理腔室407中。工作件握持部405係定位於處理腔室407中，以致工作件403之一表面設置約略於電子顯微鏡的樣本平面419上，即，在該平面上建立一電子束的聚焦探針(包括帶電粒子探針)。
電子顯微鏡415包括一電子源401以及一磁性線圈425作為聚焦鏡以由電子源401發射之電子所形成一電子束。電子束沿著一光軸417被引導向下。電子顯微鏡415之一物鏡427包括一上極件429與一下極件431、一線圈432提供於其中。極件429、431朝著整個系統的光軸417定義一極件間隙，也同時形成了物鏡427的光軸。物鏡427將電子束聚焦在電子顯微鏡415的樣本平面419上，也就是在樣本平面上形成具有一剖面為1-10奈米的一電子探針。
電子顯微鏡415更包括由一上電極402以及一下電極433所形成之一靜電浸沒透鏡。上電極由電子源401之一陽極404延伸，經過整個電子光學柱，並終止於物鏡427的下極件431。靜電浸沒透鏡的下電極433朝著電子源401發射的電子的傳播方向排列在物鏡的下極件之下游。使上電極402帶陽極電位，使下電極433帶有與陽極電位相反的電位，並且應與樣本的電位相同。因此藉由靜電浸沒透鏡的動作，一次電子在通過物鏡427時會減速，由相對於陽極電位的一高動能減低至相對於陽極電位與下電極433電位之電位差的一低動能。較佳的，下電極的下游電子的動能為5keV或更小。
在下電極433的下游提供一靜電偏轉件437。靜電偏轉件係由形成一靜電多極的小電極所形成，並且用以將電子束沿x方向以及y方向偏轉至與光軸417垂直。提供一控制件(未圖示)以控制供給至偏轉件437之電極的電壓，並因此可使樣本平面419上的電子探針偏轉。
在偏轉件437下游沿著電子源401發射的一次電子之傳播方向提供一導電遮罩元件439。遮罩元件439可形成一扁平延伸的電極或是形成格柵或網狀形式。遮罩元件439用以減低堆積在一次電子束上的樣本403表面之電壓的干擾影響。遮罩元件在光軸417的區域具有一孔洞440使一次電子束可以通過。
遮罩元件439至少具有一個或是二個附加孔洞441、442，藉由該等孔洞，一氣體供給系統443的終止部之氣體分子可到達靠近光軸鄰近區域之樣本403的表面。藉由氣體供給系統的幫助，皆可在實際的應用中供給需要的前驅氣體或是反應氣體。
在光學柱中，又一靜電偏轉元件427提供於電子源401一側之物鏡427的聚焦平面，其可與排列於物鏡427下游之靜電偏轉元件437協力運轉的方式將敘述於下。
一鏡片內偵測件443列置於電子光學柱中、物鏡427的上游、介於聚焦鏡片425以及物鏡之間。鏡片內偵測件443係用以偵測因為一次電子束的碰撞而使樣本發射之背向散射電子或是二次電子。鏡片內偵測件443的偵測訊號可由一控制件讀取。紀錄設置在圍繞著光軸417的物平面419上之工作件403一部分之一電子顯微影像，控制件控制第一偏轉件437或是第二偏轉件435，使電子探針對稱的掃描該部分。在偏轉的信賴中，鏡片內偵測件443所紀錄的信號強度係由控制件儲存以進行後續步驟以及/或是顯示。
第1圖中更顯示兩個壓力限制裝置450、451提供於電子源401以及物鏡427之間，因此在電子源401以及物鏡427之間的真空系統413被分割為三個真空台455、456、457，且每一個真空台係藉由不同適合的真空泵452、453、454抽至真空，也因此可使得每個台上都維持適當的真空狀態。
靜電偏轉元件437可形成一八極的形式，其較佳的為非導磁材料所製成，並且因此不會改變一附加磁場，該磁場可伸出靜電浸沒透鏡之下電極433。為了八極的靜電絕緣，其電極與支撐環7隔絕，八極藉由支撐環7架置於物鏡427的下極件431上。
八極437具有八個圓柱狀電極。八極的電極之間留有一絕緣空間，且該空間中並無材料設置以防止任何絕緣表面的帶電，絕緣表面的帶電最終會導致突然的放電並且造成電子束的不穩定性。或者，八極也可具有狹縫的構造，也是最常見的，用以作為一圓形鑽孔的片段之間的絕緣空間，或是可由一組極件葉片指向一共同中心所構成，並且在葉片之間具有一絕緣空間(未圖示)。
在一實施例中小尺寸的八極具有介於5mm至1mm的一內直徑，並且一電極的長度係介於20mm至0.05mm之間，以及與支撐環7隔絕的細的電位饋入線(未圖示)的用途係限制相關的容量在小於50pF，較佳的在小於10pF，並因此允許非常高的頻率，例如，10MHz至10GHz的偏轉效率。因此可達成所需求的100毫微秒或更短時間最小像素停留時間。
氣體供給系統460具有多個氣體供給管路，其中的兩個管路461、462顯示於第1圖中。每一氣體供給管路與充滿特定氣體的一氣體容器463、464連接。在一實施例中，一氣體容器包括冷卻的二氧化氮，並且另一氣體容器包括冷卻二氟化氙。在另一實施中，一氣體容器包括氯，並且另一氣體容器包括冷卻二氟化氙。其他氣體容器可包括其他的氣體，例如可藉由一電子束感應沉積以沉積一特定材料的前驅氣體。
氣體供給管路終止於遮罩盤439中的孔洞441、442。在每一管路的終止端包括一電腦控制的微型閥(未圖示)，藉由微型閥，通過管路的氣體氣流可根據一預定義的序列而被控制。特別的是，微型閥可以以序列的方式被開關，導致稱為購入式氣體供給，即，以重複連續的步驟供給不同的氣體。
接著，用以移除一金屬(例如為銅)的程序之一第一實施例將於後搭配第2圖做敘述。在一第一步驟1中，覆蓋金屬結構的任何材料將被移除，材料的移除係藉由電子束連同處理氣體可到達特定位置的金屬層。此步驟可以習知的方式完成，舉例來說，藉由穿過覆蓋層之過孔的電子束感應蝕刻來完成，或者藉由與於此所描述之相似的方法來完成。
在一第二步驟2中，藉由其中之一的氣體供給管路提供一第一前驅氣體。在一第一啟動步驟3(第三步驟)中，金屬以及第一前驅氣體之一第一化學反應藉由電子束啟動。啟動的第一化學反應在該區域中(也僅在該區域中)藉由電子束的啟動製造出一非揮發性的金屬組成物。在此情況下金屬為銅，第一前驅氣體在一實施例中為二氧化氮。在另一實施例中，第一前驅氣體為氯，且在第一化學反應啟動時，第一前驅氣體與銅在金屬層中形成氯化銅。如果以其他金屬代替銅，則可各自形成氧化金屬化合物。並且，如果以鹵素代替氯做為第一氣體供給，則可在第一化學反應中形成各自其他的金屬鹵化物。氧化金屬化合物以及金屬鹵化物為非導電的且非揮發的。
在第三步驟3中，藉由一帶電粒子束可啟動第一化學反應。如果使用第1圖中之裝置，帶電粒子為一電子束。在第一化學反應的過程中，可形成一非揮發性金屬化合物，例如為金屬鹽或是一氧化金屬。
在一第四步驟4中，藉由其中之一的氣體供給管路提供一第二氣體。現在在一第二啟動步驟5中，藉由帶電粒子束，例如電子束，可在第一化學反應中形成金屬氧化物或是金屬鹵化物的區域中啟動另一個、第二化學反應。在第二化學反應中，第二前驅氣體經過與金屬氧化物或是金屬鹵化物的化學反應形成揮發性之一金屬組成物，並且因此將離開處理後的樣本。供給少量的或是以小的工作週期供給第二前驅氣體，因此第二前驅氣體不會，或是非常少量的與金屬本身發生化學反應，接著可形成無法再次被移除(或是幾乎無法被移除)之一金屬組成物。舉例來說，第二前驅氣體可為二氟化氙。
由第二步驟2開始一直到最後的移除步驟5可以重複多次，對移除一厚金屬層特別的有幫助。
在此實施例中，第一前驅氣體為二氧化氮，並且第二前驅氣體為二氟化氙，且以0.3sccm的氣流流量連續的\供給二氧化氮。二氟化氙可於一-5℃的氣體溫度下操作，並且在連續30秒中以一1:9的工作週期的提供二氟化氙。這意味著二氟化氙藉由不同氣體管路的閥在30秒中，僅開啟3秒鐘，而剩下的27秒鐘皆係關閉的。因為是小量的提供二氟化氙，由於二氧化氮並不會與除了金屬外的大部分材料發生反應，而可顯示此程序可徹底的提供氧化銅與周圍材料的選擇性。在以上程序中，可設定停留時間為1微秒、更新時間為1毫秒，也就是說，電子探針僅撞擊在樣本上之特定位置1微秒直到它移動到另一位置，並且在它撞擊過那個位置之前，它僅撞擊在同一位置1秒、或是連續的1微秒、或是更久。
氣體供給的分別過程顯示於第4a與4b圖中。在第4a圖中顯示隨著時間的改變之第一氣體的流率6。第一氣體的流率並不隨著時間改變。
在第4b圖中顯示隨著時間的改變之第二氣體的流率，然而，第二氣體是以脈衝的方式供給，其中第二供給管路之閥僅開啟相對較短的開啟時間t2，在開啟時間之間有一時間間隔t1閥為關閉的。時間間隔t1意指氣體供給的序列，t2/t1之商數意指氣體供給的工作週期。
在此實施例中，第一前驅氣體為氯，第二前驅氣體為二氟化氙，且氯以1sccm連續的流量被供給。二氟化氙在0℃氣體溫度下操作，並且在1:5的工作週期中以30秒的序列被供給。這意味著供給二氟化氙的不同氣體管路的閥僅30秒中開啟5秒，並且關閉25秒。在金屬以及周圍的材料之間的反應為非常有選擇性的，因為金屬(例如為銅)以及氯之間的反應速率非常高。在此過程中可使用0.1毫秒的停留時間以及200毫秒的更新時間，也就是說，電子探針僅撞擊樣本上一特定位置0.1毫秒直到它移動到另一位置，並且，並且在它撞擊過那個位置之前，它僅撞擊在同一位置1秒、或是連續的200毫秒、或是更久。
偏轉系統藉由移動跨越樣本電子探針的幫助需要一至少10MRz的偏轉帶寬以提供一0.1毫秒的停留時間。
因為在第一步驟中所形成的金屬組成物在許多應用中為非導電的，因為在第五步驟5中並不絕對需要完全的移除第三步驟3中產生的反應產物，因為殘留於樣本上之非導電性的殘留物並不會成為阻礙，只要在第五步驟5中可移除第三步驟中形成的足夠的反應產物，使得在連續重複的第一步驟中發生金屬以及第一反應氣體之間之一化學反應。
在第一前驅氣體為氯的步驟中可以形成一部分稱為過孔蝕刻，其中一過孔的一下部分被氯蝕刻。
並且蝕刻或是移除金屬或是樣本上的一金屬的部分，例如為了阻斷特定微電子元件之間的連接，或是阻斷電性連接，上述系統亦可藉由在所希望的位置上由電子束感應沉積程序沉積金屬以製造新的電性連接。
在第3圖顯示一另一實施例中的程序步驟。在一第一步驟11中，利用一電子束以及處理器體在一希望的位置進入金屬層，任何覆蓋金屬結構的材料將會被移除。此步驟可藉由如上所數已知的方式被完成。
在一第二步驟12中，第一前驅氣體再一次由其中之一氣體供給管路提供。在一第一啟動步驟13中，金屬以及第一前驅氣體之間之一第一化學反應藉由電子束被啟動。被啟動的第一化學反應再次在該區域中(也僅在該區域中)藉由電子束的啟動製造一非揮發性金屬組成物。在此情況下金屬為銅，第一前驅氣體在一實施例中為二氧化氮。二氧化氮在金屬層中與銅形成氧化銅化合物，且其為非導電的並且為非揮發性的。在另一實施例中，第一前驅氣體為氯，在第一化學反應啟動時，第一前驅氣體與銅在金屬層中形成氯化銅。如果以其他金屬代替銅，則可各自形成氧化金屬化合物或是金屬氯化物。並且，如果以鹵素代替氯做為第一氣體供給，則可在第一化學反應中形成各自其他的金屬鹵化物。氧化金屬化合物以及金屬鹵化物為非導電的且非揮發的。
在一第四步驟14中，藉由提供光線，例如為雷射脈衝，撞擊第三步驟3中形成之非揮發金屬組成物的部分。因為雷射束，樣本被局部加熱至一金屬組成物不在揮發的溫度，並因此使金屬組成物釋出於樣本腔室中。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．第一步驟
11．．．第一步驟
12．．．第二步驟
13．．．第一啟動步驟
14．．．第四步驟
2．．．第二步驟
3．．．第一啟動步驟、第三步驟
4．．．第四步驟
5．．．第二啟動步驟、移除步驟、第五步驟
6．．．第一氣體的流率
401．．．電子源
402．．．上電極
403．．．工作件
404．．．陽極
405．．．工作件握持部
407．．．處理腔室
409．．．渦輪分子泵
411．．．雷射干涉儀
413．．．真空罩
415．．．電子顯微鏡
417．．．光軸
419．．．樣本平面
425．．．磁性線圈
427．．．物鏡
429．．．上極件
432．．．線圈
437．．．靜電偏轉件
439．．．導電遮罩元件
440．．．孔洞
441．．．孔洞
442．．．孔洞
443．．．氣體供給系統
450、451．．．壓力限制裝置
452、453、454．．．真空泵
455、456、457．．．真空台
460．．．氣體供給系統
461．．．管路
462．．．管路
463．．．氣體容器
464．．．氣體容器
7．．．支撐環
第1圖顯示本發明之一系統之一第一實施例。
第2圖顯示本發明中特定實施例之步驟的流程圖。
第3圖顯示本發明中另外特定實施例之步驟的流程圖。
第4a圖顯示顯示隨著時間的改變之第一氣體之供給的圖表。
第4b圖顯示隨著時間的改變之第二氣體之重複供給的圖表。
1．．．第一步驟
2．．．第二步驟
3．．．第一啟動步驟、第三步驟
4．．．第四步驟
5．．．第二啟動步驟、移除步驟、第五步驟

Claims (37)

  1. 一種從樣本移除材料之方法，包括：藉由一帶電粒子束啟動一第一氣體以及一樣本之一材料之間之一化學反應，以形成一非揮發性反應產物；以及自該樣本移除該非揮發性反應產物，其中：該第一氣體包括氮以及氧；該樣本之該材料包括一成分；以及該非揮發性反應產物包括該成分及氧。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該樣本之該材料係為一導電材料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該導電材料為金屬。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一氣體包括氧化氮。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一氣體包括二氧化氮。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該非揮發性反應產物之移除係藉由提供一光線至該樣本。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第一氣體包括二氧化氮，該材料包括銅，且該非揮發性反應產物包括銅及氧。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該非揮發性反應產物之移除係藉由提供一第二氣體至該樣本，該第二氣體相異於該第一氣體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包括啟動該第二氣體與該反應產物之一化學反應，以自該樣本移除該非揮發性反應產物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括藉由該帶電粒子束啟動該第二氣體與該反應產物之該化學反應。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該第二氣體包括氧或鹵化物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該樣本之該材料包括金屬。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該材料包括銅，該非揮發性反應產物包括銅及氧，且該第二氣體包括氧或鹵化物。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該樣本之該材料係銅。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一氣體包括二氧化氮，該材料包括銅，且該非揮發性反應產物包括銅及氧。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一電子束。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一離子束。
  18. 一種從樣本移除材料之方法，包括：藉由一帶電粒子束啟動一第一氣體與一樣本之一材料之一化學反應，以形成一非揮發性反應產物，該樣本包括 一成分，且該非揮發性反應產物包括該成分之氧化物；以及自該樣本移除該非揮發性反應產物，其中該第一氣體包括氮以及氧。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該樣本之該材料係為一導電材料。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該導電材料為金屬。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該非揮發性反應產物之移除係藉由提供一光線至該樣本。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該非揮發性反應產物之移除係藉由提供一第二氣體至該樣本，該第二氣體相異於該第一氣體。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，更包括啟動該第二氣體與該反應產物之一化學反應，以自該樣本移除該非揮發性反應產物。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，更包括藉由該帶電粒子束啟動該第二氣體與該反應產物之該化學反應。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一電子束。
  26. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一離子束。
  27. 一種從樣本移除材料之方法，包括： 藉由一帶電粒子束啟動一第一氣體與一樣本之一材料之一化學反應，以提供一非揮發性材料；以及藉由該帶電粒子束啟動一第二氣體與該非揮發性材料之一化學反應，以提供一揮發性材料，其中該第二氣體係以循環連續的方式提供至該樣本，且該第二氣體之工作週期小於1比2。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該樣本之該材料係為一導電材料，且該非揮發性材料係為一非導電材料。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中該非揮發性材料包括金屬氧化物或是金屬鹵化物。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一電子束。
  31. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一離子束。
  32. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該第二氣體之工作週期小於1比5。
  33. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中：該第一氣體包括氮以及氧；該樣本之該材料包括一成分；以及 該非揮發性反應產物包括該成分及氧。
  34. 一種從 樣本移除材料之方法，包括：a)藉由一帶電粒子束啟動一第一氣體與一樣本之一材料之一化學反應，以形成一非揮發性材料； b)使該非揮發性材料與一第二氣體反應，以由該樣本移除該非揮發性材料，該第二氣體朝該樣本之流量小於第一氣體朝該樣本之流量；以及c)以循環連續的方式重複步驟a)至步驟b)。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一電子束。
  36. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中該帶電粒子束包括一離子束。
  37. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中：該第一氣體包括氮以及氧；該樣本之該材料包括一成分；以及該非揮發性反應產物包括該成分及氧。
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