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半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置

833   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:合肥晶合集成電路股份有限公司  
2024-05-29 14:58:46
權(quán)利要求書: 1.一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,包括:

電子槍;

聚焦組件,設(shè)置于所述電子槍的電子束的發(fā)射端;

承載平臺,位于所述聚焦組件聚焦處理后的電子束所在的直線路徑上,所述承載平臺用以承載晶圓,所述晶圓上布置多個芯片;

檢測探頭組,包括多個檢測探頭,所述檢測探頭組位于所述承載平臺的一側(cè),以收集所述芯片激發(fā)的電子信號;以及弧形基座,安裝所述檢測探頭組,所述弧形基座的凹部開口朝向所述承載平臺。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述弧形基座所在的平面與所述承載平臺所在的平面平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述弧形基座呈半圓環(huán)形狀,電子束所在直線路徑與弧形基座的對稱中心所在平面重合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述檢測探頭組包括第一類檢測探頭,所述第一類檢測探頭安裝于所述弧形基座的中間位置處。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述檢測探頭組還包括第二類檢測探頭,所述第二類檢測探頭安裝于所述弧形基座的兩端位置處。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述檢測探頭組還包括第三類檢測探頭,所述第三類檢測探頭安裝于所述弧形基座所在弧線路徑的1/4和3/4位置處。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述第一類檢測探頭固定安裝于所述弧形基座上,所述檢測探頭組內(nèi)其余的檢測探頭滑動安裝于所述弧形基座上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置還包括支撐座,所述檢測探頭組中每一檢測探頭分別安裝于一所述支撐座上,所述支撐座滑動安裝于所述弧形基座上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述弧形基座上設(shè)置有弧形基座線圈,所述支撐座上設(shè)置有支撐座線圈,所述弧形基座線圈和所述支撐座線圈磁性配合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,其特征在于,所述聚焦組件包括會聚透鏡、掃描線圈和物鏡,所述會聚透鏡、所述掃描線圈和所述物鏡沿著電子束照射的方向依次布置。

說明書: 一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,特別是涉及一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置。背景技術(shù)[0002] 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,半導(dǎo)體芯片的尺寸精度越來越高,芯片的線寬尺寸不斷的減小?,F(xiàn)有技術(shù)中,需要通過掃描電鏡測量芯片的關(guān)鍵線寬尺寸。然而目前的檢測探頭呈圓柱體檢測結(jié)構(gòu),在對芯片激發(fā)的電子信號進行收集時,無法收集從芯片表面激發(fā)的全部電子信號。在檢測探頭無法收集全部的電子信號的情況下,會導(dǎo)致在成像過程時圖形的分辨率不夠,進而會導(dǎo)致芯片的線寬尺寸測量的不夠精確。因而存在待改進之處。實用新型內(nèi)容

[0003] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本實用新型的目的在于提供一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測探頭無法完全收集電子信號的問題。[0004] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本實用新型提供一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,包括:[0005] 電子槍;[0006] 聚焦組件,設(shè)置于所述電子槍的電子束的發(fā)射端;[0007] 承載平臺,位于所述聚焦組件聚焦處理后的電子束所在的直線路徑上,所述承載平臺用以承載晶圓,所述晶圓上布置多個芯片;[0008] 檢測探頭組,包括多個檢測探頭,所述檢測探頭組位于所述承載平臺的一側(cè),以收集所述芯片激發(fā)的電子信號;以及[0009] 弧形基座,安裝所述檢測探頭組,所述弧形基座的凹部開口朝向所述承載平臺。[0010] 在本實用新型一實施例中,所述弧形基座呈半圓環(huán)形狀,電子束所在直線路徑與弧形基座的對稱中心所在平面重合。[0011] 在本實用新型一實施例中,所述檢測探頭組包括第一類檢測探頭,所述第一類檢測探頭安裝于所述弧形基座的中間位置處。[0012] 在本實用新型一實施例中,所述檢測探頭組還包括第二類檢測探頭,所述第二類檢測探頭安裝于所述弧形基座的兩端位置處。[0013] 在本實用新型一實施例中,所述第一類檢測探頭固定安裝于所述弧形基座上,所述檢測探頭組內(nèi)其余的檢測探頭滑動安裝于所述弧形基座上。[0014] 在本實用新型一實施例中,所述檢測探頭還包括第三類檢測探頭,所述第三類檢測探頭安裝于所述弧形基座所在弧線路徑的1/4和3/4位置處。[0015] 在本實用新型一實施例中,所述半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置還包括支撐座,所述檢測探頭組中每一檢測探頭分別安裝于一所述支撐座上,所述支撐座滑動安裝于所述弧形基座上。[0016] 在本實用新型一實施例中,所述弧形基座上設(shè)置有弧形基座線圈,所述支撐座上設(shè)置有支撐座線圈,所述弧形基座線圈和所述支撐座線圈磁性配合。[0017] 在本實用新型一實施例中,所述聚焦組件包括會聚透鏡、掃描線圈和物鏡,所述會聚透鏡、所述掃描線圈和所述物鏡沿著電子束照射的方向依次布置。[0018] 在本實用新型一實施例中,所述半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置還包括增幅器和顯示器,所述增幅器與所述檢測探頭組電性連接,所述顯示器與所述增幅器電性連接。[0019] 如上所述,本實用新型的半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,具有以下有益效果:本實用新型可提高對芯片激發(fā)電子信號的檢測收集數(shù)量,可提高半導(dǎo)體芯片的線寬測量精度。附圖說明[0020] 圖1顯示為本實用新型半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021] 圖2顯示為本實用新型弧形基座的立體圖。[0022] 圖3顯示為本實用新型弧形基座的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023] 圖4顯示為本實用新型支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖。[0024] 元件標(biāo)號說明[0025] 10、電子槍;20、聚焦組件;21、會聚透鏡;22、掃描線圈;23、物鏡;30、承載平臺;40、晶圓;50、芯片;60、檢測探頭組;61、第一類檢測探頭;62、第二類檢測探頭;63、第三類檢測探頭;70、弧形基座;71、弧形基座線圈;72、水平部;73、豎直部;80、增幅器;90、顯示器;100、支撐座;101、支撐座線圈。具體實施方式[0026] 以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其它優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用,本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用,在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是,在不沖突的情況下,以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。還應(yīng)當(dāng)理解,本實用新型實施例中使用的術(shù)語是為了描述特定的具體實施方案,而不是為了限制本實用新型的保護范圍。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法,通常按照常規(guī)條件,或者按照各制造商所建議的條件。[0027] 請參閱圖1至圖4。須知,本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容,以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀,并非用以限定本實用新型可實施的限定條件,故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下,均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時,本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語,亦僅為便于敘述的明了,而非用以限定本實用新型可實施的范圍,其相對關(guān)系的改變或調(diào)整,在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下,當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。[0028] 請參閱圖1,本實用新型提供一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,可應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片的制程領(lǐng)域。例如,可應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片的線寬尺寸的測量之中。本實用新型的掃描電鏡裝置利用聚焦很窄的高能電子束來掃描樣品,通過光束與物質(zhì)間的相互作用,來激發(fā)各種物理信息,對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質(zhì)微觀形貌表征的目的。并且,本實用新型在半導(dǎo)體的成像過程中,可以保證半導(dǎo)體成像的分辨率足夠,以保證半導(dǎo)體上芯片的線寬尺寸測量的精度。下面通過具體的實施例進行詳細的描述。[0029] 請參閱圖1,本實用新型提出一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,可通過對多個芯片50表面激發(fā)的電子信號進行檢測,從而在成像圖形上對芯片50的線寬尺寸進行測量,多個芯片50可設(shè)置于晶圓40上。半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置可包括電子槍10、聚焦組件20、承載平臺30、檢測探頭組60和弧形基座70。其中,電子槍10用于產(chǎn)生、加速及會聚高能量密度電子束,電子槍10可發(fā)射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的電子束。聚焦組件20可設(shè)置于電子槍10的發(fā)射端,用于對電子槍10發(fā)射的電子束進行聚焦處理,以對晶圓40表面做光柵狀掃描處理。承載平臺30上可設(shè)置晶圓40,承載平臺30用于承載晶圓40。承載平臺30可設(shè)置于經(jīng)過聚焦組件20聚焦處理的電子束所在的直線上,即電子槍10發(fā)射的電子束可依次照射聚焦組件20和承載平臺30,并且經(jīng)過聚焦組件20聚焦處理后的電子束可照射晶圓40和芯片50。檢測探頭組60和弧形基座70可設(shè)置于承載平臺30的一側(cè)位置處,弧形基座70的凹部開口可朝向承載平臺30,檢測探頭組60可安裝于弧形基座70上。檢測探頭組60可沿著弧形基座70的弧線形狀進行安裝,即弧形基座70作為安裝體,以使得檢測探頭組60呈弧線形狀。檢測探頭組60中各個檢測探頭的布置方向不同,可對晶圓40以及芯片50表面激發(fā)的電子信號進行充分的檢測和收集,以保證芯片50在成像過程中圖形的分辨率充分,可精確的對芯片50的線寬尺寸進行測量。

[0030] 請參閱圖1所示,在一些實施例中,聚焦組件20包括會聚透鏡21、掃描線圈22和物鏡23,電子槍10發(fā)射的電子束先后經(jīng)過會聚透鏡21、掃描線圈22和物鏡23,以將電子槍10發(fā)射的電子束聚焦在晶圓40表面。其中,會聚透鏡21、物鏡23對電子束起到聚焦的作用。掃描線圈22起到改變磁場的作用,電子束在掃描線圈22磁場的作用下,可在晶圓40表面做光柵狀掃描,并可激發(fā)芯片50的電子信號。半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置還包括增幅器80和顯示器90。在檢測探頭組60收集芯片50激發(fā)的電子信號后,經(jīng)過增幅器80對電子信號進行放大處理,并最終在顯示器90上成像顯示。[0031] 請參閱圖1和圖2所示,關(guān)于電子槍10、聚焦組件20、承載平臺30、晶圓40、芯片50、檢測探頭組60和弧形基座70之間的安裝位置的結(jié)構(gòu)示意圖。在一些實施例中,電子槍10、聚焦組件20、承載平臺30可于豎直方向進行布置,例如電子槍10、聚焦組件20和承載平臺30可沿從上到下的位置進行布置。承載平臺30、晶圓40和芯片50可位于水平方向,在電子槍10發(fā)射電子束照射聚焦組件20后,聚焦組件20對電子束進行聚焦處理。經(jīng)過聚焦處理后的電子束,可垂直照射承載平臺30上的晶圓40和芯片50?;⌒位?0可位于水平面上,弧形基座70所在的平面與承載平臺30所在的平面可平行設(shè)置。電子束在照射芯片50后,芯片50表面激發(fā)的電子信號朝向不同的方向反射,當(dāng)弧形基座70呈傾斜布置,會出現(xiàn)弧形基座70一側(cè)的檢測探頭檢測的電子信號較多,弧形基座70另一側(cè)的檢測探頭檢測的電子信號較少,會導(dǎo)致芯片50的部分線寬尺寸測量不夠精確。而當(dāng)弧形基座70呈水平設(shè)置,即弧形基座70所在的平面與芯片50的平面平行時,弧形基座70上的檢測探頭對芯片50激發(fā)的電子信號檢測均勻,芯片50的整體線寬尺寸測量較為精確。另外,將電子槍10、聚焦組件20、承載平臺30可于豎直方向進行布置,節(jié)省了半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置占據(jù)的水平向空間位置,更加方便的放置于實驗室檢測臺上。[0032] 請參閱圖1和圖3所示,關(guān)于檢測探頭組60在弧形基座70上安裝位置的結(jié)構(gòu)示意圖。在一些實施例中,弧形基座70可呈半圓環(huán)形狀,電子束所在直線路徑與弧形基座的對稱中心所在平面重合,以使得檢測探頭組60對芯片50激發(fā)的電子信號檢測均勻。檢測探頭組60可包括第一類檢測探頭61、第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63。其中,第一類檢測探頭61的數(shù)量可為一個,第一類檢測探頭61可安裝于弧形基座70的中間位置處,即第一類檢測探頭61可安裝于弧形基座70所在弧線的一半路徑位置處。第二類檢測探頭62的數(shù)量可為兩個,兩個第二類檢測探頭62可分別安裝于弧形基座70的兩端位置處。第三類檢測探頭63的數(shù)量可為兩個,第三類檢測探頭63可安裝于弧形基座70的中間、弧形基座70的一端之間的位置處。例如第三類檢測探頭63可安裝于第一類檢測探頭61、第二類檢測探頭62的中間位置處,即兩個第三類檢測探頭63可分別安裝于弧形基座70所在弧線1/4和3/4的路徑位置處。通過將第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63于第一類檢測探頭61對稱設(shè)置,可保證檢測探頭組60對芯片50激發(fā)的電子信號檢測均勻。

[0033] 請參閱圖3和圖4所示,關(guān)于檢測探頭組60在弧形基座70上安裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖。在一些實施例中,檢測探頭組60可固定安裝于弧形基座70上,檢測探頭組60還可滑動安裝于弧形基座70上。例如,第一類檢測探頭61可固定安裝于弧形基座70上,第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63可滑動安裝于弧形基座70上。半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置在工作過程中,第一類檢測探頭61在收集芯片50激發(fā)的電子信號后,形成對焦后的一次掃描圖像。第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63在弧形基座70上滑動設(shè)置,在第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63的移動過程中,第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63會收集電子信號并可形成多張掃描圖像。一次掃描圖像和多張掃描圖像進行疊加,以形成二次掃描圖像,通過二次掃描圖像,可完成對芯片50的線寬尺寸進行測量計算。

[0034] 請參閱圖4所示,關(guān)于第二類檢測探頭62、第三類檢測探頭63與弧形基座70之間的具體連接結(jié)構(gòu)示意圖。在一些實施例中,弧形基座70的底部設(shè)置有弧形基座線圈71。支撐座100滑動套設(shè)于弧形基座70上,支撐座100上設(shè)置有支撐座線圈101,第二類檢測探頭62、第三類檢測探頭63安裝于支撐座100上。支撐座線圈101和弧形基座線圈71之間磁力配合,以使得支撐座100于弧形基座70上滑動。例如,弧形基座70可包括水平部72和豎直部73,水平部72呈半圓形形狀。水平部72和豎直部73的縱向截面呈T字形狀,弧形基座線圈71可安裝于水平部72的下表面。支撐座100可滑動套設(shè)于水平部72上,支撐座100可與水平部72的上表面接觸。支撐座線圈101與弧形基座線圈71配合,以使得支撐座100在弧形基座70上方懸浮移動,支撐座100移動可帶動第二類檢測探頭62和第三類檢測探頭63進行移動??赏ㄟ^改變支撐座線圈101與弧形基座線圈71中的電流大小,以改變支撐座100的移動位置以及移動速度。

[0035] 綜上所述,本實用新型提出了一種半導(dǎo)體芯片的掃描電鏡裝置,可提高芯片激發(fā)電子信號的檢測收集數(shù)量,以提高半導(dǎo)體芯片的線寬測量精度。所以,本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。[0036] 上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效,而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。



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