大型活动区高速检测器的架构制造技术

公开了检测器和检测系统。衬底包括：多个感测元件(311‑313)，包括多个第一感测元件和多个第二感测元件；以及被配置为将多个第一感测元件连接到输出并且将多个第二感测元件连接到输出的多个部段(321‑324)。可以在感测元件之间提供被配置为连接两个或更多个感测元件的开关区域。可以基于响应于感测元件接收到具有预定量的能量和/或束强度的电子而生成的信号来控制开关区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】大型活动区高速检测器的架构相关申请的交叉引用本申请要求于2018年4月2日提交的美国申请62/651,650的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本文中的描述涉及检测器，并且更具体地涉及可以适用于带电粒子检测的检测器。
技术介绍
检测器可以用于感测物理上可观察到的现象。例如，电子显微镜可以包括检测器，该检测器收集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。在一些应用中，区域检测器可以包括可以检测投射其上的一个或多个电子束的电子感测元件的像素化阵列。检测器可以设置有邻近感测元件的阵列而布置的信号路由电路，例如作为与传感器管芯堆叠在一起的电路管芯。随着检测器阵列变大，与信号处理和信号读出相关联的布线可能变长。例如，由于检测器阵列活动区的尺寸或感测元件的位置，检测器阵列中的感测元件与相关联的信号处理电路之间的物理距离可能较大。因此，个体感测元件与信号处理电路之间的互连可能变得很长，这可能会引入更高的串联电阻、寄生电容和串联电感。此外，可以将很多互连的部件添加到电路管芯。随着布线长度变长，以及向电路中增加部件，通信速度可能会受到影响。例如，当试图将模拟信号路由到传感器之外时，寄生参数可能会引起信号保真度损失，并且可能会在电路的不同的部分产生。一些应用可能需要高速、高吞吐量、高带宽等。上面讨论的这些复杂情况可能会导致带宽减少，尤其是在互连的规划和设计不充分时。这可能会阻止检测系统获取期望带宽，诸如设计规范所要求的带宽。另外，模拟信号路径内的长互连可能会给信号路径引入更高的噪声和干扰。结果，检测系统的信噪比可能变差。
技术实现思路
本公开的实施例提供了用于提供检测器的系统和方法。在一些实施例中，提供了带电粒子束检测系统。带电粒子束检测系统可以包括检测器。在一些实施例中，提供了一种检测器，该检测器包括：衬底，该衬底包括多个感测元件；以及多个部段，该多个部段包括将多个感测元件中的第一组连接到输出的第一部段和将多个感测元件中的第二组连接到输出的第二部段。根据一些实施例，可以实现一种用于在不牺牲检测系统的性能或灵活性的情况下解决由长布线长度引起的问题的布置。将构成检测器的多个感测元件分成较小部段的阵列可以减小诸如电阻、电容和电感等寄生参数的影响。可以在感测元件及其相关联的模拟信号处理电路之间进行互连，这可以减少对检测系统的带宽的有害影响。此外，在模拟信号处理电路和信号路径之后使用数字多路复用器可以实现改善的信号路由。可以保持检测系统的灵活性而不会引起信号保真度的下降。所公开的实施例的其他目的和优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将变得很清楚，或者可以通过实施例的实施而获知。所公开的实施例的目的和优点可以通过本公开中阐述的要素和组合来实现和获取。然而，实现这样的示例性目的和优点不一定需要本公开的示例性实施例，并且一些实施例可以不实现任何陈述的目的和优点。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而没有限制所要求保护的所公开的实施例。附图说明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清楚，在附图中：图1是示出根据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是示出可以是图1的示例性电子束检查系统的一部分的根据本公开的实施例的示例性电子束工具的示意图。图3是根据本公开的实施例的检测器的示例性结构的示意图。图4是示出根据本公开的实施例的检测器阵列的示例性表面的图。图5是示出根据本公开的实施例的检测器的截面图的图。图6是示出根据本公开的实施例的检测器的截面图的图。图7是示出根据本公开的实施例的检测器的截面图的图。图8是示出根据本公开的实施例的检测器的截面图的图。图9是表示根据本公开的实施例的检测器的结构的图。图10是表示根据本公开的实施例的检测器的结构的图。图11是表示根据本公开的实施例的检测系统的图。图12是示出根据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13是示出根据本公开的实施例的检测器阵列的示例性表面的图。图14A至图14C是示出根据本公开的实施例的电子束斑与截面尺寸之间的关系的图。具体实施方式现在将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，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元素。在以下对示例性实施例的描述中阐述的实现并不代表与本专利技术相一致的所有实现。相反，它们仅是与如所附权利要求中所述的与主题相关的方面相一致的装置、系统和方法的示例。例如，尽管以在利用电子束的系统中提供检测器的上下文中描述一些实施例，但是本公开不限于此。可以类似地施加其他类型的带电粒子束。此外，检测器可以用在其他成像系统中，诸如光学成像、光检测、x射线检测等。本公开的实施例可以提供一种检测器。检测器可以具有阵列架构。检测器可以用在检测系统中，该检测系统可以用于例如带电粒子成像的带电粒子系统。带电粒子系统可以是用于对样品成像和检查的扫描电子显微镜(SEM)工具。例如，带电粒子系统可以用于缺陷检测。在一些示例性实施例中，提供了一种检测系统，该检测系统包括具有被划分为多个部段的多个感测元件的检测器。这些部段可以是统一的。例如，每个部段可以具有相同数目的感测元件。这些部段可以具有彼此相同的形状和相同的尺寸。每个部段可以具有对应的信号处理电路和信号路径。一个部段的感测元件可以与对应部段的信号处理电路和信号路径相关联。检测器可以设置有一个或多个衬底，诸如管芯。例如，可以有传感器管芯和电路管芯。管芯可以在检测器的厚度方向上堆叠。例如，检测器可以形成为基本平面的构件，具有布置在二维平面的感测元件。传感器管芯可以包括感测元件，并且电路管芯可以包括信号处理电路。传感器管芯和电路管芯可以在与感测元件阵列的平面正交的堆叠方向上彼此堆叠。在一些实施例中，检测器部段可以直接布置在其对应的信号处理电路和信号路径上方。可以确定检测器部段的尺寸和形状，使得感测元件与对应的信号处理电路和信号路径之间的任何互连能够避免引入寄生电容、电阻和电感。这样的寄生效应可能导致检测系统的整体带宽的减小。例如，由于寄生参数，具有由设计规范给出的诸如带宽等特定特性的检测系统可能是不可行的。另外，互连可能会引入噪声和干扰，并且这种影响不应当将系统的信噪比降低到低于设计规范。在一些实施例中，可以配置检测器部段的尺寸以及相关联的信号处理电路和信号路径的布置，以使得能够保证投射在检测器表面上的所有电子束斑被至少一个部段接收。束斑可以被一个部段接收，并且来自每个电子束斑的信号可以在任何给定时间分配有信号路径。在一些实施例中，用于确定各部段的尺寸的标准可以如下。例如，在任何成像条件下，电子束斑网格中最多只有一个节点会落入一个部段。对于电子束斑的矩形网格，用于选择各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测器，包括：/n衬底，包括多个感测元件；以及/n多个部段，包括将多个第一感测元件的一个或多个感测元件连接到第一输出的第一部段和将多个第二感测元件的一个或多个感测元件连接到第二输出的第二部段。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180402 US 62/651,6501.一种检测器，包括：
衬底，包括多个感测元件；以及
多个部段，包括将多个第一感测元件的一个或多个感测元件连接到第一输出的第一部段和将多个第二感测元件的一个或多个感测元件连接到第二输出的第二部段。


2.根据权利要求1所述的检测器，其中所述多个部段包括布线路径和信号处理电路。


3.根据权利要求1所述的检测器，还包括：
多个电路，被配置为处理所述多个感测元件的输出，其中所述多个电路中的第一电路连接到所述第一部段，并且所述多个电路中的第二电路连接到所述第二部段。


4.根据权利要求3所述的检测器，还包括：
开关，设置在所述多个感测元件中的每个感测元件与所述多个电路之间的布线路径上。


5.根据权利要求1所述的检测器，还包括：
传感器管芯，包括所述衬底；以及
电路管芯，包括被配置为处理所述多个感测元件的输出的一个或多个电路。


6.根据权利要求5所述的检测器，其中所述传感器管芯和所述电路管芯堆叠在一起使得所述多个第一感测元件邻近所述第一部段并且所述多个第二感测元件邻近所述第二部段。


7.根据权利要求1所述的检测器，还包括：

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