用于对样品去层以对样品进行逆向工程的系统和方法与流程

本申请是申请日为2012年11月12日、发明名称为“用于对样品进行离子束去层的方法和系统及对其的控制”的申请号为201210450966.6的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及使用离子束打磨机来对样品进行去层，具体涉及使用宽幅离子束打磨机通过选择性地将样品的层的一种或多种材料移除来除去所述层，且具体涉及对其的控制。

背景技术：

在移除诸如半导体芯片(semiconductor die)等样品中的层时，涉及到将包括金属和电介质的集成电路中的很少量且很薄的层移除，以便以精确且可控的方式让下层电路露出。典型的方法包括：湿式化学蚀刻、干式(等离子体)蚀刻、以及机械抛光或物理磨蚀。

机械抛光是通过如下方式来执行的：使用抛光垫和磨料浆对样品手动抛光，以将样品的表面侵蚀到所需的程度。在这一过程中所面临的问题是外围和表面的侵蚀不均匀，在这方面举例来说，铜比SiO₂移除得慢。这就会导致：由于施加在不同点处的压力的大小有差异，或者在对样品进行加工的期间内该样品的要素密度(feature density)有差异，因而对于给定表面的移除是不均匀的。

湿式(化学)蚀刻是通过如下方式来执行的：使用化学制剂并将样品浸入该化学制剂中，引起化学反应以从样品表面移除材料。这很难控制，其原因是该化学制剂对样品中的不同材料进行蚀刻时的速率有差异，而且，材料界面可能受到严重影响，这再次导致了对材料的移除的不均匀。

干式(等离子体)蚀刻是通过如下方式来执行的：使用非活性气体和/或活性气体的组合，在强电场中在真空环境下电离。活性离子引起样品上的化学反应和物理轰击，由此从样品移除材料；而非活性离子仅引起对样品的物理轰击，且由此侵蚀(敲击掉)样品。材料密度的不均匀性和蚀刻物质浓度(etch species concentration)的不均匀性不利地影响了蚀刻速率和后续的移除过程。

离子束打磨也用于通过蚀刻或打磨样品来移除样品中的材料。离子束打磨也可用于半导体工业中的其它各种目的，例如膜沉积、或者表面改性或表面活化。使用具有活性气体和非活性气体的离子束源，将源气体离子化，提取正离子且让这些正离子向驻留在真空腔室中的可旋转冷却台上的样品加速。可以调整样品台的角度，以实现离子在样品表面上的所期望作用。本领域已知有各种各样的离子打磨系统，例如，聚焦离子束打磨(Focussed Ion Beam Milling；FIB)系统和宽幅离子束打磨(Broad Ion Beam Milling；BIB)系统。

通常具有镓离子的很窄(小直径)的离子束被用在FIB系统中，用于移除样品(通常在半导体集成电路上)中的精确位置上的材料，也用于在IC上沉积新的材料。这被用来编辑电路，变更连接的路线以便修补损坏或引入新功能。FIB系统也被用来横剖样品，构建新的物理结构，以及在极小的尺度上物理地成形材料(微加工)。由离子束成形的典型区域将会以微米计量，或者至多几十微米。保持样品静止不动，同时用离子束来回扫描。离子束与样品所成的角度可以通过让样品倾斜来控制。由于FIB系统的打磨速率相对较慢，所以能够被FIB实际上改性的目标区域被局限得很小。此外，关于小扫描束还有许多其它方面使得很难准确地对较大的区域改性，这些方面包括停留时间(dwell time)、重叠区域、各扫描之间的接近、以及各要素，所有这些都会例如因为很窄的离子束掠过样品(例如，集成电路)的整个表面而恶化。

中等直径的离子束(毫米级)通常被用于“清扫”样品，消除在此前的各步骤中产生的表面损害。一个示例是：在透射电子显微镜(TEM)样品制备阶段，使用物理磨料将样品抛光直至很薄，然后中等直径的离子束(通常使用氩离子)被用来磨蚀该样品表面，并轻轻地打磨掉(纳米级厚度的)薄层。保持离子束静止不动，与此同时，通常是让样品旋转或来回扫描，或者让样品既旋转又来回扫描。通常可以通过移动离子枪来调整离子束与样品所成的角度。被打磨的区域以几百微米计量或以毫米计量。

最后，宽幅离子束打磨系统(直径为厘米级)也被用在半导体器件的制造过程中。对样品的层加掩模，当样品暴露在离子束下时，没有被掩模保护的较大区域上的材料被移除。离子枪是静止不动的，但是样品可以旋转并倾斜至不同的角度。被打磨的区域以厘米计量。被移除的材料在性质上通常是同质的(单种材料的层或单种化合物的层被打磨直到被移除)。BIB打磨机局限于移除同质材料层，因为对于给定的同质层而言，移除速率保持为恒定，直到触及下一层为止。BIB打磨离子枪与该离子枪前部的“栅格(grid)”或“场(field)”相关联，这些“栅格”或“场”能够改变离子束的参数。宽束离子枪应用中的典型的束发散度在5至20cm的范围内。典型地，集成电路(IC)中的宽幅离子束应用包括当在IC上构建结构时进行的沉积或去层(delayering)。

在沉积应用中，宽幅离子束射向材料源。离子束轰击材料源，并使材料源的原子喷射出来。将基板置于如下位置处：所喷射的材料源会在该位置处以大致均匀的方式碰击并且结合为层。基板可以线性移动(沿着x方向、y方向和z方向)并且旋转(绕着x轴、y轴和z轴---这应该包括基板的关于所喷射材料源的主要作用方向的倾斜角度的变化)。掩模可以被用来在基板上创建预定的结构。可替代地，材料可以预先按照预定图案沉积在掩模上，且在移除了该掩模时，使得所沉积的材料以上述预定图案的负像(negative image)的方式保留在基板上。

在材料移除应用中，宽幅离子束射向样品，按照非选择性的方式移除样品材料。一般而言，掩模被提前施加在样品上，或者掩模材料按照预定图案预先沉积在样品上。公知的系统被配置用来在不侵蚀掩模或该掩模下面的样品的前提下，不加任何选择地移除该样品的同质材料层，从而易于在IC上创建结构。可以调整样品的角度以使大致上同质的材料层的移除速率最大化。端点检测系统也可以用来检测出何时已经基本上移除了上述大致同质的材料层以及何时正要移除下一层的材料，在此时刻，停止移除。

美国专利申请No.11/205,522披露了“Method of Reworking Structures Incorporating Low-K Dielectric Materials(对含有低介电常数的电介质材料的结构进行再加工的方法)”。美国专利申请No.11/661,201披露了“Directed Mult-Deflected Ion Beam Milling of a work Piece and Determining and Controlling Extent Thereof(工件的定向多偏离离子束打磨以及确定并控制其程度)”。此外，美国专利No.5,926,688披露了“Method of Removing Thin Film Layers of a Semiconductor Component(移除半导体部件的薄膜层的方法)”。然而，这些已提及的专利中没有任何一件专利克服了在对样品进行去层的一般领域中的缺点。

因此，需要能够克服对样品进行去层的一般领域中的一些缺点的方法和系统。

这里提供这些背景技术信息是为了披露本申请人认为的可能与本技术相关的信息。既没有必要也不应该将前述的任何信息解释为构成了对抗本发明的现有技术。

技术实现要素：

本技术的目的是提供用于对样品进行离子束去层的方法和系统以及对其的控制。

根据本技术的一方面，提供了一种用于对样品去层以对所述样品进行逆向工程的系统，其中，所述样品的暴露表面包括多种材料，所述系统包括：离子束打磨机；去层反馈机制；和控制系统，所述控制系统与所述离子束打磨机和所述去层反馈机制可操纵地通信，以基于所述反馈机制自动控制所述离子束打磨机的一个或更多个操作参数，从而使用所述离子束打磨机的离子束以相等的离子束移除速率移除所述多种材料中的每种材料，以从所述样品的所述暴露表面移除具有恒定厚度的平坦的层，其中，从所述样品的每个新暴露的表面获取表面数据，以用于对至少一部分的所述样品进行逆向工程。

根据本技术的另一方面，提供了一种使用离子束打磨机对样品进行逆向工程的方法，所述方法包括：识别所述样品的暴露表面中的多种材料以及对应于每种所述材料的离子束移除速率的一个或更多个操作参数；操纵所述离子束打磨机；通过去层反馈机制测量样品去层变化；基于所测量的所述样品去层变化自动调整所识别的所述一个或更多个操作参数，以使用来自所述离子束打磨机的离子束以相等的离子束移除速率同时移除所述多种材料中的每种材料，从而从所述样品的所述暴露表面移除具有恒定厚度的平坦的层；从所述样品的新暴露的表面获取表面数据；以及针对至少再一层重复上述识别、操纵和获取步骤，所获取的表面数据用于对至少一部分的所述样品进行逆向工程。

根据本技术的另一方面，提供了一种用于对样品去层以对所述样品进行逆向工程的系统，其中所述样品的暴露表面包括多种材料，所述系统包括：离子束打磨机；去层反馈机制；以及控制系统，所述控制系统与所述离子束打磨机和所述去层反馈机制可操纵地通信，以基于所述反馈机制自动控制所述离子束打磨机的一个或更多个操作参数，从而以所述多种材料中每种材料各自的离子束移除速率移除所述每种材料；其中，所述控制系统经操作以依据移除步骤的顺序来顺序地操作所述离子束打磨机，从而在每个移除步骤中以所述各自的离子束移除速率顺序地移除所述多种材料中的一种或更多种材料，使得在完成所述顺序时从所述样品的所述暴露表面移除了具有恒定厚度的平坦的层；其中，从所述样品的每个新暴露的表面获取表面数据，以用于对至少一部分的所述样品进行逆向工程。

根据本技术的另一方面，提供了一种使用离子束打磨机对样品进行逆向工程的方法，所述方法包括：识别所述样品的暴露表面中的多种材料；定义移除顺序，所述移除顺序由一个或更多个操作参数定义，其中针对每一移除顺序的所述操作参数中的每一者对应于每种所述材料各自的离子束移除速率；根据所述移除顺序来操纵所述离子束打磨机；通过去层反馈机制测量样品去层变化；在所述移除顺序的每一个步骤期间，基于所测量的所述样品去层变化自动调整所述一个或更多个操作参数，以使用来自所述离子束打磨机的离子束以期望的离子束移除速率来顺序地移除所述多种材料中的至少一种材料，使得在完成所定义的顺序时，从所述样品的所述暴露表面移除了具有恒定的厚度的平坦的层；从所述样品的新暴露的表面获取表面数据；以及针对至少再一层重复所述方法，所获取的表面数据用于对至少一部分的所述样品进行逆向工程。

这些表面数据可以包括能够描述顶面的各要素或其它各方面的特征的图片、图像或其它数据表达。

上述方法可以按照如下任选的方式来执行：一种方式是，移除恒定厚度的层的步骤是在单个步骤中完成的，在这种方式中，存在于恒定厚度的层中的各种材料的预定移除速率是相同的；另一种方式是，移除恒定厚度的层的步骤可以重复多次，在这种方式中，对于每次重复，各种材料各自的移除速率可能是不同的，但是所重复的各步骤(每次重复时，离子束打磨机的操作特性都不同)的结果导致了所述恒定厚度的层的移除。

视需要，上述方法可以进一步包括如下的步骤：重复前述各步骤，直到从样品中已经移除了预定数量的层或已经移除了该样品的预定总厚度，上述预定数量和上述预定总厚度均由操纵人员预先确定。

视需要，上述方法可以进一步包括如下的步骤：使用根据每个已移除层而获取的表面数据，生成层次化电路示意图。

附图说明

从以下结合附图给出的详细描述可以更清楚本技术的特征和优点。在附图中：

图1在各方面表示了存在于IC中的各个层(现有技术)。

图2在各方面表示了离子枪、离子束、样品台和样品(现有技术)。

图3是在各方面表示了对于两种材料A和B而言，材料打磨速率与离子打磨机操作参数的关系的图。

图4是在各方面表示了对于铜(Cu)和二氧化硅(SiO₂)而言，材料打磨速率与样品台角度的关系的图。

图5是在各方面表示了对于铜(Cu)、二氧化硅(SiO₂)和氮化硅(Si₃N₄)而言，材料打磨速率与样品台角度的关系的图。

具体实施方式

定义

样品：样品可以指一种或多种材料的合成物。样品也可以指但不局限于半导体器件、集成电路、任何厚度的金属和电介质的层、处于任何尺寸的区域中的一种或多种材料、光学器件、电子器件，或它们的任意组合。本领域的技术人员将会很容易理解出于本文所公开的主题的目的的样品的含义。

去层可能必须包括但不局限于下列：部分地或者全部地移除一个或多个层，其中，所述一个或多个层或该(些)层的某些部分可以包括一种或多种材料；移除部分地或者全部地包括一种或多种材料的一个或多个层，其中，所述一个或多个层可以包括较小或较大的表面面积；部分地或者全部地移除一个或多个层，其中，所述一个或多个层可以是任何所期望的厚度；部分地或者全部地将一种或多种材料移除至任何所期望的程度；部分地或者全部地移除一个或多个大致平行的层，其中，所述一个或多个大致平行的层或该(些)层的某些部分可以包括一种或多种材料；部分地或者全部地移除一个或多个大致平坦的层，其中，所述一个或多个大致平坦的层或该(些)层的某些部分可以包括一种或多种材料；部分地或者全部地移除一个或多个大致恒定厚度且平行的层，其中，所述一个或多个大致恒定厚度且平行的层或该(些)层的某些部分可以包括一种或多种材料；部分地或者全部地移除一个或多个可变厚度且平行的层，其中，所述一个或多个可变厚度且平行的层或该(些)层的某些部分可以包括一种或多种材料；或者以上的任意组合。出于本文所公开的主题的目的，术语“除去”和“对…进行去层”可以互换地使用。

同质：出于本文的公开内容的目的，“同质”用来描述包括唯一一种材料的材料、结构、合成物或它们的某些部分。

非同质：出于本文的公开内容的目的，“非同质”用来描述包括不止一种材料的材料、结构、合成物或它们的某些部分。

在本文中所使用的术语“大约”是指以标称值为中心在+/-10％范围内的变动。应该理解，无论是否具体指出，本文所提供的给定值中总是包括这种变动。

除非做出其它定义，否则本文所用的全部技术术语和科技术语的含义都与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。

在本申请中，提供了用于除去离子束打磨机中的样品的层的方法、系统和计算机程序产品，所述层包括一种或多种材料，所述去层过程是通过调整离子束打磨机的一个或多个操作参数并且选择性地将所述一种或多种材料中的各材料按照各自的预定速率移除而实现的。

在离子束打磨机中对样品进行去层

可以使用诸如FIB打磨机或BIB打磨机等各种离子束打磨机来完成去层。在本发明所公开的主题的各方面中，是在BIB打磨机中执行样品去层。离子束打磨机可以用来逐层地移除IC中的一个或多个层，使得在IC的整个表面上露出下层电路。例如，如图1所示，IC可以具有很多层。最底层可以是poly(多晶硅)层101。在该poly层上紧接着可以是多个金属层102至105。本领域的技术人员将会很容易理解IC内的各层。

根据本发明的一些实施例，样品的层或该样品的某些部分的层可以由一种或多种材料制成。移除某层可以包括部分地或者全部地移除存在于该层中的一种或多种材料。层可以具有任意厚度。存在于样品中的一种或多种材料可以是来自化学周期表的任何一种或多种材料。每一层均可以由材料的混合物制成，这些材料例如是但不局限于具有各种形状和结构的金属和电介质。正如本领域技术人员所知晓的那样，市场上很容易获得各种各样的离子束打磨机。出于本文的公开内容的目的，“离子束打磨机”、“打磨机”和“离子打磨机”均可以互换地使用。类似地，“宽幅离子束打磨机”、“BIB打磨机”和“宽束离子打磨机”也均可以互换地使用。

离子束打磨机可以包含一个或多个离子束源。根据本发明的一些实施例，离子打磨机包含：一个或多个大直径栅格式离子束源；和一个角度可变的冷却式样品台，该样品台能够倾斜并旋转。样品台可以安置在真空腔室中。各种气体注入系统可以配送不同的处理气体，且等离子体桥中和器(plasma bridge neutralizer)可以用来中和离子束。真空计、预真空进样室(load-lock)、真空泵、一个或多个控制面板、以及一个或多个处理器也可以与离子打磨机相关联。离子打磨机也可以包括用于引进各种气体的元件和用于控制样品台的一个或多个元件。此外，一个或多个离子束源可以与光阑(aperture)及静电透镜相关联。离子打磨机可以包含一个或多个致动器，以启动离子打磨机的一个或多个元件。离子打磨机可以包括一个或多个控制器或包括一个控制系统，该控制系统包括一个或多个处理器，以控制一个或多个离子打磨机操作特性或参数。应该理解，离子打磨机的操作和离子打磨机的各个基本部件对于本领域的技术人员而言是很容易知晓的。图2示出了离子源201的示例图，从离子源201产生离子束202。该离子束冲击放置在样品台203上的样品204。

根据本发明的一些实施例，离子打磨机及其各个部件可以被统称为离子打磨机。离子打磨机可以包括端点检测单元作为其部件之一。端点检测单元能够可操纵地与离子打磨机连接。端点检测单元能够在一种或多种材料正被移除时检测或测量出样品中的一个或多个变化。例如，该检测单元能够针对不同材料的定性和/或定量进行检测或测量。离子打磨机可以包括成像系统作为其部件之一。成像系统能够可操纵地与离子打磨机连接。本领域技术人员可以容易地知晓各种端点检测单元和成像系统。此外，离子打磨机可以与控制系统一起形成一个用于对样品进行去层的系统。

一般而言，在离子束打磨机中对样品进行去层会涉及到离子束入射和对样品的表面的冲击，借此，离子束与该表面的相互作用导致材料以一定的速率从该表面移除。出于本文所公开的主题的目的，术语“速率”、“材料移除速率”、“移除速率”、“去层速率”、“打磨速率”、“蚀刻或刻蚀速率”、“材料速率”和“移除的速率”均可以互换地使用。

样品的表面可能是非同质的，并因此构成了不同的材料合成物。样品的表面也可能是同质的，其构成了单一的材料合成物。从表面移除材料可以是选择性移除存在于该表面上的一种或多种材料。从表面移除材料也可以是非选择性地移除一种或多种材料，而不对要从该表面上移除的是何种材料施加任何控制。当对样品的表面进行了去层时，无论被去层的表面是同质的还是非同质的，留下的下层表面可能是大致均匀或均一的。当对样品的表面进行了去层时，留下的下层表面也可能是基本上不均匀或不均一的。

根据本发明的一些实施例，通过调整离子束打磨机的各操作特性中的一个或多个操作特性来配置该离子束打磨机。该一个或多个离子束打磨机操作特性可以与在移除材料时所用的预定速率相关联。对样品进行去层可以通过把离子打磨机配置成将一种或多种材料以它们各自的预定速率从样品移除来实现。移除速率与离子打磨机操作特性集合的相关性可以在实验上通过反复试验(trial and error)或通过拟合方法来获得。移除速率和与它们相关联的离子打磨机操作特性集合可以记录或存储在任何存储介质中，以用于将来对离子打磨机的操控，所述存储介质例如是数据库、存储器件、计算存储器件或本领域技术人员所知晓的任何存储介质。

可以将去层设置成执行一定的时间；之后，可以从离子束打磨机移走样品，对该样品进行分析，并且必要的话进一步进行去层，直到实现所需程度的去层为止。

根据本发明的一些实施例，可以设置成一直执行去层直到除去了样品的一定厚度为止。去层也可以涉及移除大致平行的同质或非同质的层。将要被除去的样品层的表面面积可以是较大的。进一步地，将要被除去的样品层的表面面积可以在5至20平方厘米的范围内。

根据本发明的一些实施例，二次离子质谱(SIMS)端点检测单元可以用来帮助准确地控制打磨速率。本领域技术人员很容易理解SIMS及其作为端点检测元件的用途。视觉检测、化学检测工具、其它质谱工具或本领域技术人员很容易知晓的任何端点检测系统也可以用作端点检测单元/元件来准确地控制打磨速率。

根据本发明的一些实施例，可以为了对器件内固有的电路进行逆向工程而执行去层。离子束打磨机可以用来逐层地对器件进行去层，使得各层的表面上的电路或电路接线暴露出来。当对器件进行了去层时，就可以获取各层的图片、图像或其它表达(例如，基于所检测到的表面要素的数据表达的电路示意图模型)，由此获取各层的表面上的电路或电路接线。使用适当的软件工具，通过将不同层的图片、图像或其它表达拼凑在一起，就能够生成器件内固有的各个部件之间的电路接线，无论其是层内的还是层之间的电路接线。对于更大器件内的各个器件，可以重复上述这个过程，并且可以开发出该更大器件内的各个器件的电路接线的层次化示意图。也可以使用专用软件工具来生成层次化电路示意图。这种电路示意图可有效地识别出使用了正被去层的目标器件中所要求的元件的迹象。根据本发明的一些实施例，可以为了(但不局限于)下列目的而执行去层：故障分析(缺陷识别)、电路编辑、样品/器件特性测量、设计的检验、以及赝品检测。

选择性

如上所述，离子束打磨机的操作可以取决于一个或多个离子束打磨机操作特性或参数。离子束打磨机的操作和这种操作的结果可以根据针对一个或多个离子束打磨机操作特性所做的调整而变化。

根据本发明的一些实施例，一个或多个离子打磨机操作特性或参数可以包括但不局限于：离子束方向、离子束大小、样品冷却状况、腔室基础压力、腔室跨接压力、腔室处理压力、预真空进样室基础压力、预真空进样室跨接压力、样品台线性位置、样品台角度、样品台旋转速度、样品台温度、离子源加速器电压、离子源加速器电流、离子源束电压、离子源束电流、离子源提取器栅格配置、离子源提取器栅格材料、等离子体桥中和器(PBN)阴极电压、等离子体桥中和器发射电流、PBN气体流、离子源气体流和类型、背景气体流和类型、样品与离子枪所成的角度、任何的腔室条件、侧壁角度或它们的任何组合，或者是本领域技术人员所知晓的可调整的任何离子打磨机特性或参数。出于本文所公开的主题的目的，“离子打磨机操作特性”、“离子打磨机操作参数”、“特性”和“参数”可以互换地使用。类似地，“样品台角度”和“样品角度”可以互换地使用。“离子束角度”、“样品与离子束所成的角度”或者“样品台与离子束所成的角度”都意味着离子束冲击样品的角度。

根据本发明的一些实施例，离子源射频功率可以是前进的或反射的。离子源提取器栅格配置可以包括为提取器栅格选择适当的材料、大小、数量和栅格图案。提取器栅格配置可以被设置成用于产生聚焦的、准直的或发散的离子束。根据本发明的一些实施例，离子源气体流和类型可以是多种多样的。离子源气体可以是不活泼的或活性的。进一步地，背景气体流和类型可以是多种多样的。背景气体可以是活性的。此外，样品与离子枪所成的角度可以通过移动样品台或通过移动离子枪或通过移动它们二者来进行调整。可以调整样品与离子枪所成的角度以选择最佳的蚀刻/打磨速率。根据本发明的一些实施例，离子源提取器栅格材料可以是石墨、钼或本领域技术人员很容易理解的任何其它材料。

根据本发明的一些实施例，调整一个或多个离子打磨机操作特性就可以提供不同的材料移除速率。例如，对于给定的离子打磨机操作特性集合，特定样品或不同样品中的特定材料的移除速率可以相同。作为另一示例，对于不同的离子打磨机操作特性集合，给定样品中的给定材料可以具有不同的移除速率。作为又一示例，对于给定的离子打磨机操作特性集合，不同样品中的给定材料可以具有不同的移除速率。作为再一示例，对于不同的离子打磨机操作特性集合，不同样品中的给定材料可以具有不同的移除速率。对于同一样品或不同样品中的给定材料，上述一个或多个离子打磨机操作特性的各种排列和组合可以提供不同的移除速率。离子打磨机操作特性或参数的集合可以必须包括一组对应于与材料的移除速率相关联的一个或多个离子打磨机操作特性或参数的值。

根据本发明的一些实施例，速率可以是预定的。可以借助实验通过反复试验或借助拟合方法来获得预定速率。对于给定的材料，可以通过将离子束打磨机特性设定为某组值并获得相应的材料移除速率来获得预定速率。

例如，可以通过将特定材料置于离子打磨机内、将操作特性调整到某组值并记录该材料的移除速率来获得该材料的第一预定速率。可以通过将离子打磨机操作参数调整到第二组值来获得上述材料的第二预定移除速率。进一步，对于给定材料，可以设定各种不同的离子打磨机操作特性集合，并确定相应的速率。此外，可以设定各种不同的离子打磨机操作特性组合，并且执行实验，以获得相同样品或不同样品中的一种或多种材料的移除速率。然后，可以将这样确定的速率归类为预定速率。预定速率也可以通过拟合方法获得。在各方面，可以通过引入活性物质并将它们与从离子束源喷射的物质混合，来获得材料的预定速率。应该理解，用于获得或测量材料移除速率的任何方法都将落入本发明的范围之下。

不同材料的预定速率可以与它们各自的离子打磨机操作特性集合相关联。不同材料的预定速率和与它们相关联的相应离子打磨机操作特性集合可以被手动地记录或被存储在任何介质中，并用于将来的离子打磨机的操控。根据本发明的一些实施例，每个离子打磨机操作特性集合可以包括一个或多个离子打磨机操作特性。每个集合内的一个或多个离子打磨机操作特性的值可以是已经在反复试验或拟合过程中设定的值。此外，因为这些值可以在反复试验或拟合过程中设定，所以它们也可以被视为预定的值。进一步地，用来存储离子打磨机操作特性集合及相关联的相应预定速率的介质是计算机驱动器、电子器件、光学器件或本领域技术人员很容易知晓的任何存储介质。存储介质可以是离子打磨机的一部分，存储介质也可以是包括离子打磨机和控制系统的系统的一部分。

根据本发明的一些实施例，选择性移除可以被视为：为了按照某个预定速率移除材料，相对于按照另一个不同的预定速率移除另一材料而言，调整一个或多个离子打磨机操作特性。此外，选择性移除可以被视为是将特定材料移除。非选择性移除可以被视为是以某组操作参数来操纵离子打磨机，而不对一种或多种材料的移除速率进行控制。这会导致不均匀或不均一的下层表面。

根据本发明的一些实施例，离子打磨机操作特性可以设置成使得在给定的时间段内，第一材料的预定移除速率比第二材料的预定移除速率大。此后，在第二材料的预定移除速率比第一材料的预定移除速率大的时间段内，可以将离子打磨机特性调整并设置为另一组值。将要被移除的所有材料的预定速率基本上相同也是可以的。出于本文的公开内容的目的，“时间段”和“一段时间”可以互换地使用。

根据本发明的一些实施例，可以设置上述一个或多个离子打磨机操作参数中的除了一者之外的其余全部参数。上述一个或多个离子打磨机操作参数中的一者是可变的，并且针对这个可变的离子打磨机操作参数的各个值，可以通过实验或通过拟合来获得一种或多种材料的移除速率。所获得的结果和为了获得这些结果时所设置的相应离子打磨机操作参数可以彼此相关联，并存储在存储介质中。本领域技术人员可以很容易地理解所需的存储介质的种类。基于所获得的结果，可以绘制如图3所示的曲线图300。所绘制的曲线图中将两种材料A 310和B 320的打磨速率或移除速率图示为离子打磨机操作参数的函数。在301处，材料B的移除速率大于材料A的移除速率。在302处，材料A和材料B的移除速率基本相等，而在303处，材料A的移除速率大于材料B的移除速率。

根据本发明的一些实施例，当对包括材料A和材料B的样品进行去层时，可以将该去层设置成是利用如下的一个或多个离子打磨机操作参数来进行的：该一个或多个离子打磨机操作参数被设置成使得同时移除材料A和材料B。如在交叉点302处所示，当上述一个或多个离子打磨机操作参数被设置成使得材料A和材料B的移除速率基本相等时，可以实现材料A和材料B的同时移除。例如，上述一个或多个离子打磨机操作参数可以被设置成使得与材料A相比以更快的速率移除材料B。于是，可以实现从样品中选择性地移除材料。在这种去层过程中，对于两种材料A和B的任何移除速率而言，除了一个离子打磨机操作参数之外的其余全部参数都将会保持恒定。这一个可变的离子打磨机操作参数可以按照需要被设置为相应的值。例如，对于在302处进行去层而言，所需的参数值可以是对应于该交叉点的参数值。这就允许以相同的速率移除材料A和材料B。

根据本发明的一些实施例，可以设置一个或多个离子打磨机操作特性，并且可以确定作为样品台角度(其也可以被视为离子打磨机的操作参数)的函数的移除速率。可以通过实验或通过拟合方法来确定一种或多种材料的速率。进一步地，任何其它的离子打磨机操作特性均可以取代样品台角度。

例如，所确定的速率可以针对两种材料，并且这两种材料可以是Cu和SiO₂。与Cu和SiO₂的在各个样品台角度情况下的移除速率相关的离子打磨机操作特性集合可以彼此相关联，并存储在任何存储介质中。使用所确定的速率和来自存储介质的相关联的离子打磨机操作特性，可以针对Cu 401和SiO₂ 402绘制出曲线图400，该曲线图图示了作为样品台角度的函数的预定速率。应该理解，可以在不用明确地绘制曲线图的前提下执行去层。例如，可能包括一个或多个处理器的控制系统能够控制离子打磨机对样品进行去层，而不用明确地绘制曲线图。

参见图4所绘制的曲线图400，可以获得交叉点403，在这一点处，对于特定的样品台角度，Cu和SiO₂的移除速率基本相同。该交叉点可以提供Cu和SiO₂的预定移除速率。例如，如果要除去包含Cu和SiO₂的层，那么可以根据所存储的值(这些值可能与交叉点有关)调整离子打磨机操作特性，以便在一段时间内将Cu和SiO₂按照各自的与交叉点有关的预定速率移除。

作为另一示例，所确定的速率可以针对三种材料，这三种材料可以是Cu、SiO₂和Si₃N₄。与Cu、SiO₂和Si₃N₄的在各个样品台角度情况下的移除速率相关的离子打磨机操作特性集合分别可以彼此相关联，并存储在本领域技术人员所知晓的任何存储介质中。使用所确定的速率和来自存储介质的相关联的离子打磨机操作特性，可以针对Cu 501、SiO₂ 502和Si₃N₄ 503绘制出曲线图500，该曲线图图示了作为样品台角度的函数的预定速率。

参见图5所绘制的曲线图，可以获得交叉点504，在这一点处，对于特定的样品台角度，Cu和Si₃N₄的移除速率基本相同。还存在着SiO₂与Si₃N₄之间的交叉点505，在这一点处，对于特定的样品台角度，SiO₂和Si₃N₄的移除速率基本相同。例如，如果要对包括含有Cu、SiO₂和Si₃N₄的层的样品进行去层，那么可以根据所存储的值(这些值与Cu和Si₃N₄的交叉点有关)调整离子打磨机操作特性，以便在一段时间内选择性地将Cu和Si₃N₄按照各自的预定速率(该预定速率应该与Cu和Si₃N₄的交叉点有关)移除。此后，可以根据所存储的值(这些值与SiO₂和Si₃N₄的交叉点有关)调整离子打磨机操作特性，以便在一段时间内选择性地将SiO₂和Si₃N₄按照各自的预定速率(该预定速率应该与SiO₂和Si₃N₄的交叉点有关)移除，从而留下基本均匀的下层表面。在交叉点504和交叉点505之间，唯一的可能需要改变的离子打磨机操作参数可以是样品台角度。

根据本发明的一些实施例，在要被移除的任何材料之间都可能没有任何交叉点。例如，类似于以上示例，有一个要被除去的层可能包括三种材料A、B和C。在获得了预定速率并绘制了类似于图5的曲线图之后，可能会发现没有任何交叉点。在这种情况下，离子打磨机操作特性可以设置成使得在一段时间内可以首先选择性地移除三种材料中具有较低预定速率的两种材料，然后可以调整离子打磨机操作特性使得在另一段时间内选择性地移除具有较高预定速率的第三种材料。移除前两种材料所需的时间段可以比移除第三种材料所需的时间段长。

作为示例，参见下表。

对于给定的离子打磨机操作特性-集合III，全部三种材料A、B和C都可以被移除的预定速率是0.4A/秒。可以调整离子打磨机操作特性以反映在某段时间内的离子打磨机操作特性-集合III，其中，材料A、材料B和材料C同时都被移除。在同时对三种材料A、B和C进行了去层之后，下层表面将是基本均匀的。类似地，可以设置离子打磨机操作特性以反映在一段时间(例如t₁)内的离子打磨机操作特性-集合I，其中，以0.3A/秒移除材料A和材料C，并以0.1A/秒移除材料B。此后，可以设置离子打磨机操作特性以反映在一段时间(例如t₂)内的离子打磨机操作特性-集合II，其中，以0.1A/秒移除材料A和材料C，并以0.3A/秒移除材料B。在t＝t₁+t₂时，所有三种材料A、B和C同样都已经被移除，由此留下了基本均匀的下层表面。

根据本发明的一些实施例，可能存在有任意种数量的材料。选择性地移除一种或多种材料使得留下的下层表面基本均匀或均一。此外，对上述一种或多种材料的选择性移除本身可以是均匀或均一的。对上述一种或多种材料的选择性移除本身也可以是非均匀或非均一的。进一步地，无论对上述一种或多种材料的选择性移除是均匀的还是非均匀的，在移除了上述一种或多种材料之后，下层表面都基本均匀或均一。

根据本发明的一些实施例，可以调整一个或多个操作特性或参数来选择性地移除样品的侧壁，其中，该侧壁包括一种或多种材料。可以依赖于该一种或多种材料的预定速率及它们各自的相关联的离子打磨机操作特性来调整离子打磨机，以便从样品的侧壁选择性地将上述一种或多种材料按照各自的预定速率移除。此外，通过调整一个或多个离子打磨机操作特性或参数，使得可以选择性地将样品中围绕着结构的一种或多种材料按照它们各自的预定速率移除。

根据本发明的一些实施例，可以执行材料的选择性移除一直到移除了一定厚度。在各方面，可以依次执行各个离子打磨机操作特性集合，以移除一种或多种材料。每个离子打磨机操作特性集合的执行时间可以是随机的，或者可以被设置成先前可以在实验上通过反复试验或通过拟合方法而确定的特定值。此外，通过控制系统可以实时地调整每个离子打磨机操作特性集合的执行时间。该控制系统可以使用反馈机制来确定每个离子打磨机操作特性集合的最佳执行时间。可以根据要被移除的一种或多种材料的厚度来确定每个离子打磨机操作特性集合的执行时间。

控制系统

根据本发明的一些实施例，一种系统可以包括与控制系统或者与一个或多个控制器可操纵地通信的离子打磨机。控制系统可以对离子打磨机各部件进行单独或整体地控制。控制系统可以包括一个或多个处理器，处理器中装载有适当的软件来执行控制。本领域技术人员很容易理解所需的处理器和相关联的软件。包括与控制系统可操纵地通信的离子打磨机的上述系统也可以包括为其工作的机械、电子和/或光学部件。这些部件也可以被称作执行元件。本领域技术人员很容易理解这类的机械、电子和/或光学部件。进一步地，可以对控制系统编程，使得一旦从用户接收到输入就整体上控制上述系统。

根据本发明的一些实施例，控制系统可以包括：中央控制面板或中央控制板；至少一个计算机、处理器/微处理器或者中央处理单元(CPU)，且配有相关联的计算机软件；一个或多个存储单元/存储器件；电源；功率转换器；控制器；控制器板；各种印刷电路板(PCB)，其例如包括输入/输出(I/O)功能以及D/A(数字模拟转换)功能和A/D(模拟数字转换)功能；电缆；电线；连接件；屏蔽；接地；各种电子接口；以及网络连接器。控制系统可以与离子打磨机及其各部件可操纵地连接并集成。

控制系统可以进一步包括一个或多个存储单元来存储关于一种或多种材料的移除速率和一个或多个离子打磨机操作特性或参数的预定信息。此外，所存储的信息可以是一种或多种材料的与它们的相应离子打磨机操作参数/特性集合相关联的预定速率。该预定速率可以如同在本发明所公开的各方面中所解释的那样来获得。

根据本发明的一些实施例，控制系统可以用来操纵离子打磨机，使得通过提供适当的输入来执行样品的去层。可以通过控制面板或本领域技术人员很容易知晓的任何输入装置来向控制系统提供输入。控制系统一旦接收到输入，就调整一个或多个离子打磨机操作特性，以使得从样品将一种或多种材料按照它们各自的预定速率移除。

根据本发明的一些实施例，上述输入可以包括但不局限于下列：仅与一个离子打磨机操作参数相关联的单个值、与一个或多个离子打磨机操作参数相关联的一个或多个值、一种或多种材料的移除速率、一种或多种材料的去层厚度或移除厚度、用于移除一种或多种材料的时间段、要移除的一种或多种材料、离子打磨机操作特性集合、与一个或多个离子打磨机操作特性集合相关联的执行时间段、各个离子打磨机操作特性集合的执行顺序，或它们的任何组合。

可以对控制系统编程，使得一旦从用户接收到输入就自动地控制一个或多个离子打磨机操作特性。例如，用户提供的输入可以是在某段时间内从样品中移除Cu。一旦从用户接收到这个输入，控制系统就可以自动地使用来自存储介质的与移除Cu相关联的相应预定信息来调整一个或多个离子打磨机操作参数，从而在那段时间内移除Cu。

作为另一示例，用户输入可以是除去样品的一定厚度。一旦接收到该输入，控制系统就可以自动地使用上述去层系统的相关部件来执行以下功能：检测可能存在于要除去的层的表面上的一种或多种材料；获得与从那个层移除一种或多种材料相关联的相应预定信息；以及调整一个或多个离子打磨机操作特性使得将样品去层至所期望的厚度。可以重复上述各功能中的一者或多者，直到除去规定的样品厚度。

根据本发明的一些实施例，控制系统可以包括反馈系统。反馈系统可以是用于对样品进行去层的整个系统的一部分。反馈系统可以使用任何检测机制来实时地分析对样品的去层。该检测机制可以检测当在该去层过程中对操作进行控制以实现最佳性能时所必要的各个方面。本领域技术人员很容易知晓需要检测的用于让操作最优化的各个方面。可以由一个或多个处理器来分析所检测的各个方面。然后，所分析的结果可以用来自动控制一个或多个离子打磨机操作参数或操作参数集合，以便最佳地、选择性地对样品进行去层。该检测机制可以使用SIMS系统。本领域技术人员很容易理解各种检测机制和检测系统/单元。

本发明所公开的主题的各方面

在本申请中，进一步提供了一种使用离子束系统对IC进行去层的方法，这类IC(或其它样品)包括一种或多种材料，其中，通过调整一个或多个离子束系统参数可以选择性地控制一种或多种材料中的任何一者的去层速率，该方法包括如下各步骤：将IC(或其它样品)引入到离子束系统的离子束目标路径中；配置离子束系统以将一个或多个参数中的各个参数设置在各自的预定等级，各所述预定等级与该IC(或其它样品)中各个相应材料的预定去层速率相关联；以及使离子束枪将离子束射向该IC(或其它样品)。

其它步骤可以包括下列中的一者或多者：

·在移除了层之后移走该IC(或其它样品)，分析该IC，重复；

·使用去层材料检测元件进行反馈控制，从而评估样品中的该层或被检测材料的移除进度，以便自动且实时地控制任何给定的层或样品中的材料选择性或非选择性；以及

·将包括同质或非同质材料的基本上均匀的层移除。

在一些实施例中，也公开了一种使用本发明的系统来确定各种材料的相对去层速率的方法。该方法包括如下各步骤：使用上述系统对已知材料进行去层，并确定作为一个或多个参数的函数的去层速率(包括：关于一个或多个参数中的各个参数的任何交互作用效果、以及各个这种参数之间的交互作用可能会怎样影响所述去层速率)；针对一种或多种额外材料，执行重复；视需要将所有这种按经验收集的信息存储在数据存储元件中，以供控制系统使用，从而自动控制存在于任何给定样品中的各材料的选择性等级。

在另一实施例中，提供了一种用于对IC进行选择性地去层的离子束系统，这类IC包括一种或多种材料，该离子束系统包括腔室、一个或多个离子束源以及一个或多个目标台。该系统视需要可以包括：用于将各种气体引入到上述腔室内的额外元件；目标台控制元件；与一个或多个离子束源中的任何一者相关联的下列元件：光阑、静电透镜(聚光镜和物镜)；以及调整一个或多个参数时所必需的所有致动器。

本发明一些实施例的其它部件可以包括下列中的一者或多者：

·数据存储部件：用于存储关于参数和这些参数作用于材料的去层速率上的效果的预定信息；

·参数致动器：离子束系统上的各种致动器，用以自动地响应于从控制元件接收到的信号对参数进行调整；

·控制元件(例如，计算机处理器)：该控制元件被配置成基于数据存储部件中所包含的预定信息和/或从检测元件接收到的信息，向各个参数致动器发送信号以控制对所述参数的调整；以及

·去层材料检测元件(例如，SIMS)：这是指能够检测或测量样品中的变化的检测元件，这类变化涉及去层或蚀刻，例如不同材料的定性和定量，样品中是否存在某(些)要素，或者当这些要素要被除去或与它们邻近的材料要被除去时这些要素的物理、化学或电气特性。

本发明的一些其它方面涉及宽束离子打磨系统的用于逐层地除去半导体芯片的层的用途，包括利用本文所公开的各方法和各系统。这些方面可以包括离子打磨系统的如下用途：移除IC的很薄的层以使下层电路在整个芯片上露出。每一层均可以由具有不同形状和结构的材料(金属和电介质)的混合物制成。

本发明一些实施例的离子打磨机可以包含例如容纳于抽真空的处理腔室中的下列部件：大直径栅格式离子束源；和角度可变的冷却式基板台，该冷却式基板台能够倾斜并旋转。各种气体注入系统能够配送不同的处理气体，而等离子体桥中和器被用来中和离子束。真空计、预真空进样室、真空泵和计算机完成封装。可以安装SIMS端点检测元件来帮助准确地控制蚀刻时间。

可以使用其它的去层材料检测元件，这类去层材料检测元件可以包括视觉检测、其它质谱工具、或者本领域技术人员知晓的其它化学检测工具。

为了控制打磨特性，可以调整离子枪和相关联的目标在使用中的参数。这些参数中的一些参数会影响束条件、腔室条件、样品条件和样品定向、以及射向样品的离子束或其它材料流中的其它材料的用途，这样的参数就能够影响不同的打磨特性。例如，可以通过控制束条件(加速电压、电流)、所用的气体(它们的量、类型和精确的注入位置)、离子枪与样品所成的角度、样品冷却以及样品旋转速率，来控制半导体芯片材料的打磨特性。其它参数可以包括下列中的一者或多者：

·腔室---基础压力、跨接压力、处理压力；

·预真空进样室---基础压力、跨接压力；

·台---线性位置、角度、旋转速率、温度；

·离子源---RF功率(前进的/反射的)、加速器电压、加速器电流、束电压、束电流、提取器栅格配置(提取器栅格的材料、大小、数量和栅格图案)；

·等离子体桥中和器---阴极电压、发射电流；

·气体注入---PBN气体流、源气体流和类型(可以是多种多样的，可以是不活泼的或活性的)、背景气体流和类型(可以是多种多样的)；

·时间---处理步骤时间、步骤的数量和顺序(可以按照特定的顺序使用一系列不同的处理条件)；

·调整样品与枪(涵盖了可移动的样品和可移动的枪)所成的角度，以选择最佳的蚀刻速率和侧壁角度；以及

·已知离子束系统中的任何参数。

用在电路布局或其它样品中的不同材料之间的选择性(差分蚀刻速率)可以取决于那些所列出参数中的全部参数或者一些参数和/或它们之间的交互作用效果。可以调整和操控它们，以便允许选择性蚀刻(仅移除特定材料类型)或非选择性蚀刻(以类似的速率移除所有材料)，使得能够准确且精确地移除集成电路的同质层和非同质层。因此，就能够使得所移除的层(无论同质还是非同质)的厚度是均匀或基本均匀的(并且在任何情况下都远远小于IC中的任何沉积层)。

任何给定材料的作为一个或多个参数的函数的移除速率可以被预先确定，并存储在数据存储部件中，该数据存储部件与用于实施本文所公开的主题的系统及装置相关联。这种数据可以基于根据经验进行的测量来收集，上述根据经验进行的测量是通过调整一个或多个参数然后测量特定材料的去层速率而系统地执行的。通过执行用于评估与各参数的变化有关的去层速率的多因素分析，这种变化之间的交互作用效果也能够被预先确定，并被存储到数据存储部件中。因此，离子束系统能够被配置成使用预定参数去层参数效果以所期望选择性的精确等级执行去层。

在一些实施例中，本文所公开的方法和系统被用来以如下方式对目标进行去层：该方式促进了选择性地移除或蚀刻非同质的且包括多种材料的各层的能力。这种用途的一个应用是使得更容易逐层地进行视觉分析和其它类型的分析。这在逆向工程应用中尤其有用。虽然本发明的目的可以是在非同质的目标上移除厚度非常均匀的层以便分析在下面的这种层，但是目的也可以是移除围绕着由另一不同材料构成的结构的材料，以便更容易(视觉地、电气地或以其它方式)分析给定层内的特定材料。在其它示例中，本文所公开的系统和方法可以用于在目标上沉积材料以保护或预处理那个层，使得就有可能进行给定层的分析或逆向工程。例如，一旦为了对特定层进行分析而已经移除了足够的层，有必要保护该特定层免受离子束腔室外的环境条件的影响，并有必要使目标露出以用于特定层的后续分析。在其它情况下，可以预先处理给定层中的材料，以使得该材料更经得起如下考验：(a)以与非同质的给定层中的其它材料的速率类似的速率进行蚀刻，包括使用离子束打磨机进行蚀刻或本领域已知的其它类型的蚀刻；和/或(b)视觉分析或其它方式的分析(例如，具有特定结构的一种材料的表面特性可能变得粗糙，或具有吸附过来或吸收进来的材料以有助于分析)。所有这些目的都可以根据本文所公开的系统和方法通过控制各个参数来予以选择性地管理和控制。

根据另一实施例，控制参数来管理侧壁蚀刻速率与去层蚀刻速率的相对关系。这在一些方面上可以包括把沿着与去层方向垂直的方向的侧壁蚀刻最小化。

各参数也可以用于当在腔室内引入了活性物质和/或当活性物质用作从离子束源喷射的物质或与该喷射的物质混合时，选择性地控制与存在于样品上的各种材料的反应速率。通过控制参数而能够实现的其它目的包括对表面粗糙度的改变、化学损坏/改性、以及物理损坏/改性。

本文所述的系统和方法的一些实施例用于在样品上均匀地蚀刻、沉积或预处理来自该样品的材料，即使当样品相对于离子束效应的深度而言较大或非常大时。

可以调整参数，使得选择性地以与给定层中发现的其它材料的速率不同的速率移除特定材料，从而移除一些材料而不是其它材料。可替换地，可以调整参数来确保基本相同的去层速率，从而在大面积内均匀地移除极薄的层(特别是，所移除的层的厚度比样品在该层的平面内的长度或宽度小很多)。在一些应用中，上述长度和/或宽度可以在5至20厘米的范围内，并且所移除的层的厚度可以在皮米(picometer)到纳米的范围内。

使用了SIMS测量的反馈控制的控制系统用来确定去层速率以及待去层材料的存在与否，或它们的变化。这可以用作反馈控制系统的一部分，使得以期望的速率对期望的材料进行去层。

示例性实施例

真空系统

适当大小的真空腔室用来支持通过隔离闸(isolation lock)的自动样品进样/取样。容纳有样品台、离子源、抽真空端口、气体供给端口、以及辅助观察要素和监控要素。

快速抽真空能力将处理压力支持在5e-4torr状态下，且泄漏率小于5e-5torr l/s(托·升/秒)。

样品台

能够接受4″直径的样品。进行温度控制(冷却)以允许恒温操作。从样品到台进行热传导。样品绕着中心轴旋转，并且在离子源的平面中的倾斜处于从法线(+/-90度)到0度的范围内。

在预备(run-up)期间内用挡板执行对样品的控制保护，并且改变工艺设置。

离子源

12cm直径RF ICP自动阻抗匹配，具有双栅格聚焦输出。加速电压、提取电压和束电流被控制在大约0～1000V、0～500mA的范围内。

气体供给

向MFC控制式离子源供给惰性气体或活性气体，并且供给用于增强化学打磨的腔室背景气体。此外，还向PBN供给。

PBN

提供氩的离子发生器，其注入电子流以用于离子束中和。

去层

如下的每个表面因素都影响打磨过程——材料、形貌、粗糙度、要素宽度、间隔，而且该影响在本质上是动态的。本发明的离子束打磨系统被配置成尽可能地匹配材料，并通过多个束角度/束电流应用步骤来处理要素形貌。根据对参数的调整来发挥所有这些不同效果的方式之一是通过对尽可能多的可预测的速率匹配进行反复试验来监控效果。

另一困难是要知晓在任何给定的时间该过程处于垂直结构中的哪个位置。“材料监控器”可以用于确定材料混合中的变化，并在发现变化时就获得新材料——即，端点检测。SIMS检测器可以被配置为“材料监控器”。

用于影响蚀刻速率/选择性的另一工具是在(活性的)离子源中直接使用额外的或替代的气体，或者额外的或替代的气体被用作由离子束分裂的背景气体，随后就能选择性地在表面上发生反应。

本文所公开的方法的每个步骤均可以在如下的任何计算装置上予以执行：例如个人计算机、服务器、PDA，等等，并且每个步骤依据各程序元件、各模块或根据任何编程语言(例如，C++、Java、C或其它语言)产生的各对象中的一者或多者，或者依据上述一者或多者的一部分。此外，每个步骤，或者用于执行每个所述步骤的文件或对象等，可以由专门用途的硬件或专为那个用途而设计的电路来执行。