[发明专利]应用电子束诱发等离子体探针以进行检验、测试、除错及表面修改

说明书

技术领域

本发明的各种实施例大体上涉及电子装置的非机械接触探测以及装置及组织的表 面修改。特定言之，各种实施例涉及应用电子束诱发等离子体探针以进行度量及表面修 改。

背景技术

在图案化结构上测量及施加电压及电流而不必建立机械接触的能力对半导体装置 及平板显示器(例如液晶及有机发光二极管(OLED)显示器、背板及打印电路板)的功能(电) 测试具有重要意义，这是由于非机械接触探测最小化损害被测装置/面板的可能性且还有 助于提高测试处理量。

光动力(PhotonDynamics)(奥宝公司(Orbotechcompany))的Voltage光学系统(VIOS)采用光电换能器，以将被测装置上的电场变换为由光学传感器捕获的光信息。其它技术通过二次电子提供被测装置上的电压的间接测量且需要装置放置于真空中。这些方法大部分适用于电压测量且仍需要机械接触装置的外围上的衬垫，以便驱动用于检验的信号。

对于作为新类别电流驱动式装置(例如OLED)出现的非机械探针的需要已经出现。 相对于电压驱动式装置(例如常规LCD)，在阵列制造之后测试基于OLED的平板显示器 的优选方式是通过允许电流非破坏性地穿过未密封像素电极，尤其在具有小单元保持电 容的那些OLED架构中。最近出现基于导电等离子体的单独类别检验方法。这些方法的 主要概念是包含除静态离子外的移动二次电子的导向等离子体可充当非机械接触探针。 在过去已提出若干此类“等离子体探测”方法。此类方法可大略分为两个类别，一个类 别是基于高强度激光诱发离子化，其在给定高离子化阈值的情况下带来对被测装置造成 激光诱发损害的可能风险性，且另一类别是基于高电压电晕放电，其中电离物种具有广 泛范围的散射角度(少量导向控制)且也带来尤其与电弧有关的损害风险性。

使用隔膜及差动泵吸孔隙的电子束成像系统已用以将电子束传播到气体环境中，用 于在扫描式电子显微镜(SEM)中的活/湿样本的电子束特性化或活样品上的X射线衍射。

用于半导体制造中的最先进的基于电子束的检验及配准系统大部分依赖于真空中 的二次电子(SE)及/或反向散射电子(BSE)成像。此技术涉及大型真空外壳及复杂电子光 学器件，从而导致高系统成本、大工厂占据面积且潜在影响处理量。用于半导体制造中 的电子束应用的实例包含用于通孔短路检验(在IC制造工艺中的一些过程步骤处)的使 用SE的电压对比测量、高宽高比特征(例如，深沟槽及穿硅通孔(TSV))成像及使用反向 散射电子的样品配准。

在先前申请的第PCT/US2012/046100号PCT申请案中，描述用于测试平板显示器 的大气等离子体探针。本文详细说明可使用相同或类似等离子体探针的额外应用的开发 的进一步工作。

发明内容

为提供本发明的一些方面及特征的基础理解，包含以下发明内容。此发明内容并非 本发明的广泛概述，且因而不希望特定地识别本发明的关键或主要要素或描绘本发明的 范围。发明内容的唯一目的是以简化形式呈现本发明的一些概念作为下文呈现的更详细 描述的序言。

各种所揭示的实施例利用电子束诱发等离子体(eBIP)以建立与所关注装置的非机 械、电接触。此等离子体源可称为大气等离子体源且可经配置以提供具有极细直径及可 控特性的等离子体柱。等离子体柱横穿等离子体源之间的大气空间到大气(通过隔膜或针 孔)及所关注装置中，且以可从装置收集特性电信号的方式充当到所关注装置的电路径。 另外，通过控制流入等离子体柱的气体，探针可用于表面修改、蚀刻及沉积。

在各种所揭示的实施例中，电子束及产生的等离子体同时或连续用于多种功能。举 例来说，电子束用于产生等离子体及维持等离子体两者且也激发所关注样品(例如)以在 样品内侧产生电子空穴对。接着，通过驱动电子束所维持的导电等离子体用于将电信号 传递到外部测量设备，因此向传感器提供由电子束的激发所产生的电流量。使用此方法， 原位完成激发及感测(即，在产生电流的确切点处收集电流)，从而形成闭环操作。