单体式检测器制造技术

一种单体式检测器可以用于带电粒子射束装置。该检测器可以包括多个感测元件(311)和多个信号处理部件，该多个感测元件(311)形成在半导体衬底的第一侧上，感测元件中的每个感测元件被配置为接收从样品发射的带电粒子，并且生成与所接收的带电粒子的第一特性成比例的载流子；并且该多个信号处理部件形成在半导体衬底的第二侧上，该多个信号处理部件是被配置为确定表示所接收的带电粒子的第二特性的值的系统的一部分。衬底的厚度范围可以为从大约10μm至30μm。衬底可以包括区域，该区域被配置为使形成在第一侧上的多个感测元件与形成在第二侧上的多个信号处理部件绝缘。成在第二侧上的多个信号处理部件绝缘。成在第二侧上的多个信号处理部件绝缘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单体式检测器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月23日提交的美国申请63/130,210的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本文中的描述涉及检测器，更具体涉及可以应用于带电粒子检测的检测器。

技术介绍

[0004]检测器可以用于感测物理上可观察的现象。例如，诸如电子显微镜之类的带电粒子射束工具可以包括检测器，该检测器接收从样品投射的带电粒子并且输出检测信号。检测信号可以用于重构受检样品结构的图像，并且可以用于例如揭示样品中的缺陷。在制造可能包括大量密集封装的小型化集成电路(IC)部件的半导体器件时，检测样品中的缺陷日益重要。为此目的，可以提供检查系统作为专用工具。
[0005]随着半导体器件的持续小型化，检查系统可以在带电粒子射束工具中使用越来越低的射束电流。同时，检测器可能需要灵活检测可能着陆在具有未知尺寸和未知位置的检测器上的多个射束。检测器阵列可以被像素化成能够适应不同形状和尺寸的射束的感测元件阵列。现有检测系统可能受到信噪比(SNR)和系统生产量的限制，特别是当射束电流减小到例如皮安范围时。一些应用可能需要高速、高生产量、高带宽等。但是，随着检测器阵列变得更加复杂(例如，具有更多感测元件的更大阵列)，与信号处理和信号读出相关联的布线可能变得更长，这可能导致带宽减小，尤其是在互连没有被很好地规划和设计的情况下。这可以防止检测系统实现期望带宽。另外，模拟信号路径内的长互连可能向信号路径引入较高的噪声和干扰。结果，可能会降低检测系统的信噪比。因此，期望改进检测系统和方法。

技术实现思路

[0006]本公开的各实施例提供了用于基于带电粒子射束进行检测的系统和方法。在一些实施例中，可以提供一种带电粒子射束系统，该带电粒子射束系统包括检测器。单体式检测器可以用于带电粒子射束装置。该检测器可以包括多个感测元件和多个信号处理部件，该多个感测元件形成在半导体衬底的第一侧上，感测元件中的每个感测元件被配置为接收从样品发射的带电粒子并且生成与所接收的带电粒子的第一特性成比例的载流子；并且该多个信号处理部件形成在半导体衬底的第二侧上，该多个信号处理部件是系统的一部分，该系统被配置为确定表示所接收的带电粒子的第二特性的值。衬底的厚度范围可以为从大约10μm至30μm。衬底可以包括区域，该区域被配置为使形成在第一侧上的多个感测元件与形成在第二侧上的多个信号处理部件绝缘。
[0007]应当理解，如可以所要求保护的，前面的一般描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，而非是对所公开的实施例的约束。
附图说明
[0008]通过结合附图对示例性实施例的描述，本公开的上述和其他方面将变得更加显而易见。
[0009]图1是根据本公开的实施例的示例性电子射束检查(EBI)系统的图解表示。
[0010]图2A和图2B是图示了根据本公开的实施例的带电粒子射束装置的示图，该带电粒子射束装置可以是电子射束工具的示例。
[0011]图3A和图3B是根据本公开的实施例的检测器的示例性结构的图解表示。
[0012]图4是根据本公开的实施例的检测器的图解表示。
[0013]图5A和图5B是根据本公开的实施例的检测器的单体式层的图解表示。
[0014]图6是根据本公开的实施例的可以形成单体式层的至少一部分的感测元件的图解表示。
[0015]图7是根据本公开的实施例的可以形成单体式层的一部分的感测元件的图解表示。
[0016]图8是根据本公开的实施例的带电粒子检测方法的流程图。
具体实施方式
[0017]现在，详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中除非另有指示，否则不同附图中的相同数字表示相同或类似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不代表根据本专利技术的所有实现方式。相反，它们仅仅是根据与可以在所附权利要求中叙述的主题有关的各方面的装置、系统和方法的示例。
[0018]电子器件由在被称为衬底的硅片上形成的电路构成。许多电路可以一起形成在同一硅片上，并且被称为集成电路或IC。随着技术的进步，这些电路的尺寸已经显著减小，使得它们中的许多电路可以适配在衬底上。例如，智能电话中的IC芯片可以小至拇指指甲，并且还可以包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的尺寸小于人发尺寸的1/1000。
[0019]制造这些极小IC是一个复杂、耗时且昂贵的过程，通常包括数百个单独步骤。即使一个步骤中的误差也有可能导致已完成的IC中出现缺陷，从而使其无用。因此，制造过程的一个目标就是避免这种缺陷，以使过程中制造的功能IC的数目最大，也就是说，提高过程的总产率。
[0020]提高产率的一个部件是监测芯片制作过程以确保其正在生产足够数目的功能集成电路。监测过程的一种方式是在芯片电路结构形成的各个阶段检查芯片电路结构。可以使用扫描电子显微镜(SEM)进行检查。SEM可以用于对这些极小结构进行成像，实际上，拍摄结构的“照片”。该图像可以用于确定结构是否以适当方式形成以及它是否形成于适当位置中。如果结构具有缺陷，则可以调整过程，使得缺陷不太可能再次出现。为了提高生产量(例如，每小时处理的样品的数目)，期望尽可能快地进行检查。
[0021]可以通过在晶片上扫描SEM系统的初级射束(例如，“探测”射束)并且在检测器处收集从晶片表面生成的粒子(例如，次级电子)来形成晶片的图像。次级电子可以形成指向检测器的射束(“次级射束”)。着陆在检测器上的次级电子可以使得在检测器中生成电信号(例如，电流、电荷或电压)。这些信号可以从检测器输出并且可以由图像处理器进行处理以形成样品的图像。
[0022]检测器可以包括多个感测元件的像素化阵列。像素化阵列可能是有用的，因为它可以允许对检测器上形成的射束光斑的尺寸和形状进行调整。当使用多个初级射束时，其中多个次级射束入射在检测器上，像素化阵列可能有助于分离检测器中的、与不同射束光斑相关联的不同区域。多个射束可能以未知尺寸和未知位置着陆在检测器上，从而形成可以覆盖阵列的不同像素(例如，个别感测元件)的不同射束光斑。
[0023]检测器可以包括电路系统，该电路系统被配置为处理在诸如读出集成电路(“ROIC”)之类的个别感测元件中生成的信号。感测元件可以包括一个或多个二极管，该一个或多个二极管可以将入射能量转换为可测量信号。检测器的电路系统可以包括被配置为将信号路由到不同位置的布线路径、或被配置为执行特定功能的电气部件。电子射束光斑可以覆盖检测器上的多个感测元件，并且在感测元件中生成的信号可以一起被路由。包括在检测器中的电路系统可以包括布线路径，该布线路径将来自被分组在一起(例如，凭借被相同的电子射束光斑覆盖)的个别感测元件的输出路由到公共输出。该电路系统还可以包括电子部件，诸如开关，这些开关被配置为连接被分组在一起的感测元件。
[0024]通常，通过将两个分开的芯片结合在一起来产生检测器，一个芯片包括感测元件，一个芯片包括电路系统。每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于带电粒子射束装置的单体式检测器，所述检测器包括：多个感测元件，形成于半导体衬底的第一侧上，所述感测元件中的每个感测元件被配置为接收从样品发射的带电粒子并且生成与所接收的带电粒子的第一特性成比例的载流子，所述衬底的厚度范围为从大约10μm至30μm；以及多个信号处理部件，形成在所述半导体衬底的第二侧上，所述第二侧与所述第一侧相对，所述多个信号处理部件是被配置为确定表示所接收的所述带电粒子的第二特性的值的系统的一部分。2.根据权利要求1所述的检测器，其中所述检测器被配置为使得所述载流子形成从所述感测元件中的每个感测元件输出的信号。3.根据权利要求2所述的检测器，其中所述信号包括经放大的电荷或电流。4.根据权利要求2所述的检测器，其中所述系统被配置为将所述信号转换为所述值，所述值表示所接收的所述带电粒子的所述第二特性。5.根据权利要求4所述的检测器，其中所述值包括电压。6.根据权利要求1所述的检测器，其中所述多个信号处理部件包括开关，所述开关被配置为连接相邻感测元件。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：