處理材料試樣的方法
【專利摘要】一種在材料試樣1中產(chǎn)生光滑表面23的方法，包括：通過(guò)粒子束蝕刻將第一材料量去除來(lái)產(chǎn)生基本光滑的第一表面區(qū)域21，其中，所述第一材料量由所述第一表面區(qū)域部分地限定，并且其中，射束方向15與第一表面區(qū)域21的表面法線之間的角度大于80°且小于90°；并且通過(guò)去除第二材料量II來(lái)產(chǎn)生基本光滑的第二表面區(qū)域23，其中，所述第二材料量由第一表面區(qū)域21′部分地限定且由第二表面區(qū)域23部分地限定，并且其中，所述射束方向15與第二表面區(qū)域23的表面法線之間的角度α小于60°。
【專利說(shuō)明】處理材料試樣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及通過(guò)使用粒子束來(lái)加工材料試樣的方法。特別地，本發(fā)明涉及通過(guò)粒子束蝕刻來(lái)從材料試樣中去除材料的方法，以使得在材料試樣上產(chǎn)生具有小表面粗糙度的基本光滑的表面區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體行業(yè)及其他領(lǐng)域的技術(shù)中，需要分析和/或修改嵌入在大量材料試樣中的對(duì)象，比如嵌入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體元件中的引線層。例如，電子顯微鏡可用于分析，以產(chǎn)生感興趣的對(duì)象的圖像。由于感興趣的對(duì)象嵌入在材料試樣中，所以該對(duì)象的表面必須通過(guò)之前從材料試樣中去除材料量而被暴露。關(guān)于這種處理方法的背景信息可從例如由Jon Orloff和Mark Utlaut, Kluwer學(xué)術(shù)/全會(huì)出版商的書(shū)《高分辨率聚焦離子束:FIB及其應(yīng)用》的6.10章中獲取。
[0003]通過(guò)使用離子束，材料量可由離子束蝕刻而被精確地去除。由于通過(guò)離子束蝕刻去除材料是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程，所以至少一部分的材料量還可以通過(guò)激光束處理或者通過(guò)其他機(jī)械或化學(xué)的方法而被去除。與離子束蝕刻相比，通過(guò)使用激光束處理及其他可行的方法，可以去除每單位時(shí)間更多的材料量。然而，通過(guò)使用離子束蝕刻來(lái)去除材料試樣的材料比通過(guò)使用激光束處理及其他方法可以更精確地產(chǎn)生具有所需形狀的表面區(qū)域。
[0004]人們常常希望從材料試樣中去除材料，以使得產(chǎn)生材料試樣的具有基本光滑形狀即小粗糙度的表面區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明已將上述因素考慮在內(nèi)。本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了 一種處理材料試樣的方法，用于通過(guò)粒子束蝕刻來(lái)從材料試樣中去除材料，從而產(chǎn)生材料試樣的基本光滑的表面區(qū)域。
[0006]根據(jù)示例性實(shí)施例，一種處理材料試樣的方法包括:在粒子束柱的處理區(qū)域中處置材料試樣1，并且在第一方向上相對(duì)于所述粒子束柱定向材料試樣I;通過(guò)使用由所述粒子束柱產(chǎn)生的粒子束17由粒子束蝕刻將第一材料量I從所述材料試樣中去除來(lái)產(chǎn)生材料試樣的基本光滑的第一表面區(qū)域21,其中,第一材料量I由第一表面區(qū)域21部分地限定，并且其中，在所述粒子束與第一表面區(qū)域21的交叉點(diǎn)18處的粒子束17的射束方向15與第一表面區(qū)域21的表面法線12之間的角度β大于80°且小于90° ;在所述粒子束柱的處理區(qū)域中處置材料試樣I，并且在第二方向上相對(duì)于粒子束柱定向材料試樣，從而使在粒子束17與第一表面區(qū)域21的交叉點(diǎn)18處的粒子束17的射束方向15與第一表面區(qū)域21的表面法線12之間的角度β小于70° ;通過(guò)使用由所述粒子束柱產(chǎn)生的粒子束17由粒子束蝕刻將第二材料量II從所述材料試樣中去除來(lái)產(chǎn)生材料試樣的基本光滑的第二表面區(qū)域23，其中，第二材料量II由第一表面區(qū)域21'部分地限定且由第二表面區(qū)域23部分地限定，并且其中，在粒子束17與第二表面區(qū)域23的交叉點(diǎn)20處的粒子束17的射束方向15與第二表面區(qū)域23的表面法線14之間的角度α小于60°。
[0007]在產(chǎn)生基本光滑的第一表面區(qū)域的過(guò)程中,所述材料試樣在第一方向上相對(duì)于粒子束柱而被定向。在這里，所述粒子束在粒子束與第一表面區(qū)域的交叉點(diǎn)以相對(duì)于第一表面區(qū)域小于10°的小角度即相對(duì)于第一表面區(qū)域的表面法線大于80°的大角度入射到第一表面區(qū)域上，并且通過(guò)控制粒子束柱中的偏轉(zhuǎn)器可以對(duì)粒子束進(jìn)行控制，以使得在與粒子束的射束方向橫向的方向上觀察，所述第一表面區(qū)域是基本光滑的。在粒子束的射束方向上觀察，所述第一表面區(qū)域也是基本光滑的，因?yàn)榱Ｗ邮韵鄬?duì)于第一表面區(qū)域小于10°的小角度入射到第一表面區(qū)域上，對(duì)應(yīng)于在第一表面區(qū)域上的粒子束的基本掠入射(substantially gracing incidence)。通過(guò)使用在第一表面區(qū)域上的粒子束的這樣的掠入射，在第一表面區(qū)域上的凸點(diǎn)或材料突起被有效地去除，以使得第一表面區(qū)域可以以簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生，從而使材料試樣的表面基本上是光滑的，并且具有小的粗糙度。在第一表面區(qū)域上的粒子束的這樣的基本掠入射還可以通過(guò)使用粒子束的射束方向與第一表面區(qū)域之間甚至更小的角度而實(shí)現(xiàn)。這樣，這個(gè)角度例如可以是小于6°或小于3°。
[0008]在產(chǎn)生基本光滑的第一表面區(qū)域之后，所述材料試樣相對(duì)于粒子束柱被定向，以使得粒子束的射束方向與第一表面區(qū)域之間的角度大于20°，即在粒子束與第一表面區(qū)域的交叉點(diǎn)的粒子束的射束方向與第一表面區(qū)域的表面法線之間的角度小于70°，因此粒子束不會(huì)再以掠入射而入射到第一表面區(qū)域上。使用相對(duì)于第一表面區(qū)域的這種方向的粒子束，粒子束所產(chǎn)生的每單位面積的材料的燒蝕率與入射到單位面積上的粒子劑量成比例。另外，所述的材料的燒蝕率只稍微地取決于相對(duì)于粒子束方向的單位面積的方向。如果均勻的粒子劑量射到具有光滑或不光滑形狀表面的面積區(qū)域上，則材料從該表面區(qū)域被均勻地去除，以使得在去除材料之后所產(chǎn)生的材料試樣的表面的形狀保持不變。由于第一表面區(qū)域已經(jīng)具有基本光滑的表面，所以通過(guò)使用致使所述表面區(qū)域具有光滑形狀的粒子束蝕刻以非掠入射將粒子束射到第一表面區(qū)域上，可能還會(huì)產(chǎn)生表面區(qū)域。為此，每單位面積的粒子劑量?jī)H須得到相應(yīng)的控制。
[0009]例如，由于在去除第二材料量后第二表面區(qū)域可以定向?yàn)槠叫杏诘谝槐砻鎱^(qū)域，所以射到材料試樣上的且投射到第二面積區(qū)域上的每單位面積的粒子劑量在整個(gè)第二面積區(qū)域上應(yīng)該是恒定的。如果所期望的是第二表面區(qū)域相對(duì)于第一表面區(qū)域以非零角度被定向，則射到材料試樣上的且投射到第二面積區(qū)域上的粒子劑量沿著第一表面區(qū)域的外推表面與第二表面區(qū)域的外推表面之間的切割(cut)的方向而應(yīng)被選擇為常數(shù)，并且根據(jù)與該切割的距離而成比例地增加。
[0010]通過(guò)使用劑量分布的這樣的控制，基于基本光滑的第一表面區(qū)域，可以產(chǎn)生第二表面區(qū)域，從而使第二表面區(qū)域也是基本光滑的，且相對(duì)于第一表面區(qū)域具有所期望的角度。
[0011]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，所述粒子束的射束方向與第二表面區(qū)域之間的角度大于80°并且可以特別是90°或接近90°，即在所述粒子束與第二表面區(qū)域的交叉點(diǎn)處的粒子束的射束方向與第二表面區(qū)域的表面法線之間的角度小于10°，特別是0°或接近0°。
[0012]在所述第一表面區(qū)域與第二表面區(qū)域之間的角度，即在所述第一表面區(qū)域的平坦部分的表面法線與第二表面區(qū)域的平坦部分的表面法線之間的角度可以大于20°、大于30°或大于40°。所述第一表面區(qū)域與第二表面區(qū)域之間的角度還可以小于60°，特別是小于50。ο
[0013]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，所述方法還包括在粒子束柱的處理區(qū)域中處置材料試樣之前通過(guò)從材料試樣中去除第三材料量來(lái)產(chǎn)生材料試樣的第三表面區(qū)域，并且在所述第一方向上相對(duì)于所述粒子束柱定向材料試樣，其中，所述第一材料量由所述第三表面區(qū)域部分地限定。
[0014]通過(guò)可以執(zhí)行得更快或成本小于粒子束蝕刻的處理方法，可將所述第三材料量去除，從而可以更快更便宜地在原始材料試樣內(nèi)所期望的位置產(chǎn)生所期望的第二表面區(qū)域。
[0015]例如，所述第三材料量可以通過(guò)激光束處理而從材料試樣中去除。
[0016]在這里，如果具有所期望的小粗糙度的光滑表面不能通過(guò)使用所選擇的用于去除第三材料量的處理方法而產(chǎn)生，則將會(huì)是不利的，因?yàn)橐粤Ｗ邮穆尤肷渌a(chǎn)生的第一表面區(qū)域具有所期望的小粗糙度，并且所期望的第二表面區(qū)域通過(guò)以非掠入射將粒子束射到第一表面區(qū)域上而產(chǎn)生。
[0017]因此，所述第三表面區(qū)域的粗糙度可以比較大，并且可以達(dá)到0.5μπι或以上、特別是3 μ m或以上的值，而所述第二表面區(qū)域的粗糙度顯著更小，并且達(dá)到小于0.2 μ m、特別是小于0.05 μ m的值。在這里，粗糙度例如可以通過(guò)確定在邊長(zhǎng)為10 μ m的正方形區(qū)域內(nèi)的表面區(qū)域的表面的凸點(diǎn)與凹點(diǎn)之間的相關(guān)表面區(qū)域的表面法線的方向上測(cè)量的最大距離而確定。
[0018]下面參照附圖闡述處理材料試樣的方法的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]參照附圖，從示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明中，本公開(kāi)的上述及其他有利的特征將變得更加顯而易見(jiàn)。要注意的是，并非所有可能的實(shí)施例一定表現(xiàn)出本文所確定的優(yōu)點(diǎn)中的每一個(gè)或者任何一個(gè)。
[0020]圖1至圖5示出了在處理材料試樣的方法的多個(gè)連續(xù)狀態(tài)中的材料試樣的橫截面；以及
[0021]圖6示出了根據(jù)常規(guī)方法所處理的材料試樣的比較例的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在下面所述的示例性實(shí)施例中，功能上和結(jié)構(gòu)上相似的元件盡可能地通過(guò)相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。因此，為了理解特定實(shí)施例的各個(gè)組成部分的特征，應(yīng)參照本公開(kāi)其它實(shí)施例及
【發(fā)明內(nèi)容】
的說(shuō)明。
[0023]圖1示出了材料試樣I的橫截面，其包含要分析的感興趣的區(qū)域3，其中，感興趣的區(qū)域3具有基本光滑的表面5，特別是平坦的表面。為了分析感興趣的區(qū)域3以及特別是其表面5，表面5必須被暴露，這需要從材料試樣I中去除大的材料量。在本實(shí)施例中,所述感興趣的區(qū)域應(yīng)通過(guò)使用電子顯微鏡進(jìn)行分析，并且至少一部分的材料量應(yīng)通過(guò)粒子束蝕刻而被去除。由于通過(guò)粒子束蝕刻去除材料比較慢，所以相對(duì)大部分的材料量應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步通過(guò)另一種更快的處理而被去除。在下面描述的實(shí)施例中，激光束處理用作另一種處理，而離子束蝕刻用作通過(guò)粒子束蝕刻的處理，其中，離子束射到材料試樣的表面上，以便從材料試樣中去除材料。在這里，由離子束或者由因離子束而從材料試樣中出現(xiàn)的二次電子激活的處理氣體也可以被供給至材料試樣上離子束的入射位置，以便在材料試樣的表面與材料反應(yīng),并且形成從材料試樣的表面中溶解的化合物。
[0024]材料試樣的處理及其分析可以例如與US2010/0051828A1和US2011/0198326A1中所描述的系統(tǒng)進(jìn)行，其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
[0025]圖2示出了第一處理步驟后根據(jù)圖1的材料試樣I的橫截面。在所述第一處理步驟中，圖2中標(biāo)有III的陰影線材料量從材料試樣I中去除。材料量III通過(guò)將激光束7射到材料試樣I的表面2上由激光束處理而被去除。該處理可以包括激光束7掃過(guò)整個(gè)材料試樣，并且設(shè)定射到材料試樣上的每單位面積的激光劑量，以使得材料量從材料試樣中去除，從而使表面區(qū)域11產(chǎn)生于材料試樣I上，其在前面的描述中也被稱為第三表面區(qū)域，并且其位置選在材料試樣中，以便其對(duì)于以下的處理步驟來(lái)說(shuō)是有利的。在這里，實(shí)際上期望的是，表面區(qū)域11具有如在圖2中由虛線13所示的基本光滑的表面形狀。然而，通過(guò)激光束處理不可能實(shí)現(xiàn)表面區(qū)域11的所期望的光滑形狀13，從而使實(shí)際上所產(chǎn)生的表面區(qū)域具有相對(duì)大的粗糙度且偏離所期望的形狀13。
[0026]圖6示出了在通常用于基于圖2所示的處理步驟制備感興趣的對(duì)象3的表面5的附加處理步驟之后的材料試樣I的橫截面。在這里，在通過(guò)根據(jù)圖2的激光束處理去除材料量III之后，額外的材料量V通過(guò)離子束蝕刻而被去除。為此，材料試樣I設(shè)置在離子束柱的處理區(qū)域中并且被定向，從而在離子束17的射束方向15與表面區(qū)域11之間角度α，大致等于90°值，即在離子束17與表面區(qū)域11的交叉點(diǎn)的射束方向15與表面區(qū)域11的表面法線之間的角度α大致等于0°。前者角度(α ,)還對(duì)應(yīng)于離子束17的射束方向15與感興趣的對(duì)象3的表面5之間的角度。為了去除材料量V，圖6中箭頭17所示的離子束掃過(guò)表面區(qū)域11的部分區(qū)域，其中，相同的離子劑量射到該部分區(qū)域的每單位面積上。由于材料的燒蝕率只是稍微取決于相對(duì)于離子束的單位面積的方向，所以對(duì)于該部分區(qū)域的每個(gè)單位面積來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)相同的材料燒蝕率，以使得在去除材料量V后所產(chǎn)生的表面區(qū)域19具有與由位于上面的激光束處理所產(chǎn)生的用標(biāo)號(hào)IP標(biāo)記的表面區(qū)域11的部分相同或幾乎相同的表面形狀，因?yàn)槠湓陔x子束蝕刻之前存在。因此，表面區(qū)域11的形狀在深度上通過(guò)離子束蝕刻而被再現(xiàn)，并且如果開(kāi)始進(jìn)行離子束蝕刻的原來(lái)的表面區(qū)域11之前并不光滑，則不可以通過(guò)簡(jiǎn)單的離子束蝕刻來(lái)產(chǎn)生基本光滑的表面區(qū)域19。
[0027]因此，參照?qǐng)D6，根據(jù)本文所描述的方法的實(shí)施例，不進(jìn)行離子束蝕刻，但是參照?qǐng)D3，通過(guò)離子束蝕刻進(jìn)行的處理步驟如下所述。
[0028]圖3示出了在應(yīng)用至圖2所示的材料試樣的處理步驟后的材料試樣I的橫截面。在該處理步驟中，標(biāo)記I的陰影線材料量從材料試樣I中去除。材料量I的去除是通過(guò)在整個(gè)材料試樣I上掃描由箭頭17所表示的離子束并且控制入射到材料試樣I上的每單位面積的離子劑量由離子束蝕刻進(jìn)行的，從而使所去除的材料量I具有所期望的形狀。因此，新的表面區(qū)域21產(chǎn)生于材料試樣I中，其中，新的表面區(qū)域21在前面的描述中也被稱為第一表面區(qū)域，并部分地限定材料體積I且具有基本光滑的表面形狀，即具有比較小的粗糙度。這是通過(guò)以特定的方式相對(duì)于離子束的射束方向定向材料試樣I而實(shí)現(xiàn)的。該離子束的射束方向在圖3中米用標(biāo)號(hào)15標(biāo)記,離子束17的射束方向15與材料試樣I的表面區(qū)域21之間的角度標(biāo)記為β，，在離子束17與表面區(qū)域21的交叉點(diǎn)18的該離子束的射束方向15與材料試樣I的表面區(qū)域21的表面法線12之間的角度標(biāo)記為β。角度β '的值小于10°，特別是小于6°，即角度β的值大于80°，特別是大于84°，從而在去除材料量I與產(chǎn)生表面區(qū)域21的過(guò)程中，離子束17以基本掠入射而射到表面區(qū)域21上。在離子束掠入射到表面區(qū)域21上時(shí)，凸點(diǎn)和材料突起可以通過(guò)離子束蝕刻而被有效地去除。通過(guò)離子束的基本掠入射而產(chǎn)生的表面區(qū)域21將致使表面區(qū)域21具有基本光滑的表面形狀，前提是如果離子劑量得以適當(dāng)?shù)乜刂?。在這里，材料試樣相對(duì)于離子束柱而定向，以使得離子束的射束方向傾斜地定向于感興趣的對(duì)象3的表面5，由此不定向成與其正交或平行。
[0029]在根據(jù)圖3產(chǎn)生表面區(qū)域21之后，所述處理隨著下面參照?qǐng)D4所描述的附加處理步驟而繼續(xù)進(jìn)行。
[0030]圖4示出了在產(chǎn)生表面區(qū)域21之后從材料試樣I中去除圖4中標(biāo)記有II的陰影線的材料量后的材料試樣I的橫截面。由于從材料試樣I中去除材料量II，所以部分地限定材料量II的表面區(qū)域23產(chǎn)生于材料試樣I中，其中，所述表面區(qū)域23在前面的描述中也被稱為第二表面區(qū)域。材料量II的去除是通過(guò)離子束蝕刻進(jìn)行的，其中，與參照?qǐng)D3所描述的處理相比，材料試樣I相對(duì)于離子束的射束方向15而被不同地定向。為了產(chǎn)生表面區(qū)域23,材料試樣I相對(duì)于離子束的射束方向15而被定向，從而使射束方向15與表面區(qū)域23之間的角度a'精確達(dá)到或幾乎達(dá)到90°的值，即在離子束17與表面區(qū)域23的交叉點(diǎn)20的射束方向15與表面區(qū)域23的表面法線14之間的角度a精確達(dá)到或幾乎達(dá)到0°的值。其中具有大于30°、大于40°、大于50°或大于60°的值的偏離角a'，即具有小于60°、小于50°、小于40°或小于30°的值的角度a也是可能的。在圖示的實(shí)施例中，表面區(qū)域23定向成平行于感興趣的區(qū)域3的表面5，并且設(shè)置成與其相隔小距離。
[0031]在圖示的實(shí)施例中，表面區(qū)域23以由表面區(qū)域21的表面法線12與表面區(qū)域23的表面法線14之間的角度所示的角度Y相對(duì)于表面區(qū)域21而定向。離子束的射束方向15與表面區(qū)域23之間的角度a '，以及相應(yīng)地，在離子束15與表面區(qū)域23的交叉點(diǎn)20的射束方向15與表面區(qū)域23的表面法線14之間的角度a，達(dá)到這樣，也就是即使考慮到角度Y時(shí)，離子束17在緊接著根據(jù)`圖3的材料試樣的狀態(tài)的處理過(guò)程中以非掠入射而射到表面區(qū)域21上。為了避免掠入射到表面區(qū)域21上，例如，下面的條件可以保持:
[0032]y+20° Sa'≤ 90°
[0033]圖4中所示的表面區(qū)域23的位置和方向可以通過(guò)控制射到材料試樣I上的每單位面積的離子劑量基于圖3所示的表面區(qū)域21由離子束蝕刻而實(shí)現(xiàn)，以使得所去除的材料量II具有楔形形狀。在這里，投射到表面區(qū)域23上的離子劑量必須加以控制，以使得離子劑量根據(jù)與表面區(qū)域21和23之間的切口 25的距離而成比例地增加，并且沿著定向成與切口 25平行即垂直于圖4的投影面的線而恒定。使用通過(guò)由以非掠入射離子束的離子束蝕刻的這種處理，在這里，圖3的表面區(qū)域21的初始面的表面形狀如參照?qǐng)D6所述而得以再現(xiàn)。由于初始面21已經(jīng)具有因其通過(guò)使用基本掠入射的離子束而產(chǎn)生的基本光滑的形狀，所以通過(guò)使用非掠入射由離子束蝕刻所產(chǎn)生的表面區(qū)域23可以具有其表面的基本光滑的形狀。
[0034]表面區(qū)域23的形狀由所去除的材料量II的形狀限定。所去除的材料量II的形狀基本上僅取決于射到材料試樣I上的每單位面積的離子劑量，并且基本上不取決于相對(duì)于離子束的表面區(qū)域的方向。通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂粕涞讲牧显嚇覫上的每單位面積的離子劑量就可以實(shí)現(xiàn)表面區(qū)域23的幾乎任意形狀。在參照?qǐng)D4所描述的實(shí)施例中，表面區(qū)域23產(chǎn)生為與感興趣的對(duì)象3的表面5相平行的面。然而，還可以產(chǎn)生彎曲的或具有不同形狀的所期望的表面形狀的表面區(qū)域，同時(shí)是光滑的，即具有小的粗糙度且與所期望的表面形狀僅具有帶有高空間頻率的輕微偏差。
[0035]在參照?qǐng)D4所描述的處理步驟結(jié)束時(shí)，表面區(qū)域23得以產(chǎn)生，其緊密地設(shè)置至感興趣的對(duì)象3的表面5并且在其表面中具有小的粗糙度，從而使人們可以通過(guò)使用電子顯微鏡或者在離子束的幫助下開(kāi)始分析感興趣的區(qū)域3。為此，聚焦的電子束或離子束掃過(guò)整個(gè)表面區(qū)域23或其部分區(qū)域上，以便記錄表面區(qū)域23的電子顯微鏡或離子顯微鏡圖像。電子或離子有助于該圖像的創(chuàng)建，其在表面區(qū)域23的表面被反射，或者分別處于表面下面的材料的較小深度處作為后向散射的粒子，比如電子和離子，或者作為二次電子發(fā)出。
[0036]在此分析的上下文中，通過(guò)從相對(duì)于圖4所示的離子束的射束方向的材料試樣I的方向開(kāi)始的額外的離子束蝕刻，可以進(jìn)一步使表面區(qū)域23接近感興趣的對(duì)象3，如下面將參照?qǐng)D5所述。
[0037]盡管分析了表面區(qū)域23和感興趣的對(duì)象3，但是感興趣的對(duì)象3還可以通過(guò)燒蝕來(lái)自感興趣的對(duì)象3的材料而進(jìn)行修改，例如，通過(guò)粒子束蝕刻或者通過(guò)在感興趣的對(duì)象3的材料的粒子束誘導(dǎo)沉積。
[0038]圖5示出了在去除通過(guò)控制離子劑量而產(chǎn)生的標(biāo)記有IV的額外的陰影線材料量后的材料試樣1，以使得感興趣的對(duì)象3的表面5得以暴露并且可以通過(guò)直接使用電子顯微鏡或離子顯微鏡來(lái)進(jìn)行研究。在這里，人們可以一步一步地進(jìn)行:記錄表面區(qū)域23的電子顯微鏡或離子顯微鏡圖像，根據(jù)該圖像確定在材料試樣I的每單位面積的離子劑量的分布，根據(jù)所確定的劑量分布執(zhí)行離子束蝕刻的步驟以及在記錄該部分的然后新產(chǎn)生的表面的電子顯微鏡或離子顯微鏡圖像后再次計(jì)劃離子束蝕刻的下一個(gè)步驟，以實(shí)現(xiàn)感興趣的對(duì)象3的表面5的精確的暴露，而不存在由離子束蝕刻所造成的毀壞。
[0039]此外或可替代地，還可以使用在材料量IV的類似掃描的燒蝕的過(guò)程中出現(xiàn)的電子和/或離子，用于記錄表面區(qū)域23的圖像，以便使表面5精確地暴露。
[0040]此外，通過(guò)使用電子顯微鏡還可以監(jiān)視參照?qǐng)D1至4所描述的所有處理步驟，并且隨其而控制這些處理步驟。
[0041]參照?qǐng)D1至6，描述了處理的方法。這些圖中的每個(gè)僅示意性地示出了材料試樣的橫截面，其中，基本上不同的幾何形狀存在于實(shí)際的材料試樣處理過(guò)程中。例如，材料量III可以基本上大于材料量I或材料量II，并且表面區(qū)域2與表面區(qū)域11之間的距離也可以基本上大于表面區(qū)域11與表面區(qū)域23之間的距離。
[0042]在前面描述的實(shí)施例中，激光束處理的方法用作去除材料量III的處理的快速方法，其在單獨(dú)使用時(shí)不足以產(chǎn)生具有所期望的小粗糙度的材料表面。代替或除此之外，可以使用另一種方法。用于去除材料量III的這樣的處理方法的示例是處理的機(jī)械方法，比如鋸切和銑削，或者處理的化學(xué)方法，比如蝕刻。
[0043]在前面描述的實(shí)施例中，離子束蝕刻被進(jìn)一步用作用于去除材料量1、材料量II以及材料量IV的處理的方法，其允許產(chǎn)生具有所期望的小粗糙度的材料表面。代替或除此之外，可以使用另一種方法。用于去除材料量1、材料量II以及材料量IV的這樣的處理方法的示例是粒子束蝕刻方法，比如與施加由電子束蝕刻所使用的電子束或因電子束而從材料試樣中出現(xiàn)的二次電子激活的處理氣體相結(jié)合的電子束蝕刻，以便與材料試樣的表面上的材料反應(yīng)，并且形成從材料試樣的表面中溶解的化合物。
[0044]同樣在離子束蝕刻用作粒子束蝕刻的情況下，由離子束或因離子束比如二次電子而從材料試樣中出現(xiàn)的二次粒子激活的處理氣體可被另外施加，以便加速材料燒蝕。
[0045]雖然已經(jīng)參照特定的示例性實(shí)施例對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行了描述，但是很明顯，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多替換、修改及變化將是顯而易見(jiàn)的。因此，本文所闡述的本公開(kāi)的示例性實(shí)施例旨在是說(shuō)明性的，不以任何方式受到限制。在不脫離下面的權(quán)利要求所限定的本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，可以做出各種改變。
[0046]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0047]本申請(qǐng)要求2012年11月12日在德國(guó)提交的專利申請(qǐng)?zhí)枮?02012022168.1的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種處理材料試樣的方法，其中，所述方法包括: 在粒子束柱的處理區(qū)域中處置所述材料試樣，并且在第一方向上相對(duì)于所述粒子束柱定向材料試樣； 通過(guò)使用由所述粒子束柱產(chǎn)生的粒子束由粒子束蝕刻將第一材料量從所述材料試樣中去除來(lái)產(chǎn)生材料試樣的基本光滑的第一表面區(qū)域，其中，所述第一材料量由所述第一表面區(qū)域部分地限定，并且其中，在所述粒子束與第一表面區(qū)域的交叉點(diǎn)處的粒子束的射束方向與第一表面區(qū)域的表面法線之間的角度大于80°且小于90° ; 在所述粒子束柱的處理區(qū)域中處置所述材料試樣，并且在第二方向上相對(duì)于粒子束柱定向材料試樣，從而使在所述粒子束與第一表面區(qū)域的交叉點(diǎn)處的粒子束的射束方向與第一表面區(qū)域的表面法線之間的角度小于70° ; 通過(guò)使用由所述粒子束柱產(chǎn)生的粒子束由粒子束蝕刻將第二材料量從所述材料試樣中去除來(lái)產(chǎn)生材料試樣的基本光滑的第二表面區(qū)域，其中，所述第二材料量由所述第一表面區(qū)域部分地限定且由所述第二表面區(qū)域部分地限定，并且其中，在所述粒子束與第二表面區(qū)域的交叉點(diǎn)處的粒子束的射束方向與第二表面區(qū)域的表面法線之間的角度小于60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述粒子束與第二表面區(qū)域的交叉點(diǎn)處的粒子束的射束方向與第二表面區(qū)域的表面法線之間的角度小于10°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述第一表面區(qū)域的平坦部分的表面法線與所述第二表面區(qū)域的平坦部分的表面法線之間的角度滿足下列條件中的至少一個(gè) 20° < Y < 90° 和 Y< 60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:在所述粒子束柱的處理區(qū)域中處置所述材料試樣之前通過(guò)從材料試樣中去除第三材料量來(lái)產(chǎn)生材料試樣的第三表面區(qū)域，并且在所述第一方向上相對(duì)于所述粒子束柱定向材料試樣，其中，所述第一材料量由所述第三表面區(qū)域部分地限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第三材料量通過(guò)激光束處理而從所述材料試樣中去除。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述第三表面區(qū)域具有的粗糙度大于0.5 μ m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二表面區(qū)域具有的粗糙度小于 0.2 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粒子束是離子束，所述粒子束柱是離子束柱，以及所述粒子束處理是離子束蝕刻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粒子束是電子束，所述粒子束柱是電子束柱，以及所述粒子束處理是電子束蝕刻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:在所述粒子束處理過(guò)程中將處理氣體供給至在所述材料試樣上的粒子束的入射位置。
【文檔編號(hào)】G01N1/32GK103808552SQ201310601890
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】R·薩爾澤 申請(qǐng)人:卡爾蔡司顯微鏡有限責(zé)任公司