[發明專利]應用電子束誘發等離子體探針以進行檢驗、測試、除錯及表面修改

在審

• 申請號: 201480054629.2
• 申請日: 2014-10-02
• 公開（公告）號: CN105793716A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 內達爾·沙利;丹尼爾·托特;安利奎·史特林;羅南·洛溫格;斯里藍·奎許那瓦米;艾利·葛雷瑟
• 申請（專利權）人: 奧寶科技有限公司;飛騰動力公司
• 主分類號: G01R31/308
• 分類號: G01R31/308
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 齊楊

技術領域

本發明的各種實施例大體上涉及電子裝置的非機械接觸探測以及裝置及組織的表 面修改。特定言之，各種實施例涉及應用電子束誘發等離子體探針以進行度量及表面修 改。

背景技術

在圖案化結構上測量及施加電壓及電流而不必建立機械接觸的能力對半導體裝置 及平板顯示器(例如液晶及有機發光二極管(OLED)顯示器、背板及打印電路板)的功能(電) 測試具有重要意義，這是由于非機械接觸探測最小化損害被測裝置/面板的可能性且還有 助于提高測試處理量。

光動力(PhotonDynamics)(奧寶公司(Orbotechcompany))的Voltage光學系統(VIOS)采用光電換能器，以將被測裝置上的電場變換為由光學傳感器捕獲的光信息。其它技術通過二次電子提供被測裝置上的電壓的間接測量且需要裝置放置于真空中。這些方法大部分適用于電壓測量且仍需要機械接觸裝置的外圍上的襯墊，以便驅動用于檢驗的信號。

對于作為新類別電流驅動式裝置(例如OLED)出現的非機械探針的需要已經出現。 相對于電壓驅動式裝置(例如常規LCD)，在陣列制造之后測試基于OLED的平板顯示器 的優選方式是通過允許電流非破壞性地穿過未密封像素電極，尤其在具有小單元保持電 容的那些OLED架構中。最近出現基于導電等離子體的單獨類別檢驗方法。這些方法的 主要概念是包含除靜態離子外的移動二次電子的導向等離子體可充當非機械接觸探針。 在過去已提出若干此類“等離子體探測”方法。此類方法可大略分為兩個類別，一個類 別是基于高強度激光誘發離子化，其在給定高離子化閾值的情況下帶來對被測裝置造成 激光誘發損害的可能風險性，且另一類別是基于高電壓電暈放電，其中電離物種具有廣 泛范圍的散射角度(少量導向控制)且也帶來尤其與電弧有關的損害風險性。

使用隔膜及差動泵吸孔隙的電子束成像系統已用以將電子束傳播到氣體環境中，用 于在掃描式電子顯微鏡(SEM)中的活/濕樣本的電子束特性化或活樣品上的X射線衍射。

用于半導體制造中的最先進的基于電子束的檢驗及配準系統大部分依賴于真空中 的二次電子(SE)及/或反向散射電子(BSE)成像。此技術涉及大型真空外殼及復雜電子光 學器件，從而導致高系統成本、大工廠占據面積且潛在影響處理量。用于半導體制造中 的電子束應用的實例包含用于通孔短路檢驗(在IC制造工藝中的一些過程步驟處)的使 用SE的電壓對比測量、高寬高比特征(例如，深溝槽及穿硅通孔(TSV))成像及使用反向 散射電子的樣品配準。

在先前申請的第PCT/US2012/046100號PCT申請案中，描述用于測試平板顯示器 的大氣等離子體探針。本文詳細說明可使用相同或類似等離子體探針的額外應用的開發 的進一步工作。

發明內容

為提供本發明的一些方面及特征的基礎理解，包含以下發明內容。此發明內容并非 本發明的廣泛概述，且因而不希望特定地識別本發明的關鍵或主要要素或描繪本發明的 范圍。發明內容的唯一目的是以簡化形式呈現本發明的一些概念作為下文呈現的更詳細 描述的序言。

各種所揭示的實施例利用電子束誘發等離子體(eBIP)以建立與所關注裝置的非機 械、電接觸。此等離子體源可稱為大氣等離子體源且可經配置以提供具有極細直徑及可 控特性的等離子體柱。等離子體柱橫穿等離子體源之間的大氣空間到大氣(通過隔膜或針 孔)及所關注裝置中，且以可從裝置收集特性電信號的方式充當到所關注裝置的電路徑。 另外，通過控制流入等離子體柱的氣體，探針可用于表面修改、蝕刻及沉積。

在各種所揭示的實施例中，電子束及產生的等離子體同時或連續用于多種功能。舉 例來說，電子束用于產生等離子體及維持等離子體兩者且也激發所關注樣品(例如)以在 樣品內側產生電子空穴對。接著，通過驅動電子束所維持的導電等離子體用于將電信號 傳遞到外部測量設備，因此向傳感器提供由電子束的激發所產生的電流量。使用此方法， 原位完成激發及感測(即，在產生電流的確切點處收集電流)，從而形成閉環操作。