[發明專利]電子束誘導等離子體（eBIP）在檢驗、測試、調試及表面改質中的應用

在審

• 申請號: 201580050090.8
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN107079572A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 尼德爾·薩利赫;恩里克·斯特林;丹尼爾·托伊特;阿里·格雷澤;羅恩·勒溫格;斯里拉姆·克里什娜斯瓦米
• 申請（專利權）人: 奧寶科技股份有限公司;烽騰科技有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,李偉

相關申請交叉參考

本申請主張2014年9月17日提出申請的第62/051,871號美國臨時專利申請的優先權利，所述美國臨時專利申請主張2013年10月3日提出申請的第61/886,625號美國臨時專利申請的優先權利，并且也與2012年7月10日提出申請的名稱為“利用電子束誘導等離子體探測體對電子裝置進行電檢驗(ELECTRICAL INSPECTION OF ELECTRONIC DEVICES USING ELECTRON-BEAM INDUCED PLASMA PROBES)”的第W02013/012616號PCT專利申請有關，這兩個專利申請的內容均以引用方式全文并入本文中。

技術領域

本發明的各種實施例大體來說涉及對電子裝置的非機械接觸式探測、以及對裝置及組織的表面改質。具體來說，各種實施例涉及電子束誘導等離子體探測體在計量學及表面改質中的應用。

背景技術

在不必建立機械接觸的情況下在已圖案化結構上測量及施加電壓及電流的能力對于半導體裝置及平板顯示器(例如，液晶顯示器及有機發光二極管(OLED)顯示器、背板、及印刷電路板)的功能(電)測試來說較重要，這是因為非機械接觸式探測會將對受測試裝置/面板的損壞可能性最小化并且也有益于提高測試處理量(testing throughput)。

Photon Dynamics’，奧寶公司(Orbotech company)的Voltage光學系統(VIOS)，采用電光換能器將受測試裝置上的電場轉變成由光學傳感器捕獲的光學信息。其他技術通過次級電子來提供對受測試裝置上電壓的間接測量，且需要將裝置放置在真空中。這些方法主要是面向電壓測量，且仍需要對裝置外圍上的墊進行機械接觸以驅動用于進行檢驗的信號。

隨著對例如OLED等新一類電流驅動型裝置的開發，出現了對非機械探測體的需要。與例如傳統LCD等電壓驅動型裝置形成對比，在陣列制作后測試基于OLED的平板顯示器的優選方式是以非破壞性方式使電流穿過未經密封像素電極，尤其是在其中單元保持電容較小的那些OLED架構中。近來，出現了一類不同的基于導電等離子體的檢驗方法。支持這些方法的主要概念是：定向性等離子體可充當非機械接觸式探測體，所述等離子體除固定離子外還含有移動的次級電子。在過去已提出了數種此類“等離子體探測”方法。這些方法大致可被劃分成兩類：一類是基于高強度激光誘導電離，其在高電離閾值情況下會呈現出使受測試裝置受到激光誘導損壞的可能風險；且另一類是基于高壓電暈放電，其中已電離物質具有寬范圍的散射角(幾乎沒有定向性控制)且也會呈現出尤其與電弧形成有關的損壞風險。

已使用利用膜片及差動泵激式孔徑的電子束成像系統來使電子束傳播至氣體環境中，以在掃描電子顯微鏡(SEM)中對活體樣品/濕樣品進行電子束表征、或者在活體樣本上進行X射線衍射。

在半導體制造中所使用的目前技術水平的基于電子束的檢驗及對齊系統主要依賴于真空中的次級電子(SE)及/或經反向散射電子(BSE)成像。此種技術涉及大型真空圍封罩及復雜電子光學器件，從而使得系統成本較高、工廠占用面積較大且可能影響處理量。在半導體制造中所使用的電子束應用的實例包括：使用SE進行電壓襯度測量以檢驗通路短路(在IC制作過程中的一些過程步驟處)、高縱橫比特征(例如，深溝槽及穿硅通路(TSV))成像、以及用經反向散射電子進行樣本對齊。

在先前提出申請的第W02013/012616號PCT專利申請中，描述了一種用于測試平板顯示器的大氣等離子體探測體。進一步的工作已開發出了本文中將詳述的額外應用，這些應用可使用相同或類似的等離子體探測體。

發明內容

包含以下概要是為了提供對本發明一些方面及特征的基本理解。此概要并非是對本發明的寬泛概述，且因此，其并非旨在具體識別本發明的關鍵或緊要元素或劃定本發明的范圍。此概要的唯一目的是以簡化形式呈現出本發明的一些概念來作為下文所呈現更詳細說明的前序。

各種所公開實施例利用電子束誘導等離子體(eBIP)來與所關注裝置建立非機械電接觸。此種等離子體源可被稱為大氣等離子體源且可用以提供具有極細直徑及可控特性的等離子體柱。所述等離子體柱橫穿通入大氣(膜片或針孔)中的等離子體源與所關注裝置之間的大氣空間，且用作通向所關注裝置的電路徑，以便可從裝置收集特性電信號。另外，通過控制流動至所述等離子體柱中的氣體，可使用所述探測體來進行表面改質、蝕刻及沉積。