JP2023513766A - 均一なデレイヤリングのための高エネルギーｓｅｍ下堆積を用いた空構造体の充填 - Google Patents

均一なデレイヤリングのための高エネルギーｓｅｍ下堆積を用いた空構造体の充填 Download PDF

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Abstract

中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価する方法。方法は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラムおよび集束イオンビーム（ＦＩＢ）を含む評価ツールの真空チャンバ内にサンプルを配置すること、サンプル上に堆積ガスを噴射すること、孔のアレイの中の複数の孔を含むサンプルの部分を第１の荷電粒子ビームで走査して、走査した部分の複数の孔の中に堆積ガスから材料を局所的に堆積させること、ならびに材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることを含む。【選択図】図４

Description

本出願は、２０２０年２月１２日に出願された米国特許出願第１６／７８９、３４８号の優先権を主張するものである。この米国特許出願の開示は、あらゆる目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
電子材料および電子材料から電子構造体を製造するプロセスの研究では、故障解析およびデバイス確認のための顕微鏡試験に、電子構造体の試験体（ｓｐｅｃｉｍｅｎ）を使用することができる。例えば、シリコンウエハなどの電子構造体の試験体を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で解析して、ウエハの特定の特性特徴を研究することができる。このような特性特徴には、製造プロセス中に製造された回路および形成された欠陥が含まれることがある。電子顕微鏡は、半導体デバイスの顕微鏡的構造体を解析するための最も有用な機器の１つである。
電子顕微鏡試験用の電子構造体の試験体の調製では、さまざまな研磨プロセスおよびミリングプロセスを使用して、特定の特性特徴が露出するまで構造体を切削することができる。デバイス寸法は０．５μｍ未満のレベルに縮小し続けているため、電子顕微鏡で研究するための試験体を調製する技法はより重要になっている。光学顕微鏡の受け入れがたい分解能のため、光学顕微鏡によって構造体を研究する従来の方法を使用して最新の電子構造体の特徴を研究することはできない。
ＴＥＭ技法は、０．５μｍ未満の特徴を有するデバイスを解析するのに十分な、試験体の内部構造の高分解能像および詳細な描写を提供することができるが、それらの技法が有効なのは、電子を透過させるサンプルに対してだけである。したがって、電子ビームが透過するのに十分な薄さ、および像ぶれの原因となる多重散乱を防ぐのに十分な薄さを有していなければならないことが、ＴＥＭサンプルの基本的要件である。ＴＥＭ処理技法のためにウエハから抜き出された薄いサンプルは砕けやすいことがあり、破損または破砕を受けることがある。これらの理由およびその他の理由から、一部の欠陥調査および解析操作に対して、ＴＥＭ撮像プロセスは実用的でない。
走査電子顕微鏡と集束イオンビーム（ＦＩＢ）ユニットの両方を含むデュアルカラムシステムは、半導体ウエハなどのサンプル上に形成された電子構造体の限局されたエリアの高分解能ＳＥＭ像を生成することができる。典型的なデュアルカラムシステムは、ＳＥＭカラム、ＦＩＢカラム、サンプルを支持する支持要素、ならびに真空チャンバを含み、真空チャンバ内には、（ＦＩＢカラムによって）ミリングしている間および（ＳＥＭカラムによって）撮像している間、サンプルが置かれる。
サンプル上の構造を分離するために、選択された１つまたは複数の層（または層の一部分）を除去することは、デレイヤリング（ｄｅｌａｙｅｒｉｎｇ）として知られており、この除去は、上で説明したものなどのデュアルカラムシステム内で実行することができる。例えば、デレイヤリングは、（ｉ）ある厚さの材料をサンプルから除去するためにミリングすべき関心の位置を突き止め（関心の位置は、ＳＥＭのナビゲーションによって突き止めることができ、光学顕微鏡を使用して突き止めることができることもある）、（ｉｉ）サンプルがＦＩＢユニットの下に位置するようにサンプルを（例えば機械式支持要素によって）移動させ、（ｉｉｉ）サンプルをミリングして、関心の位置で所望の量の材料を除去することによって、実行することができる。このデレイヤリングプロセスは、サンプルに孔（普通は横寸法および縦寸法が数μｍ～数十μｍの孔）を形成して、孔の底部のサンプリングしたい材料を露出させることを含むことができる。
サンプル上に形成されたある種の構造体をミリングしようとすると、その構造体を均一にデレイヤリングするのに、ミリング中の構造体の形状寸法が問題となることがある。例えば、高アスペクト比のチャネル孔のアレイまたは同種の構造体のアレイを含み、孔と孔との間に中実部分（例えばスリット）があるデバイスでは、チャネル孔のエリアが、中実部分を有するエリアよりも速くミリングされるであろう。このことは、それらのエリアでの正確な計測を困難にし、または正確な計測を不可能にさえする。したがって、改良されたミリングおよびデレイヤリング技法が望ましい。
本開示の実施形態は、０．５μｍよりも小さい特徴を含むサンプルの選択された１つまたは複数の層（または層の一部分）をデレイヤリングプロセスによって除去するための改良された方法およびシステムに関する。デレイヤリングされる部分が、高アスペクト比のチャネル孔のアレイであって、孔と孔との間に中実部分が形成されたアレイ、または同種の構造体を含む場合であっても、本開示の実施形態を使用して、そのようなサンプルの一部分を均一にデレイヤリングすることができる。本開示の実施形態を使用して、さまざまな異なるタイプのサンプル上に形成された構造体をデレイヤリングすることができるが、いくつかの実施形態は特に、半導体ウエハまたは同種の試験体であるサンプルをデレイヤリングするのに役立つ。
いくつかの実施形態は、中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価する方法に関する。この方法は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラムおよび集束イオンビーム（ＦＩＢ）を含む評価ツールの真空チャンバ内にサンプルを配置すること、サンプル上に堆積ガスを噴射すること、孔のアレイの中の複数の孔を含むサンプルの部分を第１の荷電粒子ビームで走査して、走査した部分の複数の孔の中に堆積ガスから材料を局所的に堆積させること、ならびに材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることを含むことができる。
ミリングステップは、孔のアレイの中に堆積させた材料と孔を分離している中実部分の両方をイオンビームで走査することを含むことができ、孔のアレイの中の材料と孔を分離している中実部分の両方を反復してデレイヤリングすることができる。また、いくつかの実施態様では、ミリングプロセスのそれぞれの反復が、ミリングされたエリアのサンプルの層を除去した後に、ＳＥＭカラムによってサンプルを撮像することができる。
いくつかの実施形態では、走査ステップの間に堆積させる材料を、複数の孔の上部の中に堆積させることができ、ミリングステップが、複数の孔の下部の充填されていない部分を露出させるレベルまでサンプルをミリングすることができ、この方法がさらに、ミリングステップの後に、噴射ステップおよび走査ステップを繰り返して、複数の孔の充填されていない部分に追加の材料を堆積させること、ならびにその後に、追加の材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることを含む。
いくつかの実施形態は、中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価するシステムに関する。このシステムは、真空チャンバと、サンプル評価プロセスの間、真空チャンバ内でサンプルを保持するように構成されたサンプル支持体と、真空チャンバに第１の荷電粒子ビームを導入するように構成されたＳＥＭカラムと、真空チャンバに第２の荷電粒子ビームを導入するように構成されたＦＩＢカラムと、サンプル上に堆積ガスを噴射するように構成されたガス供給システムと、プロセッサおよびプロセッサに結合されたコンピュータ可読メモリとを含むことができる。このメモリは複数のコンピュータ可読命令を含み、この複数のコンピュータ可読命令は、プロセッサによって実行されたときに、サンプル上に堆積ガスを噴射すること、孔のアレイの中の複数の孔を含むサンプルの部分を荷電粒子ビームで走査して、走査した部分の複数の孔の中に堆積ガスから材料を局所的に堆積させること、および材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることをシステムに実行させる。
いくつかの実施形態は、中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価するための命令を記憶した非一過性コンピュータ可読メモリであって、評価することが、ＳＥＭカラムおよびＦＩＢカラムを含む評価ツールの真空チャンバ内にサンプルを配置し、サンプル上に堆積ガスを噴射し、孔のアレイの中の複数の孔を含むサンプルの部分を第１の荷電粒子ビームで走査して、走査した部分の複数の孔の中に堆積ガスから材料を局所的に堆積させ、材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることによって実行される、非一過性コンピュータ可読メモリに関する。
本明細書に記載された実施形態のさまざまな実施態様は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。第１の荷電粒子ビームは、ＳＥＭカラムによって生成された高エネルギーＳＥＭビームとすることができ、または第１の荷電粒子ビームは、逆バイアスモードで動作させたＦＩＢカラムを用いて生成することができる。噴射することと走査することとを同時に実行することができ、または噴射することと走査することとを逐次的に実行することができ、噴射することおよび走査することは、デレイヤリングするサンプルの異なるエリアで、サンプルを横切って複数回繰り返すことができる。高エネルギーＳＥＭビームは少なくとも１５ｋｅＶの出力レベルを有することができる。サンプルは半導体ウエハとすることができる。複数の孔のそれぞれの孔は、１００ｎｍよりも小さな直径および３μｍよりも大きな深さを有することができる。いくつかの実施態様では、複数の孔が、３Ｄ－ＮＡＮＤ構造体内のメモリチャネル用のコンタクト孔であり、いくつかの実施態様では、複数の孔が、その中にＤＲＡＭデバイスのキャパシタを形成することができる孔である。
他の実施形態は、中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価する方法に関する。この方法は、ＳＥＭカラムおよびＦＩＢカラムを含む評価ツールの真空チャンバ内の支持体上にサンプルを配置すること、チャンバ内のＳＥＭカラムの視野の下の位置にサンプルを移動させること、サンプル上に堆積ガスを噴射し、孔のアレイの中の複数の孔を含むサンプルの部分を、ＳＥＭカラムからの高エネルギーＳＥＭビームで走査して、走査した部分の複数の孔の中に材料を局所的に堆積させること、チャンバ内のＦＩＢカラムの視野の下の位置にサンプルを移動させること、ならびに材料を局所的に堆積させた複数の孔を含むサンプルの部分をＦＩＢカラムを用いてミリングすることを含むことができる。
本開示の性質および利点をより十分に理解するため、以下の説明および添付図を参照すべきである。しかしながら、それぞれの図は図解のためだけに示したものであり、本開示の範囲の境界を定めることを意図したものではないことを理解すべきである。さらに、概して、この説明に反することが明白である場合を除き、異なる図の要素が同一の参照符号を使用している場合、それらの要素は一般に、同一の機能または目的を有するか、または少なくとも同様の機能または目的を有する。
デレイヤリングプロセスの一部としてのミリング操作にかけることができる、中実部分によって分離された高アスペクト比のチャネル孔のアレイを含む半導体ウエハの簡略断面図である。 先行技術に従ってウエハ上でミリング操作が実行された後の、図１に示された半導体ウエハの簡略断面図である。 先行技術による、高アスペクト比のチャネル孔のアレイを通したＦＩＢミリングプロセスの結果を示すＳＥＭ像である。 本開示のいくつかの実施形態によるサンプル評価システムの簡略図である。 本開示の追加の実施形態によるサンプル評価システムの簡略図である。 本開示のいくつかの実施形態による、サンプルをデレイヤリングする方法に関連したステップを示す流れ図である。 いくつかの実施形態による図４に示されたデレイヤリングプロセスの異なる段階における半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態による図４に示されたデレイヤリングプロセスの異なる段階における半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態による図４に示されたデレイヤリングプロセスの異なる段階における半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態に従ってデレイヤリングすることができる半導体ウエハ上のエリアの簡略図である。 いくつかの実施形態に従って異なる層が逐次的にミリングされてウエハから除去されたときの、半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態によるデレイヤリングプロセスの異なる段階における別の半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態によるデレイヤリングプロセスの異なる段階における別の半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態によるデレイヤリングプロセスの異なる段階における別の半導体ウエハの簡略断面図である。 いくつかの実施形態によるデレイヤリングプロセスの異なる段階における別の半導体ウエハの簡略断面図である。 本開示の追加の実施形態による、サンプルをデレイヤリングする方法に関連したステップを示す流れ図である。
本開示の実施形態は、孔のアレイであって、孔と孔との間に中実部分が形成されたアレイを含むサンプルの一部分をデレイヤリングすることができる。本開示の実施形態を使用して、異なるさまざまなタイプのサンプル上に形成された構造体をデレイヤリングすることができるが、いくつかの実施形態は特に、半導体ウエハまたは同様の試験体上に形成された、特徴サイズが小さくかつ／またはアスペクト比が大きい孔（例えば１００ｎｍ以下の直径および／または３０：１以上、４０：１以上もしくは６０：１以上のアスペクト比を有する孔）を含むサンプルをデレイヤリングするのに役立つ。本開示の実施形態に従ってデレイヤリングすることができる、特徴サイズが小さくアスペクト比が大きい孔の非限定的な例には、３Ｄ－ＮＡＮＤデバイス内のメモリチャネル用のコンタクト孔、およびその中にＤＲＡＭデバイスのキャパシタを形成することができる孔が含まれる。
上述のとおり、高アスペクト比の孔のアレイであって、孔と孔との間に中実部分（例えばスリット）を有するアレイを含むサンプルの一部分を、標準デレイヤリング技法を使用してデレイヤリングしたときには通常、スリットよりも速く孔がミリングされる。このようなサンプルの不均一なミリングは、壁を通したスパッタリングに起因すると本発明の発明者は考えている。
図解のため、図１Ａおよび１Ｂを参照する。図１Ａおよび１Ｂは、中実部分１２０によって分離された高アスペクト比のチャネル孔１１０のアレイを含む半導体ウエハ１００の簡略断面図である。図１Ａでは、ウエハの全てのエリアに等しいイオン線量を供給する（例えば、ＦＩＢスポットが、ミリング中のウエハ上のそれぞれの位置に同じ時間留まる）ミリング操作が、別個の２つのエリアで実行されている。（ビーム１３０によって表されている）第１のミリング位置は、チャネル孔のアレイで実行され、（ビーム１４０によって表されている）第２のミリング位置は、チャネル孔１１０を含まない半導体ウエハ１００のエリアで実行される。それぞれのエリアにおけるイオン１５０の侵入は、リアルＴＲＩＭシミュレーションを表している。
図１Ａには、このミリング操作によってスパッタリングされた材料が、それぞれのイオン侵入エリア１５０から遠ざかる方向を指す矢印によって示されている。壁を通したスパッタリングのため、チャネル孔はスリットよりも速くミリングされる。その結果、このミリングプロセスは、図１Ｂに示されているように、壁を通してスパッタリングされた材料から形成された再堆積した材料の薄い層１６０を有する不均一な表面を生み出しうる。
チャネル孔のアレイを通したＦＩＢミリングプロセスのＳＥＭ像である図２は、この現象を示している。具体的には、図２では、４５度の傾きでウエハ２００が撮像されており、この像は、チャネル孔のアレイのミリングされたエリア２１０を示しているが、やはり孔のアレイを含むウエハのエリア２１５はミリングされていない。図２から明らかなとおり、ミリングされたエリア２１０は、図１Ｂに示された不均一なトラフ（ｔｒｏｕｇｈ）形の断面を示しており、この断面は、計測結果に不利な影響を与える。
本開示の実施形態は、上記の現象を防ぎ、同時に孔計測用のＳＥＭ撮像においてコントラストを提供する材料を孔のアレイに充填することによって、この課題を解決する。
いくつかの実施形態では、デュアルカラム欠陥解析システム内での高エネルギーＳＥＭ下での堆積プロセスによって、この孔のアレイに充填する。本開示の実施形態に従って孔のアレイに充填するのに適したシステムの一例が図３Ａに示されており、図３Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、簡略化されたサンプル評価システム３００を示している。サンプル評価システム３００は特に、半導体ウエハ上に形成された構造体の欠陥調査および解析に使用することができる。
システム３００は、真空チャンバ３１０、ならびに走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラム３２０および集束イオンビーム（ＦＩＢ）カラム３３０を含むことができる。支持要素３５０は、サンプル３５５（本明細書では時に「対象物」または「試験体」とも呼ぶ）をＦＩＢカラムまたはＳＥＭカラムの一方からの荷電粒子ビームに当てる処理操作の間、チャンバ３１０内でサンプル３５５（例えば半導体ウエハ）を支持すること、ならびに、処理の求めに応じて、サンプルを、真空チャンバ３１０内の２つのカラム３２０および３３０の視野と視野との間で移動させることができる。
ある種の操作のため、処理中のサンプルに、ガス供給ユニット３６０によって１種または数種のガスを送達することができる。説明を単純にするため、図３Ａにはガス供給ユニット３６０がノズルとして示されているが、ガス供給ユニット３６０は、ガスリザーバ、ガス源、バルブ、１つまたは複数の入口および１つまたは複数の出口などを含みうることに留意すべきである。いくつかの実施形態では、サンプルの上面全体にガスを送達するのではなしに、荷電粒子ビームの走査パターンにさらされるサンプルのエリアにガスを送達するように、ガス供給ユニット３６０を構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガス供給ユニット３６０が、荷電粒子ビーム走査パターンの周囲のサンプル表面の比較的に小さな部分にガスを直接に送達するように構成された数百μｍ（例えば４００～５００μｍの間）のノズル直径を有する。さまざまな実施形態で、ＳＥＭカラム３２０の下に配されたサンプルにガスを送達するように第１のガス供給ユニット３６０を構成することができ、ＦＩＢカラム３３０の下に配されたサンプルにガスを送達するように第２のガス供給ユニット３６０を構成することができる。
ＳＥＭカラム３２０およびＦＩＢカラム３３０は、いずれか一方の荷電粒子カラムによって生成された荷電粒子ビームが、サンプル３５５に衝突する前に、真空チャンバ３１０内に形成された真空化された環境の中を伝搬するように、真空チャンバ３１０に接続されている。ＳＥＭカラム３２０は、サンプルに荷電粒子ビームを照射し、この照射によって放出された粒子を検出し、検出された粒子に基づいて荷電粒子像を生成することによって、サンプル３５５の一部分の像を生成することができる。ＦＩＢカラム３３０は、サンプルに１つまたは複数の荷電粒子ビームを照射するとによってサンプル３５５をミリングして（例えばサンプル３５５に孔をあけて）断面を形成すること、さらにその断面を平滑にすることができる。この断面は、第１の材料の１つまたは複数の第１の部分および第２の材料の１つまたは複数の第２の部分を含みうる。この断面はさらに他の材料の追加の部分を含みうる。好都合にも、この平滑化操作は、サンプルのミリングに比べて小さな加速電圧を利用することを含む。
通常、これらの粒子撮像プロセスおよびミリングプロセスはそれぞれ、撮像中またはミリング中のサンプルの特定のエリアを荷電粒子ビームで往復して（例えばラスタ走査パターンで）一定の速度で走査することを含む。当業者には知られていることだが、この走査パターンは、荷電粒子カラムに結合された１つまたは複数のレンズ（図示せず）が実施することができる。走査されるエリアは通常、サンプルの全面積のうちの非常に小さな部分である。例えば、サンプルは、直径２００または３００ｍｍの半導体ウエハであることがあり、一方、ウエハ上の走査されるそれぞれのエリアは、数μｍまたは数十μｍの幅および／または長さを有する長方形のエリアであることがある。
いくつかの実施形態では、図３Ｂに示されているように、欠陥解析システム３００が、照射ユニット３７０および／またはガス吹付けユニット３８０を含むことができる。システム３００が照射ユニット３７０を含むとき、このシステムは、照射ユニットによって生成された光に光活性化エッチング剤ガスをさらすことによって（後に論じる）ガス支援エッチングを実行することができる。この目的のため、照射ユニット３７０は、光源３７２および集束光学部品３７４を含むことができる。いくつかの実施形態では、光源３７２および集束光学部品３７４をそれぞれ真空チャンバ３１０内に置くことができ、他の実施形態では光源３７２および集束光学部品３７４をそれぞれ真空チャンバの外に置くことができる。光源３７２は、単色光光源、広帯域光光源、パルス光光源、連続光光源、レーザ、（限定はされないが水銀ランプなどの）ランプとすることができ、いくつかの実施形態では、光源３７２を、２００ナノメートルを超えない波長の光を生成するものとすることができる。集束光学部品３７４は、光源３７２からの光を、処理中のサンプル３５５のエリア上に集束させることができ、このエリアは、断面を含むことができ、断面の一部分だけを含むことができ、または断面の近くに位置することができる。例えば、このエリアは、断面から数ナノメートルまたは数μｍのところに位置することができる。光ビームがこの断面に焦束するときであっても、その光ビームは、断面の近くに位置していない光活性化エッチング剤ガスの中を通過することがあることに留意すべきである。上述のエリア上に光ビームを焦束させることによって、（主にまたは専ら）断面の近くで選択的エッチングを実行することができ、その間、ウエハの他の部分は実質的に（または実質的でなくても）エッチングされない。
ガス供給ユニット３６０に加えてまたはガス供給ユニット３６０の代わりにガス吹付けユニット３８０を含めることができ、ガス吹付けユニット３８０は、ガス供給ユニット３６０に関して上で論じたガス源、リザーバ、バルブなどを含むことができ、さらに、サンプル上に材料を堆積させてまたは断面をエッチングして後に説明するような微細なトポグラフィを提供するためにサンプル上にガス（例えば堆積ガスまたはエッチング剤ガス）を吹き付けるノズルを含むことができる。
図３Ａおよび図３Ｂのいずれにも示されていないが、システム３００は、当業者に知られているように、１つまたは複数のコンピュータ可読メモリに記憶されたコンピュータ命令を実行することによってシステム３００の動作を制御する１つまたは複数のコントローラ、プロセッサまたは他のハードウェアユニットを含むことができる。一例として、このコンピュータ可読メモリは、固体状態メモリ（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および／もしくはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）。これらはプログラム可能なもの、フラッシュ更新可能なものおよび／もしくは他の同種のものとすることができる）、ディスクドライブ、光学ストレージデバイス、または同種の非一過性コンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。
ＳＥＭカラム３２０を用いて荷電粒子像を生成することに加えて、システム３００は、サンプル上に材料を堆積させること、および／またはサンプルのガス支援エッチングを実行することができる。システム３００は、例えば断面の少なくとも１つの第１の部分と少なくとも１つの第２の部分との間にトポグラフィ差を生成するように、断面のガス支援エッチングを実行することができる。ガス支援エッチングを実行するため、ガス供給ユニット３６０（またはガス吹付けユニット３８０）は、断面を含みうるエリアまたは断面の近くにありうるエリアに、適切なエッチング剤ソースガスを供給することができる。いくつかの例では、ＳＥＭカラムからの荷電粒子ビームにサンプルがさらされている間に、サンプルの表面から出てきた２次電子によって、衝突電子のカスケードが到達するところではどこでも、エッチング剤ソースガスが活性化されうる。いくつかの例では、ＦＩＢカラムからの荷電粒子ビームにサンプルがさらされている間に、サンプルの表面から出てきた２次電子によって、衝突イオンのカスケードが到達するところではどこでも、エッチング剤ソースガスが活性化されうる。ガス支援エッチングステップ中に供給されるこのガスは、荷電粒子ビームがない場合には非反応性であるガスまたはわずかに反応性であるガスとすることができる。一旦、活性化されると、エッチング剤ソースガスは反応性となり、異なる材料を異なる速度でエッチングして、微細なトポグラフィを生み出すことができる。
本開示によるガス支援エッチングプロセスのいくつかの実施形態では、エッチング剤ソースガスを活性化する２次電子を発生させるために、数千電子ボルト（数ｋｅＶ）のエネルギーレベルを有する電子ビームが使用される。他の実施形態では、エッチング剤ソースガスを活性化する上述の事象を開始するために、低エネルギーのイオンビーム、例えば約数百電子ボルトのイオンビームを使用すると都合がよい。
本開示のいくつかの実施形態は、上で論じたシステム３００などのデュアルカラム欠陥解析システムを使用し、システム内の高エネルギーＳＥＭ下で堆積プロセスを開始することによって、高アスペクト比の孔（または同種の構造体）のアレイに充填することができる。この目的のため、ガス供給ユニット３６０（またはガス吹付けユニット３８０）によってサンプル３５５に堆積ガスを供給することができ、ＳＥＭカラム３２０からのエネルギーが２次電子を発生させることができる。次いで、衝突２次電子のカスケードが堆積ガスを活性化することができ、その結果、サンプル上、およびＳＥＭ粒子ビームが当たったサンプルの領域に限局された孔のアレイの中に、材料が堆積することができる。したがって、本開示のこのような実施形態に従って起こる堆積は、処理中のサンプルまたはウエハの表面全体にわたって同時には起こらない。その代わりに、堆積は、（非限定的な例として０．５～１０ｎｍの範囲の直径を有することができる）ＳＥＭ粒子ビームがウエハに衝突する全般的なエリアにおいて、ウエハのそれらのエリアをＳＥＭ粒子ビームで走査したときにだけ起こる。したがって、いくつかの実施形態による堆積は、ナノメートル程度の分解能で実行されうる。
この限局された堆積プロセスは、図１Ａ、１Ｂおよび２に関して説明した不均一なミリングを防ぎ、同時に孔計測用のＳＥＭ撮像においてコントラストを提供する材料を孔に充填することができる。例えば、高エネルギーＳＥＭプロセス（数十ｋＶ）では電子の侵入深さが１μｍを超えうる。したがって、上記の形状寸法を走査するときには、底部の近くの孔壁を通した２次電子収率（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｙｉｅｌｄ）が、表面でのそれよりも高い。その結果、堆積ガス分子が孔の中に存在する場合、本開示のいくつかの実施形態による堆積は、孔の中でより速く起こる。次いで、堆積材料を孔に充填することができ、これによって、後続のミリング操作で、充填された構造体を均一にミリングすることができる。
図解のため、本開示のいくつかの実施形態による方法４００に関連したステップを示す流れ図である図４、および方法４００のステップを実行した半導体ウエハ５００の簡略断面図である図５Ａ～５Ｃを参照する。半導体ウエハ５００は、半導体ウエハ５００内に形成され、中実部分またはスリット５２０によって分離された、特徴サイズが小さくアスペクト比が大きい孔５１０のアレイを含むことができる。孔５１０および中実部分５２０は、図１Ａおよび１Ｂに関して上で論じた孔１１０およびスリット１２０と同様のものまたは同一のものとすることができる。
方法４００の最初のステップは、ＳＥＭカラムの視野の下にウエハ５００を移動させること（ブロック４１０）を含むことができる。ウエハが適正に配置された後、ウエハ上に堆積ガスを噴射することができる（ブロック４２０）。図５Ａに示されているとおり、この堆積ガスは、ガス層５３０によって示されているように、上面５０５と孔の中の表面５１５の両方を含むウエハ５００の表面に付着することができる。この堆積ガスは、孔５１０が形成された材料に基づいて選択することができる。例えば、孔５１０が形成された材料（すなわち中実部分５２０を構成している材料）と同様のミリング速度を有するが、撮像のための部分５２０の材料とは異なるコントラストを有する材料を（後に論じるブロック４３０中に）堆積させるように、この堆積ガスを選択することができる。さまざまな例として、中実部分５２０は、炭素、酸化ケイ素または他の適切な材料を含むことができ、堆積ガスは、炭素、白金、タングステン、コバルト、パラジウム、または部分５２０の材料に応じた適切な材料を堆積させるように選択することができる。堆積させる材料が金属である特定のいくつかの例では、堆積ガスが、堆積させる金属の単一の原子を含む大きな分子を含むことができ、例えば、六フッ化タングステン（ＷＦ6）またはヘキサカルボニルタングステン（Ｗ（ＣＯ）6）をタングステン用の堆積ガスとすることができ、トリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金（（Ｃ5Ｈ4ＣＨ3）（ＣＨ3）3Ｐｔ）を白金用の堆積ガスとすることができる。
次に、ウエハ５００上にガスを依然として噴射している間に、方法４００は、続いてブロック４５０でミリングする孔５１０を形成するウエハ５００の部分を、ＳＥＭ荷電粒子ビーム５４０で走査すること（ブロック４３０）を含むことができる。高度の横方向正確さを保証するため、この荷電粒子ビームをウエハ５００の表面５０５に集束させることができ、走査速度（すなわち、ビーム速度は、当業者には理解されるとおり、ピクセルサイズ、滞在時間およびオーバラップを含むパラメータの組合せである）および粒子ビームのｉ－プローブ（電流）が堆積速度を制御し、走査速度および粒子ビームのｉ－プローブ（電流）を、孔の中の堆積品質に関して最良の結果となるように最適化することができる。ブロック４３０でウエハに向かって導かれるＳＥＭ荷電粒子ビーム５４０のエネルギーレベルは、荷電粒子タイプ（例えばＳＥＭカラムからの電子）および侵入先の材料に基づいて、ビームが、電子５４５の侵入によって、図５Ｂに示されているように、ウエハの表面５０５から数μｍ下方に侵入するように、選択することができる。この電子５４５の侵入により反応性ガス分子の反応が始まり、それにより、ＳＥＭ粒子ビームがウエハに衝突するエリアに限局された孔のアレイの中に中実材料５５０が堆積する。この堆積は、ＳＥＭビームがウエハに衝突するところだけで生じる。堆積量は、噴射されたガスをＳＥＭ荷電粒子ビームで走査するのにかける時間によって制御される。なお、図５Ｂは、ＳＥＭビーム５４０でエリア５５２を走査してエリア５５２の孔の中に材料を堆積させた後、ＳＥＭビーム５４０でエリア５５４をまさに走査し始めようとしている時点のウエハ５００、したがってエリア５５４の孔の中に材料を堆積させ始めようとしている時点のウエハ５００を示している。
堆積させたいウエハの部分（例えばミリングする予定の孔の全ての部分）をＳＥＭビーム５４０で完全に走査した後、それらのエリアの孔には材料５５０が充填されているであろう。次に、ＦＩＢカラムの視野にウエハを移動させることができ（ブロック４４０）、図５Ｃに示されているように、充填されたエリアをＦＩＢカラムによって均一にミリングすることができる（ブロック４５０）。このミリングプロセスが完了した後、表面５０５は、より低い比較的に平らな表面５０５ｂまでミリングされている。
いくつかの実施形態では、ブロック４５０のミリングプロセスが多数のサブステップを含むことができる。例えば、第１のサブステップで、デレイヤリングする部分の最上位層をミリングおよび除去することができる。次いで、サンプルをＳＥＭカラムの視野に戻し、ミリングされたエリアを撮像することができる。次に、サンプルをＦＩＢカラムに戻し、ウエハの同じ部分の後続の層をミリングすることができる。特定のエリアでウエハの層を除去し、そのエリアを撮像するこのプロセスを複数回、繰り返すことができ、これにより、事実上サンプルに孔が彫られ、この孔は反復ごとに深くなる。このプロセスの撮像部分中に捕捉されたデータを使用して、ミリングし撮像した部分を評価することができ、この評価することは例えば、サンプルのミリングされたエリアの３次元モデルを作成することを含む。
さらに図解するため、図５Ｄおよび５Ｅを参照する。図５Ｄは、図５Ａ～５Ｃに示された半導体ウエハ５００の簡略図であり、図５Ｅは、ウエハ５００の領域５７０内の多数の層がデレイヤリングおよび解析されたときの、ウエハ５００の簡略断面図である。図５Ｄは、ウエハ５００の上面図およびウエハ５００の特定の部分の２つの拡大図を含む。ウエハ５００は、例えば２００ｍｍまたは３００ｍｍ半導体ウエハとすることができ、ウエハ５００上に形成された多数（示された例では５２個）の集積回路５６０を含むことができる。集積回路５６０は、製造の中間段階にあるものとすることができ、本明細書に記載されたデレイヤリング技法を使用して、中実部分によって分離された高アスペクト比の孔のアレイを含む集積回路の１つまたは複数の領域５７０を評価および解析することができる。例えば、図５Ｄの拡大図Ａは、本明細書に記載された技法に従って評価および解析することができる１つの集積回路５６０の多数の領域５７０を示している。拡大図Ｂは、それらの領域５７０のうちの１つの領域を示しており、この領域は、図５Ａ～５Ｃに関して上で論じた孔５１０のアレイおよび中実部分５２０を含む。
いくつかの実施形態は、その領域の最上位層をミリングによって逐次的に除去し、ミリングされた領域をミリングステップ中に撮像することによって（ブロック４５０）、領域５７０を解析および評価することができる。このミリングプロセスは、図５Ｄの拡大図Ｂに簡略化された形式で示された走査パターン５８０などのラスタパターンに従ってその領域をＦＩＢビームで往復して走査することによって領域５７０をミリングして、領域５７０の上部を除去することができる。除去された部分は、Ｚ方向の特定の深さを有することができ、この部分は、Ｘ方向とＹ方向の両方向に領域５７０からその全体を除去することができる。例えば、領域５７０が、Ｘμｍの長さおよび幅を有する正方形である場合、このミリングプロセス中に、深さがそれぞれＺμｍであるＸ×Ｘμｍの別個のスライスを領域５７０から逐次的に除去することができ、それぞれの層で、除去された正方形は、方法４００に従って孔の中に堆積させた材料および孔と孔との間の中実部分を含む。したがって、図５Ｅに示されているように、第１のミリングサブステップは、事実上Ｘ×Ｘμｍの正方形である層５９０（１）を領域５７０から除去することができ、層５７０（１）が除去されたこの領域の像をＳＥＭカラムによって生成することができる。次に、第２のミリングサブステップは、やはり事実上Ｘ×Ｘμｍの正方形である層５９０（２）を領域５７０から除去することができ、層５９０（１）および層５９０（２）が除去されたこの領域の像をＳＥＭカラムによって生成することができる。図５Ｅは、デレイヤリングプロセスの４回の反復を示しているが、実施形態は、特定の解析および評価状況に対して適切な任意の回数または必要な任意の回数だけ、デレイヤリングプロセスを繰り返すことができる。さらに、デレイヤリングプロセスのそれぞれの反復で同じサイズのエリア（すなわちこの例ではＸ×Ｘμｍの正方形）をミリングする代わりに、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の後続の反復が、直前の反復よりも小さいその領域の部分を漸進的に除去することができる。
図４に戻る。本開示の実施形態を使用して、特徴サイズが非常に小さくさらに深さが非常に大きい孔、したがってアスペクト比が非常に大きい孔に充填することができる。非限定的な例として、さまざまな実施形態が、ブロック４２０、４３０で、１００ｎｍよりも小さな直径および３μｍよりも大きな深さを有する孔、８０ｎｍの直径および３～５μｍの深さを有する孔、ならびに７０～８０ｎｍの間の直径および４～５μｍの間の深さを有する孔に充填することができる。
ＳＥＭ荷電粒子ビームのエネルギーレベルは一般に、ウエハの上面の下方の、充填中の孔の底部に堆積材料が到達するような十分に遠い位置において高い２次電子収率に達するような十分に高いものであるべきである。いくつかの実施形態では、ＳＥＭが、数十ｋｅＶのエネルギーレベル（例えば１５ｋｅＶ以上のエネルギーレベル、４０ｋｅＶ以上のエネルギーレベルまたは３０ｋｅＶ以上のエネルギーレベル）を有する。そのようなエネルギーレベルで、粒子ビームは、ウエハの上面の下方の１μｍ超または２～３μｍのところまで侵入することができる。
現在知られているいくつかのデュアルカラムＳＥＭ／ＦＩＢシステムは、３０ｋｅＶなど、ＳＥＭビームのエネルギーレベルの上限を有する。ＳＥＭビームのエネルギーレベルが、所与のサンプル内のビームが侵入する深さを決定するため、いくつかの実施形態は、深すぎて１回ではツールによって充填することができない孔に充填するときに、マルチステップ手法を使用することができる。例えば、特定のツールが、特定のサンプルに深さ３μｍまで侵入する最大３０ｋｅＶのＳＥＭビームを生成することができる場合、本開示のいくつかの実施形態は、マルチステップ堆積－ミリング繰り返しプロセスを使用して、特徴サイズが小さくアスペクト比が大きい、深さ３μｍを超える孔を均一にミリングすることができる。一例として、図６Ａ～６Ｄを参照する。図６Ａ～６Ｄは、中実部分６２０によって分離された深さ約６μｍの孔６１０のアレイを有するウエハ６００の簡略断面図である。
孔６１０をミリングするために、本開示の実施形態は、図４に関して上で説明した技法を使用して孔の中に材料６５０ａの第１の層を堆積させて、孔の上部３μｍに充填することができる。この最初の堆積ステップの後、堆積した材料６５０ａは、上面６０５ａからウエハ６００内の約３μｍの深さのところまで延びることができる。図６Ａに示されているように、孔６１０の深さは約６μｍであるため、孔の部分６１０ｂ（例えば約３μｍ）には充填されていない。
ウエハ６００をミリングして、図６Ｂに示されているように、材料６５０ａを含むウエハの部分を除去し、ミリングされた上面６０５ｂから約３μｍの深さを有する孔６１０を残すことができる。次いで、図４の方法に従って図６Ａおよび６Ｂのステップを繰り返すことによって、図６Ｃおよび６Ｄにそれぞれ示されているように、孔６１０に充填し、表面６１０ｃまで孔６１０をさらにミリングすることができる。別の例として、この堆積－ミリングステップを２回だけではなく３回繰り返すことによって、深さ９μｍの孔に充填することもできる。このように、本開示の実施形態は、深すぎて他のやり方では孔の底部まで堆積材料を堆積させることができない孔を均一にミリングすることができる。
いくつかの実施形態では、荷電ＳＥＭビームをウエハに適用する前にガス流を止めることができる点を除いて、図４に関して論じた技法と同様の技法を使用することができる。これによって、孔の中の深い形状寸法が、離脱（ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ）のためのより長い特性時間に帰着するときに、孔の中を移動した分子が依然として残存している間に、頂面のガス分子が離脱することができる。ＳＥＭビームのエネルギーレベルは、電子が、堆積させたい所望の深さまで、孔と孔との間（すなわち孔壁と孔壁との間）をバルク材料の内部へ深く侵入するように、選択することができる。ＳＥＭビームの十分に高いエネルギーレベルは、孔の頂部ではなく底部においてより高い２次電子収率を提供することができる。さらに、上面に堆積ガス分子が存在しないことが、孔の頂部での速い堆積を防ぐのに役立つことがある。この孔の頂部での速い堆積を防がなければ、孔の底部に充填する前に、孔の頂部が閉じてしまう可能性がある。ガス流を止めた後に孔の中にどれくらい長くガスが留まるのかに応じて、この技法を使用するいくつかの実施形態は、チャンバにガスを導入し、ガス流を止め、次いでウエハをＳＥＭビームにさらして孔内深くで堆積を開始させるシーケンスを複数回繰り返して、ウエハの異なる位置に存在する孔の中に材料を堆積させることができる。
ＦＩＢカラムのイオンビーム源がプラズマ源である追加の実施形態では、デュアルモードＦＩＢを使用して、サンプルの、孔を含む所望のエリアに材料を堆積させることと、続いてその所望のエリアを、デレイヤリングプロセスの一部としてミリングすることの両方を実行することができる。例示のため図７を参照する。図７は、本開示のいくつかの実施形態による方法７００に関連したステップを示す流れ図である。図７に示されているように、方法７００は、ＦＩＢカラムのプラズマ源のエネルギーおよび引き出し電圧（ならびにＦＩＢカラムを逆バイアスモードで動作させるのに必要な、当業者には理解される他の電圧）を逆転させ、ＦＩＢカラムの視野の下にサンプルを移動させること（ブロック７１０）から始まる。ＦＩＢカラムを逆バイアスモードで動作させると、ＦＩＢカラムはＳＥＭカラムとして動作することができる。次に、サンプル上に堆積ガスを噴射することができ（ブロック７２０）、逆バイアスがかけられたＦＩＢ荷電粒子ビームをサンプルの表面に焦束させ、このＦＩＢ荷電粒子ビームで、続いてミリングする孔が形成されたウエハの部分内のサンプルの部分を走査することができる（ブロック７３０）。ブロック４３０でウエハに向かって導く逆バイアスがかけられたＦＩＢ荷電粒子ビームのエネルギーレベルは、荷電粒子タイプおよび侵入先の材料に基づいて、ビームが、侵入によって、ウエハの表面から数μｍ下方に侵入するように選択することができる。一例として、いくつかの実施形態では、逆バイアスがかけられたＦＩＢビームを生成するために使用されるエネルギーレベルが１５ｋｅＶよりも大きい。ブロック７２０および７３０で実行する堆積プロセスは、図４のブロック４２０および４３０に関して上で説明し、図５Ｂに関して示したプロセスと同様のプロセスとすることができる。
堆積させたいウエハの部分（例えばミリングする予定の孔の全ての部分）を、逆バイアスがかけられたＦＩＢ荷電粒子ビームで完全に走査した後、それらのエリアの孔には堆積材料が充填されているであろう。次に、ＦＩＢカラムを通常モードに戻すことができ（ブロック７４０）、充填されたエリアをＦＩＢカラムによって均一にミリングすることができる（ブロック７５０）。
他の実施形態では、デュアルモードＦＩＢを使用し、図６に関して説明した堆積－ミリング繰り返しプロセスを使用して、孔を含むサンプルの所望のエリアに材料を堆積させることと、続いてその所望のエリアを、デレイヤリングプロセスの一部としてミリングすることの両方を実行することができる。すなわち、いくつかの実施形態では、デュアルモードＦＩＢを使用して、深すぎて単一の堆積ステップでは充填することができない構造体をデレイヤリングすることができる。例えば、図７のブロック７２０、７３０に関して上で説明した技法を使用して、孔の中に材料の第１の層を堆積させて、孔の上部に充填することができる。この最初の堆積ステップの後、堆積した材料は、サンプルの上面から、非常に深い孔の中の中間深さまで延びることができ、孔の底部には到達しない。次いで、図７の方法に従って堆積およびミリングを１回または数回繰り返すことにより、このサンプルをミリングして堆積材料を含むサンプルの部分を除去すること、第１の堆積ステップ中に堆積材料が充填されなかった、ミリングされたエリアの孔の残りの部分に充填すること、およびさらにミリングすることができる。この堆積－ミリング繰り返しプロセスは、深すぎて他のやり方では単一の堆積ステップで堆積材料を孔の底部に堆積させることができない孔を均一にデレイヤリングする代替法を提供することができる。
本明細書における方法への上記の言及は、必要な変更を加えて、その方法を実行することができるシステムに適用されるべきであり、必要な変更を加えて、実行されたときにその方法が実行される命令を記憶したコンピュータプログラム製品に適用されるべきである。同様に、本明細書におけるシステムへの上記の言及は、必要な変更を加えて、そのシステムによって実行することができる方法に適用されるべきであり、必要な変更を加えて、そのシステムによって実行することができる命令を記憶したコンピュータプログラム製品に適用されるべきであり、本明細書におけるコンピュータプログラム製品への言及は、必要な変更を加えて、そのコンピュータプログラム製品に記憶された命令を実行したときに実行することができる方法に適用されるべきであり、必要な変更を加えて、そのコンピュータプログラム製品に記憶された命令を実行するように構成されたシステムに適用されるべきである。
以上の説明では、説明の目的上、記載された実施形態の徹底的な理解を提供するために特定の用語を使用した。しかしながら、記載された実施形態を実行するのにそれらの特定の詳細は必要ないことは当業者には明らかであろう。例えば、上で説明した本開示のいくつかの特定の実施形態は、中実スリットによって分離された特徴サイズが小さくアスペクト比が大きいチャネル孔のアレイを含む例示的なサンプルを使用するが、本開示は、そのような形状寸法を有するサンプルだけに限定されない。本開示の実施形態は、充填された孔アレイを有し、充填された孔と孔との間にエッチングされた部分またはスリットがあるサンプルをデレイヤリングする目的に等しく有益に適用することができる。実施形態はさらに、サンプルの中実部分間に高いアスペクト比でエッチングされた（例えばトレンチ）または他のやり方で形成された非常に小さな特徴サイズを有するサンプル上で有益に使用することができる。さらに、本開示の実施形態は、特定の寸法またはアスペクト比の孔（または他の特徴）を有するサンプルをデレイヤリングすることだけに限定されず、本開示の実施形態は、本明細書で詳細に論じた孔または他の特徴よりも大きくかつ／または浅い孔または他の特徴を有するサンプルをデレイヤリングする目的に有益に適用することができる。
したがって、本明細書に記載された特定の実施形態の上記の説明は、例示および説明のために示されたものである。それらの説明が網羅的であること、またはそれらの説明が、開示された正確な形態に実施形態を限定することは意図されていない。さらに、本開示の異なる実施形態を上で開示したが、本開示の実施形態の趣旨および範囲を逸脱することなく、特定の実施形態の特定の詳細を適宜に組み合わせることができる。さらに、以上の教示を考慮すれば、多くの修正および変更が可能であることは当業者には明白であろう。
本開示の示された実施形態の大部分は、当業者に知られている電子部品および回路を使用して実施することができるため、本開示の教示を不明瞭にしたり、または本開示の教示から逸脱したりしないように、そのような電子部品および回路の詳細は、上で説明したとおり、本開示の基礎をなす発想の理解および評価のために必要と考えられる程度を超えて説明されない。

Claims (20)

  1. 中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価する方法であって、前記方法が、
    走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラムおよび集束イオンビーム（ＦＩＢ）を含む評価ツールの真空チャンバ内に前記サンプルを配置すること、
    前記サンプル上に堆積ガスを噴射すること、
    前記孔のアレイの中の複数の孔を含む前記サンプルの部分を第１の荷電粒子ビームで走査して、走査した前記部分の前記複数の孔の中に前記堆積ガスから材料を局所的に堆積させること、ならびに
    前記材料を局所的に堆積させた前記複数の孔を含む前記サンプルの前記部分を前記ＦＩＢカラムを用いてミリングすること
    を含む方法。
  2. 前記第１の荷電粒子ビームが、前記ＳＥＭカラムによって生成された高エネルギーＳＥＭビームである、請求項１に記載の方法。
  3. 前記噴射することと前記走査することとが同時に実行される、請求項２に記載の方法。
  4. 前記高エネルギーＳＥＭビームが少なくとも１５ｋｅＶの出力レベルを有する、請求項２に記載の方法。
  5. 電子の侵入深さが、前記サンプルの上面の下方の、前記複数の孔のうちの多数の孔の底部に堆積材料が到達する十分に遠い位置において、高い２次電子収率を生成する、請求項４に記載の方法。
  6. 前記噴射することと前記走査することとが逐次的に実行され、前記噴射することおよび前記走査することが、デレイヤリングする前記サンプルの異なるエリアで、前記サンプルを横切って複数回繰り返される、請求項２に記載の方法。
  7. 前記ＦＩＢカラムのイオンビーム源がプラズマ源であり、前記第１の荷電粒子ビームが、逆バイアスモードで動作させた前記ＦＩＢカラムを用いて生成される、請求項１に記載の方法。
  8. 前記走査ステップの間に堆積した前記材料が、前記複数の孔の上部に材料を堆積させ、前記ミリングステップが、前記複数の孔の下部の充填されていない部分を露出させるレベルまで前記サンプルをミリングし、前記方法がさらに、
    前記ミリングステップの後に、前記噴射ステップおよび前記走査ステップを繰り返して、前記複数の孔の前記充填されていない部分に追加の材料を堆積させること、ならびに
    その後に、前記追加の材料を局所的に堆積させた前記複数の孔を含む前記サンプルの前記部分を前記ＦＩＢカラムを用いてミリングすること
    を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記サンプルが半導体ウエハである、請求項１に記載の方法。
  10. 前記複数の孔のそれぞれの孔が、１００ｎｍよりも小さな直径および３μｍよりも大きな深さを有する、請求項９に記載の方法。
  11. 前記複数の孔が、３Ｄ－ＮＡＮＤ構造体内のメモリチャネル用のコンタクト孔である、請求項９に記載の方法。
  12. 前記複数の孔が、その中にＤＲＡＭデバイスのキャパシタを形成することができる孔である、請求項９に記載の方法。
  13. 前記サンプルの前記部分をミリングすることが、前記孔のアレイの中に堆積させた前記材料と前記孔を分離している前記中実部分の両方をイオンビームで走査して、前記孔のアレイの中の前記材料と前記孔を分離している前記中実部分の両方を反復してデレイヤリングすることを含む、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。
  14. 前記ミリングプロセスによってそれぞれの層が除去された後に、前記ＳＥＭカラムによって前記サンプルが撮像される、請求項１３に記載の方法。
  15. 中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価するためのシステムであって、前記システムが、
    真空チャンバと、
    サンプル評価プロセスの間、前記真空チャンバ内でサンプルを保持するように構成されたサンプル支持体と、
    前記真空チャンバに第１の荷電粒子ビームを導入するように構成された走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラムと、
    前記真空チャンバに第２の荷電粒子ビームを導入するように構成された集束イオンビーム（ＦＩＢ）カラムと、
    前記サンプル上に堆積ガスを噴射するように構成されたガス供給システムと、
    プロセッサおよび前記プロセッサに結合されたメモリと
    を備え、前記メモリが複数のコンピュータ可読命令を含み、前記複数のコンピュータ可読命令が、前記プロセッサによって実行されたときに、
    前記サンプル上に堆積ガスを噴射すること、
    前記孔のアレイの中の複数の孔を含む前記サンプルの部分を荷電粒子ビームで走査して、走査した前記部分の前記複数の孔の中に前記堆積ガスから材料を局所的に堆積させること、および
    前記材料を局所的に堆積させた前記複数の孔を含む前記サンプルの前記部分を前記ＦＩＢカラムを用いてミリングすること
    を前記システムに実行させる、システム。
  16. 前記第１の荷電粒子ビームが、前記ＳＥＭカラムによって生成された高エネルギーＳＥＭビームである、請求項１５に記載のシステム。
  17. 前記ＦＩＢカラムのイオンビーム源がプラズマ源であり、前記第１の荷電粒子ビームが、逆バイアスモードで動作させた前記ＦＩＢカラムによって生成される、請求項１５または１６に記載のシステム。
  18. 中実部分によって分離された孔のアレイを含むサンプルの領域を評価するための命令を記憶した非一過性コンピュータ可読メモリであって、前記評価することが、
    走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラムおよび集束イオンビーム（ＦＩＢ）を含む評価ツールの真空チャンバ内に前記サンプルを配置し、
    前記サンプル上に堆積ガスを噴射し、
    前記孔のアレイの中の複数の孔を含む前記サンプルの部分を第１の荷電粒子ビームで走査して、走査した前記部分の前記複数の孔の中に前記堆積ガスから材料を局所的に堆積させ、
    前記材料を局所的に堆積させた前記複数の孔を含む前記サンプルの前記部分を前記ＦＩＢカラムを用いてミリングする
    ことによって実行される、非一過性コンピュータ可読メモリ。
  19. 前記第１の荷電粒子ビームが、前記ＳＥＭカラムによって生成された高エネルギーＳＥＭビームである、請求項１８に記載の非一過性コンピュータ可読メモリ。
  20. 前記ＦＩＢカラムのイオンビーム源がプラズマ源であり、前記第１の荷電粒子ビームが、逆バイアスモードで動作させた前記ＦＩＢカラムによって生成される、請求項１８または１９に記載の非一過性コンピュータ可読メモリ。
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