带电粒子检测器的制作方法

本文提供的实施例一般涉及带电粒子装置、检测器和方法。

背景技术：

1、制造半导体集成电路(ic)芯片时，作为例如光学效应和附带粒子的结果，在制造工艺期间在衬底(即，晶片)或掩模上不可避免地出现不期望的图案缺陷，从而降低了成品率。因此，监控不希望的图案缺陷的程度是ic芯片制造中的重要过程。更一般地，基板或其它物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的重要过程。

2、具有带电粒子射束的图案检查工具已经用于检查物体，例如用于检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(sem)。在sem中，具有相对高能量的电子的初级电子射束以最终减速步骤为目标，以便以相对低的着陆能量着陆在样品上。电子射束作为探测点聚焦在样品上。探测点处的材料结构与来自电子射束的着陆电子之间的相互作用使得电子从表面发射，诸如次级电子、背散射电子或俄歇电子。所产生的次级电子可以从样品的材料结构发射。通过在样品表面上扫描作为探测点的初级电子射束，可以跨样品表面发射次级电子。通过从样品表面收集这些发射的次级电子，图案检查工具可以获得表示样品表面的材料结构的特性的数据。该数据可以被称为图像并且可以被绘制为图像。

3、虽然以这种方式获得的数据可能是有用的，但是从这种已知的电子显微镜技术获得的关于样品的信息存在限制。通常，需要获得附加的或备选的信息，例如，与样品表面下的结构有关和与重叠目标有关的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供支持使用带电粒子(例如，使用背散射和/或次级信号粒子)从样品获得信息的实施例。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种带电粒子评估工具，用于通过使用用于向样品投射多射束带电粒子的带电粒子装置检测来自样品的信号粒子来进行评估，该评估工具包括检测器阵列，该检测器阵列包括被配置为检测来自样品的信号粒子的多个检测器，该多个检测器被包括在基板中，个体检测器对应于相应的子射束，该基板的个体检测器包括：半导体元件，其被配置为检测高于第一能量阈值的信号粒子；以及基于电荷的元件，其被配置为检测低于第二能量阈值的信号粒子。

3、根据本发明的一个方面，提供了一种在用于评估工具的带电粒子装置中使用以检测来自样品的信号粒子的检测器，该检测器包括基板，该基板包括：半导体元件，其被配置为检测高于第一能量阈值的信号粒子；以及基于电荷的元件，其被配置为检测低于第二能量阈值的信号粒子。

4、根据本发明的一个方面，提供了一种检测器阵列，其包括在上述一个方面中描述的多个检测器，其中检测器被包括在公共基板中，每个检测器对应于相应的子射束。

5、根据本发明的一个方面，提供了一种在用于评估工具的多射束带电粒子装置中使用的检测器阵列，以检测来自样品的信号粒子，该检测器阵列包括至少一个基板，在该基板中限定了多个孔径，以用于使带电粒子射束的多个子射束朝向样品从其通过，该基板包括：多个半导体元件，其被配置为检测高于第一能量阈值的信号粒子；以及多个基于电荷的元件，其被配置为检测低于第二能量阈值的信号粒子，其中每个半导体元件与基于电荷的元件中的对应一个元件相关联。

6、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具以检测来自样品的信号粒子的带电粒子装置，该装置包括：物镜，其被配置为将带电粒子射束投射到样品上；以及在以上方面中描述的检测器。

7、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具以检测来自样品的信号粒子的带电粒子装置，该装置包括：物镜阵列，其被配置为将带电粒子的多个子射束以多射束阵列投射到样品上，并且其中为每个子射束限定孔径；以及检测器系统，包括在上述一方面中描述的至少一个检测器阵列，其中至少一个检测器阵列的孔径与在物镜阵列中限定的孔径对准。

8、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具以检测来自样品的带电粒子的带电粒子装置，该装置包括：物镜，该物镜被配置为将带电粒子射束投射到样品上，并且其中为该射束限定了孔径；以及检测器，其接近样品并限定与物镜的孔径对准的孔径，检测器包括第一检测器元件和第二检测器元件，第一检测器元件被配置为检测高于第一能量阈值的信号粒子，第二检测器元件被配置为同时检测低于第二能量阈值的信号粒子，其中检测器包括半导体元件。

9、根据本发明的一个方面，提供了一种将带电粒子射束投射到样品上以便检测从该样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)沿着初级射束路径将射束投射到样品的表面上；以及b)在半导体元件和基于电荷的元件处同时检测从样品发射的信号粒子。

10、根据本发明的一个方面，提供了一种将带电粒子射束投射到样品上以便检测从该样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)沿着主射束路径将射束投射到样品的表面上；以及b)在检测器处检测从样品发射的信号粒子，检测器接近样品并且包括半导体元件，检测包括同时在第一检测器元件处检测高于第一能量阈值的信号粒子和在第二检测器元件处检测低于第二能量阈值的信号粒子。

11、根据本发明的一个方面，提供了一种将多个带电粒子子射束投射到样品上以便检测从该样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)沿着初级子射束路径将子射束投射到样品的表面上；以及b)在检测器阵列处检测从样品发射的信号粒子，检测器阵列接近样品并且包括检测器，检测器包括对应于每个子射束的半导体元件，检测器包括第一检测器元件和第二检测器元件，检测包括由每个检测器同时在对应的第一检测器元件处检测高于第一能量阈值的信号粒子和在第二检测器元件处检测低于第二能量阈值的信号粒子。

12、根据本发明的一个方面，提供了一种将带电粒子射束投射到样品上以便检测从该样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：提供根据上述一个方面的装置；使用物镜将带电粒子射束投射到样品上；使用半导体元件和基于电荷的元件同时检测所得到的信号粒子。

技术特征：

1.一种带电粒子评估工具，用于通过使用用于向样品投射多射束带电粒子的带电粒子装置检测来自样品的信号粒子来进行评估，所述评估工具包括检测器阵列，所述检测器阵列包括被配置为检测来自样品的信号粒子的多个检测器，所述多个检测器被包括在基板中，个体检测器对应于相应的子射束，所述基板的所述个体检测器包括：

2.根据权利要求1所述的带电粒子评估工具，其中在所述基板中限定孔，用于所述相应的带电粒子子射束从中通过。

3.根据权利要求1或2所述的带电粒子评估工具，还包括在所述基于电荷的元件和所述半导体元件之间的电绝缘元件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述第一能量阈值对应于背散射阈值能量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述第二能量阈值对应于次级阈值能量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述第一能量阈值和所述第二能量阈值基本上相同或具有偏移。

7.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的元件包括金属层。

8.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，还包括电绝缘通孔，所述电绝缘通孔被配置为将所述基于电荷的元件连接到检测器电路，优选地，所述基板包括电路层，所述电路层包括所述检测器电路。

9.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述半导体元件包括在p-i-n区域的任一侧上的上部金属层和下部金属层。

10.根据权利要求9所述的带电粒子评估工具，其中所述下部金属层也是所述基于电荷的元件的一部分，和/或其中上部金属触点连接到检测器电路，所述检测器电路优选地被包括在所述基板中的电路层中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的元件和所述半导体元件各自都是与所述检测器的主表面基本上共面的层的至少一部分，并且所述层被包括在堆叠结构中，所述堆叠结构被包括在所述检测器中，在所述检测器的厚度方向上堆叠。

12.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的检测器元件在基本上整个的所述半导体元件上形成层。

13.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的元件比所述半导体元件更靠近个体检测器表面，优选地，所述基于电荷的元件提供所述个体检测器表面的至少一部分。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的元件和所述半导体元件在横截面中彼此相邻地定位，优选地，所述基于电荷的元件提供所述个体检测器表面的至少一部分，并且所述半导体元件提供所述个体检测器表面的至少一部分。

15.根据权利要求14所述的带电粒子评估工具，其中所述基于电荷的元件和所述半导体元件各自都包括环形物，所述环形物优选地是同心的并且彼此径向地分开，和/或，

技术总结
一种用于带电粒子装置的检测器，该带电粒子装置用于评估工具，该检测器用于检测来自样品的信号粒子，检测器包括基板，基板包括：半导体元件，其被配置为检测高于第一能量阈值的信号粒子；以及基于电荷的元件，其被配置为检测低于第二能量阈值的信号粒子。

技术研发人员：A·V·G·曼格努斯,E·斯洛特
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25