带电粒子检测器组件的制作方法

本文中提供的实施例总体上涉及带电粒子设备、检测器组件、检测器装置和方法。

背景技术：

1、当制造半导体集成电路(ic)芯片时，在制造过程中，由于例如光学效应和偶然颗粒等原因，基板(即，晶片)或掩模上不可避免地会出现不期望的图案缺陷，从而降低产率。因此，监测不期望的图案缺陷的程度是ic芯片制造中的一个重要过程。更一般地，基板或其他物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的一个重要过程。

2、利用带电粒子束的图案检查工具已经用于检测物体，例如检测图案缺陷。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，具有相对较高能量的电子的初级(primary)电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子束被聚焦为样品上的探测斑。探测斑处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用导致电子从表面发射，诸如次级(secondary)电子、反向散射电子或俄歇电子。所生成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斑的初级电子束，可以在样品表面上发射次级电子。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取表示样品表面的材料结构的特性的数据。该数据可以称为图像，并且可以被渲染成图像。

3、尽管以这种方式获取的数据可以是有用的，但从这种已知的电子显微镜技术中获取的关于样品的信息存在局限性。通常，需要获取附加或替代信息，例如，与样品表面下的结构相关的信息和与重叠(overlay)目标相关的信息。

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，使用反向散射和/或次级信号粒子)从样品获取信息的实施例。

2、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设备中使用的检测器组件，该检测器组件用于检测由样品响应于带电粒子束而发射的信号粒子，该检测器组件包括：被配置为在与高于第一能量阈值的信号粒子相互作用时生成光子的闪烁体元件；被配置为检测低于第二能量阈值的信号粒子的基于电荷的元件，其中基于电荷的元件被定位为使得高于第一能量阈值的信号粒子中的至少一些信号粒子穿过基于电荷的元件到达闪烁体元件。

3、根据本发明的一个方面，提供了一种在用于评估工具的多束带电粒子设备中使用的检测器装置，该检测器装置用于检测由样品响应于多个带电粒子束而发射的信号粒子，该检测器装置包括本文中描述的检测器组件阵列，其中每个检测器组件对应于相应带电粒子束。

4、根据本发明的一个方面，提供了一种在用于评估工具的多束带电粒子设备中使用的检测器装置，该检测器装置用于检测由样品响应于样品上的多个带电粒子束而发射的带电粒子，该检测器装置包括：被配置为在与高于能量阈值的信号粒子相互作用时生成光子的闪烁体元件阵列；被配置为检测由闪烁体元件生成的光子的光子检测器阵列；以及与每个光子检测器相关联并且靠近对应光子检测器的放大电路，放大电路包括跨阻抗放大器和/或模数转换器。

5、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具的带电粒子设备，该带电粒子设备用于检测由样品响应于带电粒子束而发射的信号粒子，该设备包括：被配置为将带电粒子束投射到样品上的物镜；以及如本文中描述的检测器组件。

6、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具的带电粒子设备，该带电粒子设备用于检测由样品响应于带电粒子束而发射的信号粒子，该设备包括：被配置为将带电粒子束投射到样品上的物镜，其中物镜中为带电粒子束限定有孔径；以及包括被配置为在与信号粒子相互作用时生成光子的闪烁体元件和被配置为检测由闪烁体元件生成的光子的光子检测器的检测器组件，其中检测器组件中为带电粒子束限定有孔径。

7、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具的带电粒子设备，该带电粒子设备用于检测由样品响应于多个带电粒子束而发射的信号粒子，该设备包括：被配置为将多个带电粒子束投射到多束阵列中的样品上的物镜阵列；以及如本文中描述的检测器装置。

8、根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估工具的带电粒子设备，该带电粒子设备用于检测由样品响应于多个带电粒子束而发射的信号粒子，该设备包括：被配置为将多个带电粒子束投射到多束阵列中的样品上的物镜阵列；以及在带电粒子束的路径中的检测器装置，检测器装置包括被配置为在与高于能量阈值的信号粒子相互作用时生成光子的闪烁体元件阵列；以及被配置为检测由闪烁体元件生成的光子的光子检测器阵列，优选地，闪烁体元件阵列对应于光子检测器阵列，使得每个闪烁体具有相关联的光子检测器。

9、根据本发明的一个方面，提供了一种将带电粒子束投射到样品上以检测从样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)将束沿着初级束路径投射到样品的表面上；以及b)同时地，在与高于第一能量阈值的信号粒子相互作用时在闪烁体元件处生成光子，并且在基于电荷的元件处检测低于第二能量阈值的信号粒子，优选地，其中检测和生成发生在包括基于电荷的元件和闪烁体元件的同一检测器组件中。

10、根据本发明的一个方面，提供了一种将带电粒子束投射到样品上以检测从样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)将束沿着初级束路径通过检测器组件的孔径投射到样品的表面上，其中检测器组件包括闪烁体元件和光子检测器；以及b)在与从样品发射的信号粒子相互作用时在闪烁体处生成光子，并且在光子检测器处检测由闪烁体元件生成的光子。

11、根据本发明的一个方面，提供了一种将多个带电粒子子束投射到样品上以检测响应于初级子束而从样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)将带电粒子束沿着初级子束路径投射到样品的表面上；以及b)同时地，在与高于第一能量阈值的信号粒子相互作用时在相应闪烁体元件处生成光子，并且在相应的基于电荷的元件处检测低于第二能量阈值的信号粒子，优选地，其中检测和生成发生在包括基于电荷的元件和闪烁体元件的同一检测器组件中。

12、根据本发明的一个方面，提供了一种将多个带电粒子子束投射到样品上以检测从样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)将带电粒子子束沿着初级束路径通过检测器装置的至少一个孔径投射到样品的表面上，其中检测器装置包括闪烁体元件和光子检测器，优选地，每个对应子束的相应闪烁体元件和相应光子检测器；以及b)响应相应闪烁体元件处的子束在与从样品发射的信号粒子相互作用时生成光子，并且在相应光子检测器处检测由相应闪烁体元件生成的光子，优选地，其中检测和生成发生在位于多个带电粒子子束的布置的路径中的检测器组件中。

13、根据本发明的一个方面，提供了一种将多个带电粒子束投射到样品上以检测从样品发射的信号粒子的方法，该方法包括：a)将束沿着初级束路径投射到样品的表面上；以及b)在检测器装置处检测从样品发射的信号粒子，检测器装置包括：被配置为在与高于能量阈值的信号粒子相互作用时生成光子的闪烁体元件阵列；被配置为检测由闪烁体元件生成的光子的光子检测器阵列；以及与每个光子检测器相关联并且靠近对应光子检测器的放大电路，放大电路包括跨阻抗放大器和/或模数转换器。