用于扫描电子显微镜应用的传感器模块的制作方法

用于扫描电子显微镜应用的传感器模块
1.相关申请案的交叉参考
2.本技术案主张2019年8月28日申请的以马塞尔
·
特里姆普尔(marcel trimpl)为发明者的第62/892,545号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本发明大体上涉及扫描电子显微镜领域，且更特定来说，涉及用于扫描电子显微镜应用的多用途传感器模块，其提供自适应集群化及分布式数字化方案。


背景技术：

4.制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量半导体制造工艺处理例如半导体晶片的衬底以形成半导体装置的各种特征及多个层级。随着半导体装置大小变得越来越小，开发增强型半导体装置及光掩模检验及重检装置变得至关重要。扫描电子显微镜(sem)系统是用于检验及重检样本的一种此类技术。sem系统并入用于检测响应于跨样本扫描的一次电子射束而从样本散射或由样本发射的二次电子、背散射电子及x射线的粒子检测器。为改进sem系统的效率及精确度，可期望提供经改进粒子(例如，电子及x射线)传感器装置及方法。


技术实现要素：

5.公开一种扫描电子显微镜系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含经配置以产生电子射束的电子源。在另一说明性实施例中，所述系统包含经配置以跨样本扫描所述电子射束且将通过所述样本散射的电子聚焦到一或多个成像平面上的一组电子光学器件。在另一说明性实施例中，所述系统包含定位于所述一或多个成像平面处的第一检测器模块。在另一说明性实施例中，所述第一检测器模块包含经配置以将来自所述样本的散射粒子转换成一组等效信号电荷的多像素固态传感器。在另一说明性实施例中，所述多像素固态传感器连接到经配置以处理来自所述传感器的一或多个像素的所述组信号电荷的两个或更多个专用集成电路(asic)。
6.公开一种额外及/或替代扫描电子显微镜。在一个说明性实施例中，所述系统包含经配置以产生电子射束的电子源。在另一说明性实施例中，所述系统包含经配置以跨样本扫描所述电子射束且将通过所述样本散射的电子聚焦到一或多个成像平面上的一组电子光学器件。在另一说明性实施例中，所述系统包含定位于所述一或多个成像平面处的第一检测器模块。在另一说明性实施例中，所述第一检测器模块包含多像素专用集成电路(asic)。在另一说明性实施例中，所述多像素asic的每一像素包括经配置以将通过所述样本散射的粒子转换成等效电信号的光二极管，且所述多像素asic的每一像素包含用以处理所述等效电信号的电路系统。
7.公开一种检验样本的方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含产生扫描时钟
信号。在另一说明性实施例中，所述方法包含产生第一电子射束。在另一说明性实施例中，所述方法包含偏转与所述扫描时钟信号同步的所述第一电子射束以扫描所述样本上的区域。在另一说明性实施例中，所述方法包含将由所述样本响应于所述电子射束而产生的信号引导到包括两个或更多个像素的集群。在另一说明性实施例中，所述方法包含检测由所述集群在第一时间间隔中收集的电荷，其中所述第一时间间隔与扫描时钟同步以产生对应于由所述集群在所述第一时间间隔中收集的所述电荷的第一电信号且将所述第一电信号转换成第一数字信号。在另一说明性实施例中，所述方法包含检测由所述集群在第二时间间隔中收集的电荷，其中所述第二时间间隔与扫描时钟同步以产生对应于在所述第二时间间隔中收集的所述电荷的第二电信号且将所述第二电信号转换成第二数字信号，其中在完成转换所述第一电信号之前开始转换所述第二电信号。在另一说明性实施例中，所述方法包含通过分析所述第一数字信号及所述第二数字信号而确定存在缺陷。
8.公开一种检验样本的额外及/或替代方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含产生扫描时钟信号。在另一说明性实施例中，所述方法包含产生第一电子射束。在另一说明性实施例中，所述方法包含将所述第一电子射束偏转到所述样本上的第一位置。在另一说明性实施例中，所述方法包含将由所述样本响应于所述第一电子射束而产生的信号引导到像素。在另一说明性实施例中，所述方法包含检测由所述像素收集的电荷以产生对应于由所述像素收集的所述电荷的电信号。在另一说明性实施例中，所述方法包含比较所述电信号与第一阈值及第二阈值及在所述电信号大于所述第一阈值且所述电信号小于所述第二阈值的情况下确定存在元素。
9.应理解，前述一般描述及以下详细描述两者仅为示范性及说明性，且不一定限制如所主张的本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本发明的实施例且连同一般描述一起用来说明本发明的原理。
附图说明
10.通过参考附图，所属领域的技术人员可更好地理解本公开的许多优点。
11.图1说明根据本公开的一或多个实施例的扫描电子显微镜系统。
12.图2a说明根据本公开的一或多个实施例的经配置为二次电子检测器的多像素检测器模块。
13.图2b说明根据本公开的一或多个实施例的经配置为背散射电子及/或x射线检测器的多像素检测器模块。
14.图2c说明根据本公开的一或多个实施例的布置成多电子射束配置的多像素检测器模块。
15.图3a到3d说明根据本公开的一或多个实施例的通过asic递送到选择数目个通道的集群的组合。
16.图4a说明根据本公开的一或多个实施例的传感器与asic之间的连接及一个读出通道内的操作的框图视图。
17.图4b说明根据本公开的一或多个实施例的传感器像素的粗略平面图的概念图。
18.图5a到5b分别说明根据本公开的一或多个实施例的检测器模块的物理组合件。
19.图5c到5d分别说明根据本公开的一或多个额外及/或替代实施例的检测器模块的
物理组合件。
20.图6a说明根据本公开的一或多个实施例的使用asic内的若干adc以处理集群的分布式数字化方案的时序的概念图。
21.图6b说明根据本公开的一或多个实施例的将采样保持电路应用于来自一或多个像素的信号及所述信号的随后模/数转换的概念图。
22.图7说明根据本公开的一或多个实施例的在读出asic的像素内实施的模/数转换(adc)单元的框图视图。
23.图8说明根据本公开的一或多个实施例的描绘检验样本的方法的流程图。
24.图9说明根据本公开的一或多个额外及/或替代实施例的描绘检验样本的方法的流程图。
具体实施方式
25.已关于某些实施例及其特定特征特别地展示且描述本公开。本文中阐述的实施例被视为说明性而非限制性。所属领域的技术人员应容易明白，可在不脱离本公开的精神及范围的情况下进行形式及细节的各种改变及修改。现将详细参考在附图中说明的所公开标的物。
26.本公开的实施例涉及适于具有自适应集群化及分布式数字化方案的扫描电子显微镜应用的多用途传感器模块及方法。
27.图1说明根据本公开的一或多个实施例的扫描电子显微镜(sem)系统100的概念图。sem系统100可经配置为检验及/或重检工具。在此方面，sem系统100可用于重检及/或检验样本128的缺陷且揭露样本128及/或缺陷的材料组合物。替代地，sem系统100可经配置为基于成像的叠加计量工具。在此方面，可使用sem系统100以获取安置于样本128上的叠加计量目标的图像，其接着可用于确定样本128的连续层之间的叠加误差。
28.在实施例中，sem系统100包含电子源102。电子源102可包含适于产生一或多个电子射束150的任何电子源。电子源102可包含一或多个电子发射器101。举例来说，一或多个电子发射器101可包含单个电子发射器。借助另一实例，一或多个电子发射器101可包含多个电子发射器。一或多个电子发射器101可包含电子发射技术中已知的任何电子发射器。电子源102可包含一或多个提取器103。
29.在实施例中，sem系统100包含电子光学系统111，电子光学系统111包含布置成电子光学柱的一组电子光学器件。电子光学系统111可包含用于将电子射束106聚焦到样本128上的一或多个聚焦光学器件。电子光学系统111可包含经配置以跨样本128扫描射束106的一或多个偏转光学器件。电子光学系统111可包含扫描电子显微镜技术中已知的任何聚焦及偏转光学器件。举例来说，一或多个聚焦光学器件可包含但不限于一或多个聚光透镜107及一或多个物镜110。一或多个偏转光学器件可包含但不限于一或多个偏转器(例如，扫描线圈)。举例来说，电子光学系统111可包含一或多个偏转器105及一或多个下偏转器109。在操作期间，电子源102产生电子射束106。可通过电子光学系统111的多个聚焦及偏转光学器件105、107、109、110将电子射束106聚焦并偏转到定位于移动载物台130上的样本128上。在实施例中，电子源102可产生偏转并聚焦到样本128上的多个射束。应注意，电子源102及电子光学柱111可经布置成单射束配置或布置成包含多个源/柱的多射束配置。
30.在实施例中，系统100包含定位于电子光学系统111内的一或多个选定位置处的一或多个检测器模块。一或多个检测器模块各自包含一或多个多像素固态传感器。举例来说，检测器模块122a、122b及/或122c可各自包含一或多个固态传感器。例如，可将第一多像素检测器模块122a放置成远离样本128以收集从样本散射且由电极121收集并加速到检测器模块122a的一或多个多像素固态传感器的检测器平面上的二次电子129。在另一例子中，可将检测器模块122b及/或122c放置成接近样本128以收集粒子，例如(但不限于)从样本128发出的背散射电子、x射线及/或俄歇电子(例如，按极高立体角从样本发出的粒子)。如图1中展示，可将检测器模块122a到122c中的一或多者定位于电子光学柱内。应注意，本公开的范围不限于图1中描绘的检测器模块的位置或数目且可在系统100内实施任何数目个多像素检测器模块及任何数目个位置。
31.在实施例中，检测器模块122a、122b及/或122c的多像素固态传感器中的一或多者连接到两个或更多个逻辑元件。举例来说，多像素固态传感器中的一或多者可连接到两个或更多个专用集成电路(asic)。在实施例中，两个或更多个逻辑元件经配置以处理来自来自给定多像素固态传感器的像素的所述组信号电荷。虽然应注意一或多个检测器模块可利用此项技术中已知的任何适合逻辑元件来处理来自像素的信号电荷，但出于简化的目的，在asic的背景内容中描述检测器模块。此配置不应被解释为对本公开的范围的限制。
32.图2a到2c说明根据本公开的一或多个实施例的适用于系统100中的多像素检测器模块122的不同配置。图2a说明适于用作二次电子检测器的多像素检测器模块配置。图2b说明适于用作背散射电子及/或x射线检测器的多像素检测器模块配置。图2c说明用于多电子射束系统的多像素检测器模块配置，其中通过多像素检测器模块同时检测来自全部电子射束的偏转信号。
33.在实施例中，如图2a中展示，多像素检测器模块122包含衬底载体201。举例来说，衬底载体201可包含陶瓷材料，将通过asic读出的多像素固态传感器安装于所述陶瓷材料上。衬底载体201包含用于操纵及控制电压的一组电接触件203且提供数据路径，从而允许由模块收集数据。区域202表示由一个asic覆盖的区域。举例来说，如图2b中展示，区域202表示由可含有16
×
16个像素读出通道的具有4mm
×
4mm的大小的一个asic覆盖的区域。应注意，未通过如图2a中展示的像素的asic集群化的数目、大小或位置限制本公开的范围。而是，应注意，对于不同使用案例，可实施不同asic集群化配置。表i中说明集群大小及所得集群转换速率。
34.表i.针对各种集群大小的集群转换速率。
[0035][0036][0037]
实例使用250μm传感器像素，及每asic读出的总计16
×
16个传感器像素及并入每一读出像素中的具有3mhz的转换速率的数据转换器。
[0038]
在图2a的实例中，配置8
×
8个像素的集群大小且产生每asic总计4个集群。此一配置在二次电子检测器的情况中可为特别有用的。此配置中的每集群的转换速率是大约
200mhz。此外，可在下游数据路径中进一步处理由asic产生的集群以产生检测器的一或多个子通道。应注意，图2b说明其中由模块产生5个通道的情况。
[0039]
在实施例中，如图2b中展示，可实施多个检测器模块。在图2b中描绘的实例中，将多个检测器模块122(例如，2、3、4、5、6、n个检测器模块)布置于主射束106周围以形成接近样本平面(例如，晶片平面)的通过孔隙205以按高立体角收集背散射电子及/或其它粒子，例如x射线或俄歇电子。在实施例中，可取决于检测的目的而不同地配置每一检测器模块122。在图2b中展示的一个应用中，三个检测器模块经配置成具有2
×
2的集群大小，而一个检测器模块(右上方)经配置以检测由样本发射的x射线。应注意，布置、数目及集群大小不限于先前描述。而是，应注意，图2b中展示的所述组检测器模块可包含布置成任何图案以形成孔隙205的任何数目个模块122且模块可具有任何集群大小。应注意，可使用4
×
4的集群大小，其产生接近50mhz的集群转换速率。对于x射线检测，检测器模块可经配置以个别地按缓慢转换速率(例如(但不限于)3mhz)读出每一像素(例如，1
×
1的集群)。
[0040]
在实施例中，检测器模块122中的一或多者可包含屏幕204。可将屏幕204插入一或多个模块122的顶部上。屏幕可由具有低原子序数的薄材料形成。举例来说，屏幕204可包括但不限于50μm到150μm薄铍屏幕。例如，屏幕可为100μm铍屏幕。借助另一实例，屏幕可包括直接形成到传感器模块122上的材料层。例如，屏幕可包含但不限于直接沉积到传感器模块122上的硼或碳或铝层。在操作期间，屏幕204吸收由样本在扫描期间散射的电子且允许由样本在扫描期间产生的大部分x射线通过，从而提供更有效检测。屏幕204可经添加到检测器模块中的一或多者且其可永久地安装或可插入及缩回以改变模块122的配置。应注意，屏幕204的利用不限于图2b中描绘的配置且一或多个屏幕204可搭配任何数目个检测模块122且在任何布置内利用。
[0041]
在实施例中，如图2c中展示，检测器模块122的asic经配置具有4
×
4的集群大小。应注意，如果以sem系统100的多射束配置实施此一检测器模块，那么将运用此一模块检测接近50mhz的速率的总计400个散射射束。
[0042]
图3a到3d说明根据本公开的一或多个实施例的通过asic递送到选择数目个通道的集群的组合。应注意，可针对sem系统100的不同使用案例调整如图3a到3d中展示的多个通道的形成。举例来说，如图3a中展示，说明具有一个中心通道301及4个侧通道302a、302b、302c、302d的配置。可在扫描期间动态执行集群的组合，借以通道的形状及大小可在模块122内改变。此一特征可适应散射射束129在扫描期间的变化，例如主射束106的聚焦/散焦的变化或散射射束129的偏移。举例来说，可实施图3b的集群配置以适应其中散射电子射束129偏移或漂移(从模块的中心位置移动到非中心位置)的情境。
[0043]
借助另一实例，可实施图3c的集群配置以适应其中需要较大中心通道的情境。借助另一实例，可实施图3d的集群配置以适应其中需要较小中心通道的情境。借助另一实例，多个单独集群可组合到单个中心通道中。
[0044]
图4a说明根据本公开的一或多个实施例的传感器与asic之间的连接及一个读出通道内的操作的框图视图。
[0045]
在实施例中，传感器401运用每像素至少一个连接件附接到一或多个asic 402。在一个配置中，传感器像素403可由浮动扩散节点(fd)构成，例如浮动扩散电容器，其收集在连接到放大器级的栅极的体积中的像素内产生的电荷。在此实例中，可通过常用电压vod
(电压漏极)偏置放大器级。放大器级的输出(os)可连接到asic的个别读出像素404以供进一步处理。在实施例中，可连接传感器像素中的放大器使得按恒定电压偏置源电势且在漏极处读出信号。
[0046]
在实施例中，通过复位级控制浮动扩散节点的电压。在此配置中，复位级可包含简单复位晶体管，借以晶体管的漏极连接到全局复位电压(rd)。可经由复位栅极(rg)控制复位级。
[0047]
在实施例中，复位栅极可提供传感器阵列的全部像素所共有的全局信号。
[0048]
在实施例中，可在传感器层的像素的复位栅极与asic的每一像素内的复位电路单元之间提供每像素的额外接触件。
[0049]
组合件的顶部传感器叠层401可为利用如2017年9月19日颁予布朗(brown)等人的标题为“检验及重检样本的扫描电子显微镜及方法”的第9767986号美国专利中描述的电阻性栅极及浮动扩散技术的传感器层，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
[0050]
在实施例中，代替使用附接到读出asic的传感器层401，可在asic的每一像素中实施光二极管以检测在扫描期间从样本128偏转的粒子。可通过使用具有10v以上电源轨的高压(hv)工艺的深植入而实施光二极管。
[0051]
在实施例中，读出asic 404的像素运用输入级从传感器像素接收信号。放大器输出与输入级之间的寄生阻抗可保持到最小值以在给定功率消耗下达到最大处理速度。通过将来自此像素及相邻像素的信号求和到集群的集群求和电路连接输入级。图4a展示来自中心像素与两个直接相邻者的连接，指示来自附近其它像素的额外输入。集群的实务大小应在1到10像素的范围中，其中集群1表示停用求和且个别地处理每一像素(例如，参见表1中给出的实例)。接着，可通过数字化及额外处理进一步处理集群信号。数字化步骤可包含具有等距量化步骤的标准模/数转换或多阈值化学元素搜索，如图7中进一步描述。对于涉及检测单独事件的应用，可实施时间戳记单元以运用扫描时钟记录每一事件的到达且将事件指派给样本上的扫描位置。应注意，后处理的部分涉及从每一asic撤离来自每一像素的数据所必需的数据流处置。可在数字化之后在后处理单元中执行像素值的求和。
[0052]
在实施例中，可通过数字化单元触发复位电路以控制传感器像素的复位栅极的电压。复位电路可使用高压过程组件以提供足够电压以使复位级起作用(例如，10v到30v)。复位栅极的控制可呈复位脉冲的形式以复位浮动扩散。逐像素复位可无限期地扩展传感器像素的动态范围且适应传感器内的像素之间的粒子通量变动。可针对传感器的全部像素同步此一复位脉冲以模仿全局复位的功能性。逐像素复位的利用可低功率实现极快复位，这是因为与在整个传感器阵列中路由的全局复位相比，驱动小得多的电容。复位电路还可提供模拟电压以形成对浮动扩散的封闭反馈回路控制以增强对像素到像素晶体管变动及热漂移的免疫力。
[0053]
图4b说明根据本公开的一或多个实施例的传感器像素的粗略平面图的概念图。图4b描绘传感器像素的粗略平面图，其中到读出asic及其它偏压点的复位栅极(rg)及输出信号(os)连接、传感器像素的复位漏极(rd)及电压漏极(vod)作为整个传感器阵列的全局信号路由。在实施例中，在未针对来自asic的每一像素提供复位栅极(rg)的情况下，复位栅极(rg)可类似于复位漏极及电压漏极信号而在传感器上逐行或全局地路由。
[0054]
图5a到5b分别说明根据本公开的一或多个实施例的检测器模块122的物理组合
件。
[0055]
图5a描绘多像素检测器模块的一个实施例的背侧视图，其中若干asic 507连接到传感器。视图到asic的背侧上。图5b描绘包含具有背侧处理501的多像素固态传感器502的检测器模块122的侧视图。在实施例中，背侧处理可包含硼涂层。在实施例中，传感器层经由焊料凸块连接到穿硅通孔中介层(tsi)504。可利用例如直接接合互连(dbi)的其它组装技术。大约100μm厚度的tsi可利用细间距(10μm到20μm)。穿硅通孔505可将tsi的前侧与背侧电连接。tsi中的tsv的间距可比传感器或asic中的像素间距致密得多。在tsi的背侧上使用包括多个金属层506(例如，4个或更多个)的多金属重佈层(rdl)以将来自传感器的不同像素输出路由到可处于不同间距的asic 507的输入。举例来说，可通过asic中的大约180μm
×
180μm大小的像素匹配传感器层上的250μm
×
250μm大小的像素。
[0056]
在实施例中，如图5b中展示，asic可具体实施tsv且asic的输入及输出可在asic的背侧上连接到机械衬底509上的电连接。在由每一asic覆盖的16
×
16像素的情况下，asic与传感器之间的像素大小的差异可在asic之间留下大约1mm空间作为组装裕量。
[0057]
在实施例中，asic可不含有tsv。在此情况中，如图5c及5d中展示，可实施替代组合件。在此实施例中，传感器的侧处的一行asic 511经偏移使得线接合垫暴露且可接达以连接到衬底。操纵信号及数据从一个asic传送到传感器区域下方的其它asic可经由到tsi的额外焊料连接件来完成且在tsi的rdl内路由到其它asic。
[0058]
应注意，在其中检测器模块122利用asic中的一或多个tsv的实施例中，在未在模块的敏感区域内产生间隙的情况下建构可无限期缩放检测器模块是可能的。
[0059]
可使用以下程序来制造图5d中描绘的组合件。
[0060]
tsi 504可制造为具有选定厚度(例如，大约100μm)，asic 507可薄化到选定厚度(例如，大约100μm)，且可提供未薄化传感器502。首先，处置晶片(未展示)可附接到传感器502的前侧(即，如图5d中展示的传感器502的底侧)。接着，可薄化传感器502的背侧。在薄化之后，可处理传感器502的背侧。举例来说，可运用硼植入工艺处理传感器502的背侧以形成硼植入层501。接着，处置晶片(未展示)可附接到传感器502的背侧(即，如图5d中展示的传感器502的顶侧)。继而，可从传感器502的前侧移除处置晶片。接着，传感器502的前侧可经由一或多个连接机构503电连接到tsi的前侧(例如，运用焊料凸块或直接接合(dbi)技术)。另外，asic 507可运用重佈层506电连接到tsi504的背侧。最后，可从传感器502的背侧移除处置晶片且传感器/tsi/asic组合件可附接到衬底509。可在传感器/tsi/asic组合件附接到衬底509之后移除处置晶片。
[0061]
应注意，用于制造图5b中描绘的组合件的程序可采用类似于用于图5d中描绘的组合件的程序的方法。另外，制造图5b的组合件可包含具有tsv(穿硅通孔)的asic及额外步骤，借以使用处置晶片以薄化且将asic 507安装到衬底509且将衬垫与焊料凸块513电连接。
[0062]
图6a说明根据本公开的一或多个实施例的使用asic内的若干adc以处理集群的分布式数字化方案的时序的概念图600。应注意，分布式数字化方案可采用任何数目个adc，例如(但不限于)256个。图6b描绘来自一或多个像素的信号的采样保持(s&h)电路及信号的随后模/数转换的概念图610。如图6b中展示，每一数字化器可采用可以样本扫描时钟t1的速度保持模拟值的快速s&h电路，电子射束以所述速度跨样本光栅化。接着，每一adc可在明显
慢于t1的转换时间t2内将模拟值转换为数字值。转换时间t2与样本扫描的数目及组合到集群的像素(因此adc)的数目兼容。在一个实例中，传感器的8
×
8像素可组合到一个集群中且64个adc用于此集群的转换。在此实例中，3mhz的单个转换频率接着可支持192mhz的晶片扫描时钟。
[0063]
图7说明根据本公开的一或多个实施例的读出asic的每一像素内的模/数转换(adc)单元700。在实施例中，初始s&h单元针对样本扫描的每一时钟循环存储来自检测器的所获取信号。接着，adc 700可用于遵循sar(逐次逼近寄存器)adc原理的经典模/数转换中。在
‘
adc模式’中，通过查找表(lut)供应dac(数/模转换器)，所述查找表是标准转换表，其含有来自导致等距数字化的二进制搜索的标准转换步骤。
[0064]
在实施例中，还可通过含有等效于可在样本扫描期间存在的化学元素(例如硅、铝、铜、钛及其它元素)的上及下阈值(定义能量窗)的参考水平的查找表(lut)驱动dac。每一信号与能量窗的比较结果产生特定化学元素的存在。此模式可被称为
‘
元素id模式’。在实施例中，adc单元700可在adc模式与元素id模式之间切换。应注意，在adc模式与元素id模式之间切换可仅需要adc中使用的查找表的不同配置。adc单元可含有多个比较器，一个比较器用于上阈值且一个比较器用于下阈值，定义每一待检测特定元素的能量窗。
[0065]
图8说明根据本公开的一或多个实施例的用于检验样本的方法800的流程图。本文中应注意，方法800的步骤可全部或部分通过系统100实施。然而，应进一步认知，方法800不限于系统100，这是因为额外或替代系统级实施例可实行方法800的全部或部分步骤。
[0066]
在步骤802中，方法包含产生扫描时钟信号。在步骤804中，方法包含产生第一电子射束。在步骤806中，方法包含偏转与扫描时钟信号同步的第一电子射束以扫描样本上的区域。在步骤808中，方法包含将由样本响应于电子射束而产生的信号引导到包括两个或更多个像素的集群。在步骤810中，方法包含检测由集群在第一时间间隔中收集的电荷，其中所述第一时间间隔与扫描时钟同步以产生对应于由集群在所述第一时间间隔中收集的所述电荷的第一电信号且将所述第一电信号转换成第一数字信号。在步骤812中，方法包含检测由集群在第二时间间隔中收集的电荷，其中所述第二时间间隔与扫描时钟同步以产生对应于在所述第二时间间隔中收集的所述电荷的第二电信号且将所述第二电信号转换成第二数字信号，其中在完成转换第一电信号之前开始转换所述第二电信号。在步骤814中，方法包含通过分析第一数字信号及第二数字信号而确定存在缺陷。
[0067]
图9说明根据本公开的一或多个额外及/或替代实施例的用于检验样本的方法900的流程图。本文中应注意，方法900的步骤可全部或部分通过系统100实施。然而，应进一步认知，方法900不限于系统100，这是因为额外或替代系统级实施例可实行方法900的全部或部分步骤。
[0068]
在步骤902中，方法包含产生扫描时钟信号。在步骤904中，方法包含产生第一电子射束。在步骤906中，方法包含将第一电子射束偏转到样本上的第一位置。在步骤908中，方法包含将由样本响应于第一电子射束而产生的信号引导到像素。在步骤910中，方法包含检测由像素收集的电荷以产生对应于由所述像素收集的所述电荷的电信号。在步骤912中，方法包含比较电信号与第一阈值及第二阈值及在所述电信号大于所述第一阈值且所述电信号小于所述第二阈值的情况下确定存在元素。
[0069]
再次参考图1，在实施例中，系统100包含控制器140。可使用控制器140将一或多个
控制信号c提供到电子源102、电子光学柱111及/或检测器组合件122a到122c。在此方面，控制器140可控制sem系统100的任何方面。在实施例中，控制器140可从检测器组合件122a到122c接收指示或含有样本128的一或多个特征(例如，缺陷、图案特征、计量目标及类似者)的一或多个图像数据信号id1、id2。控制器140可包含经配置以执行维持于存储器媒体中的程式指令的一或多个处理器。在此方面，控制器140的一或多个处理器可执行贯穿本公开描述的各种过程步骤中的任一者。
[0070]
本文中描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储于存储器中。结果可包含本文中描述的结果中的任一者且可以此项技术中已知的任何方式存储。存储器可包含本文中描述的任何存储器或此项技术中已知的任何其它适合存储媒体。在已存储结果之后，结果可在存储器中存取且由本文中所描述的方法或系统实施例中的任一者使用、经格式化以对用户显示、由另一软件模块、方法或系统使用及类似者。此外，结果可“永久”、“半永久”、“暂时”或在某一时段内存储。举例来说，存储器可为随机存取存储器(ram)，且结果可能不一定无限期地保留于存储器中。
[0071]
进一步经考虑，上文描述的方法的实施例中的每一者可包含本文中描述的(若干)任何其它方法的(若干)任何其它步骤。另外，上文描述的方法的实施例中的每一者可由本文中描述的系统中的任一者执行。
[0072]
所属领域的技术人员将认知，为了概念清楚使用本文中描述的组件操作、装置、对象及伴随其等的论述作为实例且经考虑各种配置修改。因此，如本文中使用，阐述的特定范例及随附论述意在表示其更一般的类别。一般来说，任何特定范例的使用意在表示其类别，且不包含特定组件、操作、装置及物件不应被视为限制性的。
[0073]
如本文中使用，例如“顶部”、“底部”、“在
…
上方”、“在
…
下方”、“上”、“向上”、“下”、“往下”及“向下”的方向性术语意在出于描述的目的而提供相对位置，且不意在指定绝对参照系。所属领域的技术人员将明白所描述实施例的各种修改，且本文中定义的一般原理可应用于其它实施例。
[0074]
关于本文中使用基本上任何复数及/或单数术语，所属领域的技术人员可视上下文及/或应用从复数转化为单数及/或从单数转化为复数。为清楚起见，本文中未明确阐述各种单数/复数排列。
[0075]
本文中描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类所描绘架构仅为示范性的，且事实上可实施达到相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，用以达到相同功能性的任何组件布置经有效“相关联”，使得达到所要功能性。因此，在本文中组合以达到特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得达到所要功能性，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以达到所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”以达到所要功能性。可耦合的特定实例包含但不限于可物理上配接及/或物理上相互作用的组件及/或可无线相互作用及/或无线相互作用的组件及/或逻辑相互作用及/或可逻辑相互作用的组件。
[0076]
此外，应理解，通过所附权利要求书定义本发明。所属领域的技术人员将理解，一般来说，本文中且尤其是所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语一般意在为“开放式”术语(例如，术语“包含”应被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应被
解释为“至少具有”，术语“包含”应被解释为“包含但不限于”及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，如果想要特定数目个所介绍权利要求书叙述，那么此一意向将明确叙述于权利要求书中，且如果缺乏此叙述，那么不存在此意向。举例来说，作为理解的辅助，以下所附权利要求书可含有使用介绍性短语“至少一个”及“一或多个”来介绍权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应被解释为隐含：由不定冠词“一”或“一个”介绍的权利要求叙述将含有此所介绍权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅含有此一叙述的发明，即使相同权利要求包含介绍性短语“一或多个”或“至少一个”及例如“一”或“一个”的不定冠词(例如，“一”及/或“一个”通常应被解释为意指“至少一个”或“一或多个”)；上述内容对用于介绍权利要求叙述的定冠词的使用同样适用。另外，即使明确叙述特定数目个所介绍权利要求叙述，但所属领域的技术人员也将认知，此叙述通常应被解释为意指至少所述叙述数目(例如，仅叙述“两个叙述”而无其它修饰语通常意指至少两个叙述或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“a、b及c中的至少一者，及类似者”的惯用表述的那些例子中，此一构造一般意指所属领域的技术人员将理解的惯用表述的意义(例如，“具有a、b及c中的至少一者的系统”)将包含但不限于仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统及类似者)。在其中使用类似于“a、b或c中的至少一者，及类似者”的惯用表述的那些例子中，此构造一般意指所属领域的技术人员将理解的惯用表述的意义(例如，“具有a、b或c中的至少一者的系统”)将包含但不限于仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，无论在描述、权利要求书或图式中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何转折连词及/或短语应被理解为涵盖以下可能性：包含所述项中的一者、所述项中的任一者或两项。举例来说，短语“a或b”将被理解为包含“a”或“b”或“a及b”的可能性。
[0077]
据信，将通过前文描述来理解本公开及其诸多伴随优点，且将明白，可在不脱离所公开标的物或不牺牲其全部材料优点的情况下对组件的形式、构造及布置作出各种改变。所描述的形式仅供说明，且所附权利要求书意在涵盖及包含此等改变。此外，应理解，通过所附权利要求书定义本发明。