现场可编程检测器阵列制造技术

公开了用于实现检测器阵列的系统和方法。根据某些实施例，衬底包括多个感测元件(501‑503)，其包括第一元件(502)和第二元件(503)；以及在第一元件与第二元件之间的开关区域(3009)，被配置为连接第一元件和第二元件。基于响应于感测元件接收具有预定量的能量的电子而生成的信号，开关区域可以被控制。

Field programmable detector array

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】现场可编程检测器阵列相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月18日提交的美国申请62/560,135的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及检测器阵列的领域，并且更具体地涉及适用于带电粒子检测的现场可编程检测器阵列。
技术介绍
检测器在各种领域中用于感测物理上可观察的现象。例如，电子显微镜是用于观察样本的表面形貌和组成的有用工具。在用于显微镜学的带电粒子束工具中，带电粒子被引导到样本，并可以以各种方式与样本相互作用。例如，在撞击样本后，次级电子、背散射电子、俄歇电子、X射线、可见光等可以从样本中被散射并且被检测器检测。散射的粒子可以形成入射在检测器上的束。检测器包括有源区，在有源区中电流响应于被带电粒子撞击而生成。由检测器生成的瞬时电流提供对有源表面上的通量的直接测量。一些示例性类型的检测器包括点检测器和区检测器。点检测器包括单个区和用于读出输出的单个通道。点检测器因此可以以非常高的速度读出数据，并且可以仅受到所耦合的电子件的读出速度限制。但是，点检测器将整个有源区上的检测信号进行平均，并因此不提供有关检测信号的空间信息。已开发了区检测器，其可以提供空间信息但是比点检测器更复杂和昂贵。区检测器通常被像素化来形成分立检测元件的网格。区检测器的物理布置可以包括多个像素，每个像素包括有源区，该有源区被隔离区围绕以将其与相邻像素分离。有源区是对辐射敏感且可用于感测的总面积。在可应用于多束晶片检查系统中的电子束检测器中，包括多个点检测器的检测器可以被提供。检测器可以接收来自样本的电子，并且将电子束强度转换为电子信号，使得样本的图像可以被重建。在现有系统中，多束系统的每个束或束波(beamlet)在检测器中具有对应的电子感测元件。该系统需要精确的控制来将检测器阵列的每个感测元件与一个束对准。基于点检测器的现有电子检测器的一些另外的缺点可能是这些检测器无法提供有关电子光学子系统性能如何的任何信息。这些检测器无法补偿电子光学子系统的任何漂移和缺陷。一个类型的区检测器包括检测器阵列，检测器阵列提供多个电子感测元件，用于检测一个或多个电子束。检测器阵列可以解决点检测器的一些问题。而且，具有与束相关联的多个电子感测元件的这种检测器阵列可以提供某种灵活性。例如，检测器阵列能够改变哪些像素是与束相关联的。在一些应用中形成的像素的分离的组是有利的。然而，即使这样的检测器阵列也面临如下缺点：该检测器阵列是复杂的、难以制造、具有大的死区，并且是难以扩展。因此，现有的电子检测器可以被分类为两个组。例如，一个组具有简单布置，其易于制造但没有灵活性的。另一组具有复杂布置，其具有灵活性、但难以制造并且需要大规模的复杂信号调节和信号路由电路。后者阻止了晶片检查系统的进一步扩展。
技术实现思路
本公开的实施例提供了用于带电粒子检测的系统和方法。在一个实施例中，提供了检测系统。检测系统可以包括检测器。在一些实施例中，检测器可以包括具有多个感测元件的衬底。感测元件之中可以是第一元件和第二元件。该衬底还可以包括被配置为连接第一元件和第二元件的开关区域。第一元件可以被配置为响应于第一元件检测到束而生成第一信号，并且第二元件可以被配置为响应于第二元件检测到束而生成第二信号。开关区域可以被配置为基于第一信号和第二信号而被控制。在一些实施例中，检测器可以包括具有感测元件阵列的传感器层，感测元件阵列包括第一元件和第二元件，其中第一元件和第二元件相邻。传感器层还可以包括在第一元件和第二元件之间的开关区域。检测器还可以包括电路层，该电路层具有一个或多个电路，其被电连接到第一元件和第二元件。一个或多个电路可以被配置为：当第一元件接收具有预定量的能量的带电粒子时，生成第一状态指示符；当第二元件接收具有预定量的能量的带电粒子时，生成第二状态指示符；以及基于第一状态指示符和第二状态指示符来控制开关区域。在一些实施例中，检测器系统可以包括检测器阵列和开关区域，检测器阵列具有多个感测元件，多个感测元件包括第一元件和第二元件，并且开关区域被配置为连接第一元件和第二元件。该检测器系统还可以包括一个或多个电路，该一个或多个电路被配置为响应于第一元件检测到束而生成第一信号，并且响应于第二元件检测到束而生成第二信号。可以提供控制器，该控制器连接到一个或多个电路。根据一些实施例，可以实现消除像素数和检测器制造之间的权衡关系的布置。可以提供实现高像素数的检测器，而没有对应制造困难。所公开的实施例的附加目的和优点部分将在下面的描述中阐述，并且部分将从该描述中变得显而易见，或者可以通过对实施例的实践而习得。所公开的实施例的目的和优点可以通过权利要求中阐述的要素和组合来实现和获得。然而，本公开的示例性实施例不一定需要实现这样的示例性目的和优点，并且一些实施例可能不实现任何所陈述的目的和优点。应当理解，前面总体描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的所公开的实施例。附图说明图1是图示了符合本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。图2是图示了符合本公开的实施例的示例性电子束工具的示意图，该电子束工具可以是图1的示例性电子束检查系统的一部分。图3A-图3E是图示了符合本公开的实施例的检测器阵列的示例性表面的图。图4A-图4E是图示了符合本公开的实施例的沿图3D或图3E的线A截取的检测器的截面视图的图。图5是图示了符合本公开的实施例的检测器的截面视图的图。图6A和图6B是图示了符合本公开的实施例的检测器的传感器层和电路层的电路图。图7是图示了符合根据本公开的实施例的示例性检测器阵列的简化电路示意图。图8是图示了符合本公开的实施例的与感测元件的位置数据相关的一个或多个电路的图。图9是图示了符合本公开的实施例的使用包括多个感测元件的检测器阵列的检测系统的图。具体实施方式现在将详细参考示例性实施例，示例性实施例的示例在附图中说明。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不表示符合本专利技术的所有实现。相反，它们仅是符合与如所附权利要求中所记载的主题有关的方面的设备和方法的示例。本公开的实施例提供了具有阵列架构的检测器。检测器可以支持被包括在检测器的阵列表面上的感测元件的场重新配置。检测器可以包括开关元件，诸如，在一对感测元件之间形成的开关，该开关控制该一对中的两个感测元件之间的连接。被配置为连接两个感测元件的开关可以形成在检测器阵列的感测层内。以这种方式，检测器阵列消除了对单独的开关矩阵的需要。开关元件可以包括晶体管，例如，MOSFET。MOSFET可以具有由逻辑元件控制的栅极。感测元件可以形成任意数目的组，在每个组中具有任意形状以及任意数目的感测元件。每个开关的控制电路可以位于每个对应开关的旁边。控制电路可以包括逻辑元件。一对感测元件之间的开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测器，包括：/n衬底，所述衬底包括多个感测元件和开关区域，所述多个感测元件包括第一元件、第二元件，所述开关区域被配置为连接所述第一元件和所述第二元件，/n其中所述第一元件被配置为响应于所述第一元件检测到指示束的第一带电粒子来生成第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于所述第二元件检测到指示所述束的第二带电粒子来生成第二信号，并且/n其中所述开关区域被配置为基于所述第一信号和所述第二信号被控制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170918 US 62/560,1351.一种检测器，包括：
衬底，所述衬底包括多个感测元件和开关区域，所述多个感测元件包括第一元件、第二元件，所述开关区域被配置为连接所述第一元件和所述第二元件，
其中所述第一元件被配置为响应于所述第一元件检测到指示束的第一带电粒子来生成第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于所述第二元件检测到指示所述束的第二带电粒子来生成第二信号，并且
其中所述开关区域被配置为基于所述第一信号和所述第二信号被控制。


2.根据权利要求1所述的检测器，进一步包括：
传感器管芯，所述传感器管芯包括所述衬底；以及
电路管芯，所述电路管芯包括被配置为控制所述开关区域的电路。


3.根据权利要求2所述的检测器，其中被配置为控制所述开关区域的所述电路包括多个电路。


4.根据权利要求2所述的检测器，其中所述开关区域包括被配置为连接所述第一元件和所述第二元件的开关。


5.根据权利要求1所述的检测器，其中所述衬底包括被配置为在所述开关区域中输送电荷载流子的二极管。


6.根据权利要求5所述的检测器，其中
所述第一元件被配置为响应于所述第一元件接收具有第一预定量的能量的带电粒子，来生成所述第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于接收具有第二预定量的能量的带电粒子，来生成所述第二信号。


7.根据权利要求6所述的检测器，其中所述带电粒子是电子，并且其中所述第一预定量的能量和所述第二预定量的能量两者是相同的预定量的能量。


8.根据权利要求1所述的检测器，
其中在厚度方向，所述衬底包括顶部金属层和底部金属层，所述顶部金属层被配置作为检测表面，并且
其中在截面中，所述顶部金属层与所述底部金属层之间的整个面积是电荷载流子区...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇新，赖瑞霖，董仲华，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL