括具有上頸部部分912的真空腔室，離子源914和聚焦鏡筒916位于該上頸部部分912內。聚焦鏡筒916的軸與電子鏡筒的軸傾斜52度。離子鏡筒912包含離子源914、提取電極915、聚焦元件917、偏轉元件920、以及聚焦離子束918。離子束918從離子源914穿過鏡筒916以及在以920示意性指示的靜電偏轉構件之間通向襯底922，該襯底922例如包括在下腔室926內的可移動X-Y臺925上定位的半導體器件。
[0046]臺925能夠優(yōu)選地在水平面(X和Y軸)中和垂直(Z軸)移動。臺925也能夠傾斜近似六十(60)度并且繞Z軸旋轉。門961被打開用于將襯底922插入到X-Y臺925上并且也用于維修內部氣體供應儲存器。門被連鎖，使得在系統(tǒng)處于真空的情況下它不能夠被打開。
[0047]采用離子泵(未示出)用于使頸部部分912抽真空。在真空控制器932的控制下用渦輪分子和機械抽吸系統(tǒng)930將腔室926抽真空。真空系統(tǒng)在腔室926內提供近似I X 10—7托與5X 10 - 4托之間的真空。如果刻蝕輔助、刻蝕阻滯氣體、或沉積前體氣體被使用，則腔室背景壓強可以上升，典型地至大約1Χ1(Γ 5托。
[0048]高電壓電源向離子束聚焦鏡筒聚焦916中的電極提供適當?shù)募铀匐妷河糜诩畈⑶揖劢闺x子束918。當它打到襯底922時，材料從樣品被濺射(S卩，被物理噴射)。離子束918或電子束943能夠將前體氣體分解以沉積材料。
[0049]高電壓電源934被連接到液體金屬離子源914以及離子束聚焦鏡筒916中的適當電極用于形成近似I keV到60 keV的離子束918并且將其引導朝向樣品。依據由圖案生成器938提供的指定圖案操作的偏轉控制器和放大器936被耦合到偏轉板920，由此離子束918可以被手動地或自動地控制以描繪出襯底922的上表面上的對應圖案。在一些系統(tǒng)中，將偏轉板放置在末級透鏡之前，如在本領域中眾所周知的那樣。當消隱控制器(未示出)將消隱電壓施加到消隱電極時，離子束聚焦鏡筒916內的束消隱電極(未示出)使離子束918沖擊到消隱孔徑(未示出)而不是襯底922上。
[0050]液體金屬離子源914典型地提供鎵的金屬離子束。源典型地能夠在襯底922處被聚焦成1/10微米以下寬的束用于通過離子研磨、增強刻蝕、材料沉積來修改襯底922或者用于對襯底922成像的目的?？商娲?，等離子體離子源能夠被使用。
[0051]被用于檢測二次離子或電子發(fā)射的帶電粒子檢測器940(諸如Everhart Thornley或多路板)被連接到視頻電路942，該視頻電路942將驅動信號供給到視頻監(jiān)控器944并且接收來自控制器919的偏轉信號。下腔室926內的帶電粒子檢測器940的位置能夠在不同實施例中變化。例如，帶電粒子檢測器940能夠與離子束共軸，并且包含用于允許離子束通過的孔。在其它實施例中，二次粒子能夠穿過末級透鏡而被收集并且然后離軸轉向用于收集。
[0052]微操縱器947 (諸如，來自 Omniprobe 公司(Dallas，Texas)的 AutoProbe 200?,或來自Kleindiek Nanotechnik (德國的Reutlingen)的Model MM3A)能夠精確地在真空腔室內移動物體。微操縱器947可以包括精確電子馬達948，該精確電子馬達948被定位在真空腔室外面以提供被定位在真空腔室內的部分949的X、Y、Z以及Θ控制。微操縱器947能夠裝配有不同末端執(zhí)行器用于操縱小的物體。在本文中描述的實施例中，末端執(zhí)行器是細探頭950。
[0053]氣體遞送系統(tǒng)946延伸到下腔室926中用于引入和引導氣體蒸氣朝向襯底922。被轉讓給本發(fā)明的受讓人的Casella等人的題為“Gas Delivery Systems for ParticleBeam Processing”的美國專利號5，851，413描述了適合的氣體遞送系統(tǒng)946。另一個氣體遞送系統(tǒng)被描述在也被轉讓給本發(fā)明的受讓人的Rasmussen的題為“Gas Inject1nSystem”的美國專利號5，435，850中。例如，碘能夠被遞送以增強刻蝕，或者金屬有機化合物能夠被遞送以沉積金屬。
[0054]系統(tǒng)控制器919控制雙束系統(tǒng)910的各種部件的操作。通過系統(tǒng)控制器919，用戶能夠通過輸入到常規(guī)用戶接口(未示出)中的命令使離子束918或電子束943以期望的方式來掃描。可替代地，系統(tǒng)控制器919可以依據編程的指令來控制雙束系統(tǒng)910。在一些實施例中，雙束系統(tǒng)910并入圖像識別軟件(諸如，從Cognex Corporat1n (Natick,Massachusetts)商業(yè)上可獲得的軟件)來自動地識別感興趣的區(qū)，并且然后系統(tǒng)能夠依據本發(fā)明手動地或自動地提取樣品。例如，系統(tǒng)能夠在包含多個器件的半導體晶片上自動地定位類似的特征，并且得到在不同(或相同)器件上的那些特征的樣品。
[0055]本發(fā)明具有寬泛的可應用性并且能夠提供許多優(yōu)點，如在上面示例中描述和示出的那樣。實施例將取決于特定應用而很大地變化，并且并非每個實施例將提供所有的優(yōu)點以及滿足由本發(fā)明可實現(xiàn)的所有目標。適合于執(zhí)行本發(fā)明的粒子束系統(tǒng)例如從FEI公司(本申請的受讓人)商業(yè)上可獲得。
[0056]雖然許多先前描述針對半導體晶片，但是本發(fā)明能夠被應用到任何適合的襯底或表面。進一步，無論何時術語“自動的”，“自動化的”或類似的術語被用在本文中，那些術語將被理解為包含自動的或自動化的過程或步驟的手動啟動。在下面討論中并且在權利要求中，術語“包含”和“包括”以開放型的方式來使用，并且因此應當被解釋為意味著“包含，但不限于…”。術語“集成電路”指代一組電子部件以及它們的互連(統(tǒng)稱為內部電氣電路元件)，其被圖案化在微芯片的表面上。術語“半導體芯片”通常指代集成電路(1C)，該集成電路可以與半導體晶片一體、從晶片單體化、或被封裝用于在電路板上使用。術語“FIB”或“聚焦離子束”在本文中被用來指代任何準直的離子束，包含通過離子光學器件聚焦的束以及成形的離子束。
[0057]上面實施例描述3D NAND類型的結構，但是本發(fā)明不限于這樣的結構，并且例如對于DRAMS和對于表征溝槽和其它結構以及圓形孔而言是有用的。雖然所描述的實施例以圖案來掃描電子束，但是束也能夠是覆蓋沒有被掃描的期望區(qū)域的寬束。將要理解的是，以使用的束能量，在其中二次電子被生成以分解前體氣體的相互作用區(qū)域典型地遠寬于束斑大小。
[0058]就任何術語在該說明書中不被特定地限定而言，意圖是術語要被給予其平常和普通的含義。附圖旨在幫助理解本發(fā)明，并且除非另外指示，附圖不按比例繪制。
[0059]一些實施例提供一種使用帶電粒子束誘發(fā)沉積來填充孔的方法，該方法包括:在工件的表面處提供沉積前體氣體；將帶電粒子束引導到具有大于3:1的深寬比的孔中，該帶電粒子束被引導到孔內的具有小于孔的橫截面積的面積的區(qū)以將前體氣體分解并且將材料沉積在孔中，帶電粒子束被引導到孔中達足夠的時間段以形成細長結構，該細長結構在孔的頂部不接觸側壁。
[0060]在一些實施例中，方法進一步包括將帶電粒子束引導以覆蓋區(qū)域，該區(qū)域被延伸超過孔的邊沿以填充細長結構與孔側壁之間的區(qū)，由此在填充材料中沒有空隙的情況下填充孔。
[0061]在一些實施例中，將電荷粒子束引導到孔中達足夠的時間段以形成細長結構包括形成不接觸孔的頂壁的細長結構，并且進一步包括將帶電粒子引導到為第一區(qū)域的超集的區(qū)域以完成填充孔。
[0062]在一些實施例中，孔包括圓柱孔，并且將帶電粒子束引導到孔中包括以圓形圖案引導電子束，圓形圖案的直徑小于孔的直徑的1/2。
[0063]在一些實施例中，孔是溝道，并且將帶電粒子束引導到孔中包括以直徑小于溝道寬度的1/2的圓形圖案將電子束引導到該溝道中。
[0064]本發(fā)明的一些實施例提供一種填充高深寬比孔的方法，該方法包括:在工件的表面處提供沉積前體氣體，工件具有至少一個高深寬比孔；將電子束引導到高深寬比孔中，以第一圖案引導電子束以沖擊孔中的具有小于孔的整個橫截面積的橫截面積的區(qū)從而沉積細長結構到孔中；以第二圖案引導電子束朝向工件以填充孔的在細長結構與孔側壁之間的區(qū)，以在填充材料中