電子顯微鏡成像系統及方法
【專利摘要】電子顯微鏡成像系統包括：電子顯微鏡，其包括電子柱和真空室，且具有光軸；氦供應組件，其用于將氦選擇性地供應到真空室外面光軸附近的氦可富含容積區；在真空室外的樣品支撐臺，其設置以支撐著真空室外面將被電子顯微鏡成像的樣品，所述樣品支撐臺還包括平移組件，其可操作以提供樣品進入和離開氦可富含容積區的相對平移。
【專利說明】電子顯微鏡成像系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子顯微鏡成像系統。
【背景技術】
[0002]電子顯微鏡成像系統被在多種產業中使用，用于成像和檢查。
【發明內容】
[0003]本發明尋求提供出改進的電子顯微鏡成像系統。
[0004]因此，根據本發明的優選實施例提供了一種電子顯微鏡成像系統，包括:電子顯微鏡，其包括電子柱和真空室，且具有光軸；氦供應組件，其用于將氦選擇性地供應到真空室外面光軸附近的氦可富含容積區；在真空室外的樣品支撐臺，其設置為支撐著真空室外面將被電子顯微鏡成像的樣品，且包括平移組件，所述平移組件可操作以提供使樣品進入和離開氦可富含容積區的相對平移。
[0005]優選地，氦供應組件包括控制件，用于只有在樣品正在被成像時才將氦供應到氦可富含容積區。
[0006]根據本發明的優選實施例，平移組件可操作以在樣品支撐臺靜止時相對于樣品支撐臺平移電子顯微鏡。可選地，平移組件可操作以在電子顯微鏡靜止時相對于電子顯微鏡平移樣品支撐件。
[0007]優選地，平移組件可操作以相對于電子顯微鏡和樣品支撐臺之一平移電子顯微鏡和樣品支撐臺中的另一個。根據本發明的優選實施例，平移組件可操作以使電子顯微鏡和樣品支撐臺相對于彼此平移。
[0008]優選地，平移組件包括一對被動卷，它們可操作以將至少一個樣品相對于光軸從所述一對被動卷之一平移到所述一對被動卷的另一個。
[0009]根據本發明的另一優選實施例也提供了一種平板顯示器生產系統，包括:至少一個第一平板顯示器生產臺；在所述至少一個第一平板顯示器生產臺下游的至少一個檢測臺，其包括:包括真空室且具有光軸的電子顯微鏡、設置為在所述真空室外面支撐著將被所述電子顯微鏡成像的平板顯示器的平板支撐件、可操作以提供所述平板和所述光軸之間的相對平移的平移組件；以及在所述至少一個檢測臺下游的至少一個第二平板顯示器生產臺。
[0010]根據本發明的又另一優選實施例還提供了一種半導體生產系統，包括:至少一個第一半導體生產臺；在所述至少一個第一半導體生產臺下游的至少一個檢測臺，其包括:包括真空室且具有光軸的電子顯微鏡、設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的晶片的晶片支撐件、可操作以提供所述晶片和所述光軸之間的相對平移的平移組件；以及在所述至少一個檢測臺下游的至少一個第二半導體生產臺。
[0011]根據本發明的另一優選實施例甚至還提供了一種電子顯微鏡成像方法，包括:提供電子顯微鏡，其包括電子柱和真空室，且具有光軸；將氦選擇性地供應到所述真空室外面光軸附近的氦可富含容積區，由此產生被富含的氦容積；將樣品支撐在所述真空室外的樣品支撐臺上，且提供所述樣品進入和離開所述氦可富含容積區的相對平移；以及在所述樣品處于所述被富含的氦容積內時使用所述電子顯微鏡成像所述樣品。
[0012]優選地，所述選擇性地供應氦包括只有在所述樣品正在被成像時才將氦供應到所述氦可富含容積區。
[0013]根據本發明的優選實施例，所述相對平移包括在所述樣品支撐臺靜止時相對于所述樣品支撐臺平移所述電子顯微鏡。可選地，所述相對平移包括在所述電子顯微鏡靜止時相對于所述電子顯微鏡平移所述樣品支撐臺。
[0014]優選地，所述相對平移包括相對于所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺之一平移所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺的另一個。根據本發明的優選實施例，所述相對平移包括使所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺相對于彼此平移。
[0015]根據本發明的另一優選實施例還提供了一種平板顯示器生產方法，包括:執行至少一個第一平板顯示器生產步驟；使位于所述至少一個第一生產步驟下游的至少一個檢測臺包括電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸，和平板支撐件，其設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的平板，將所述平板支撐在所述真空室外的所述平板支撐臺上，且提供所述平板朝向和遠離所述光軸的相對平移；當所述光軸與所述平板在其上至少一個檢測位置處相交時，使用所述電子顯微鏡成像所述平板；以及執行至少一個第二平板顯示器生產步驟。
[0016]根據本發明的另一優選實施例又還提供了一種半導體生產方法，包括:執行至少一個第一半導體生產步驟；使位于所述至少一個第一生產步驟下游的至少一個檢測臺包括電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸，和晶片支撐件，其設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的晶片，將所述晶片支撐在所述真空室外的所述晶片支撐臺上，且提供所述晶片朝向和遠離所述光軸的相對平)；當所述光軸與所述晶片在其上至少一個檢測位置處相交時，使用所述電子顯微鏡成像所述晶片；以及執行至少一個第二半導體生產步驟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]本發明將通過以下結合附圖的詳細描述而被更完全地理解和認識，其中:
[0018]圖1A-1D是根據本發明的優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖；
[0019]圖2A-2D是根據本發明的另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖；
[0020]圖3A-3D是根據本發明的又另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖；
[0021]圖4是根據本發明的另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖；
[0022]圖5是根據本發明的又另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖；
[0023]圖6是根據本發明的優選實施例所構造和操作的平板顯示器生產系統的簡化視圖；以及
[0024]圖7是根據本發明的優選實施例所構造和操作的半導體晶片生產系統的簡化視圖。
【具體實施方式】
[0025]現在參考圖1A-1D，其是根據本發明的優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖。如在圖1A-1D中所示，電子顯微鏡成像系統包括電子顯微鏡100，所述電子顯微鏡100包括電子柱102和真空室104，且具有光軸106。
[0026]通常包括一個或多個氦供應管112和氦分配噴嘴114的氦供應組件110優選安裝在電子顯微鏡100上，且優選將氦選擇性地供應到在真空室104外面光軸106附近的氦可富含容積區(helium enrichable volume) 116。
[0027]電子顯微鏡100和氦供應組件110可以是通常如美國專利申請N0.8，164，057所描述的，其公開內容通過引用被結合于此。
[0028]根據本發明的優選實施例，真空室104外面的樣品支撐臺120支撐著真空室104外面的將被電子顯微鏡100成像的樣品122，且所述樣品支撐臺120包括平移組件124，所述平移組件124可操作以提供樣品進入和離開氦可富含容積區116的相對平移。
[0029]圖1A示出的樣品122位于遠離光軸106處，通常在X-方向上與光軸106相距10厘米且在氦可富含容積區116外面。圖1B示出的樣品122已經被沿X軸線平移以位于光軸106旁邊，但與光軸106沿Y軸線相隔7-10厘米，且可以在或可以不在氦可富含容積區116內。圖1C示出了樣品122的進一步平移，以使樣品122位于光軸106之下與真空室104的距離典型地為0.1-10厘米。如圖1C所示，樣品122通常位于氦可富含容積區116內。圖1D示出了樣品支撐臺120在Z-軸線上的移位模式的操作方式，以使得樣品典型地處于與真空室104相距0.1毫米內，以可實現電子束沖擊的方式對準光軸106。
[0030]現在參考圖2A-2D，其是根據本發明的另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖。如在圖2A-2D中所視，電子顯微鏡成像系統包括電子顯微鏡200，所述電子顯微鏡200包括電子柱202和真空室204，且具有光軸206。
[0031]通常包括一個或多個氦供應管212和氦分配噴嘴214的氦供應組件210優選安裝在電子顯微鏡200上，且優選將氦選擇性地供應到真空室204外面光軸206附近的氦可富含容積區216。
[0032]電子顯微鏡200和氦供應組件210可以是通常如美國專利申請N0.8，164，057所描述的，其公開內容通過引用被結合于此。
[0033]根據本發明的優選實施例，真空室204外面的樣品支撐臺220支撐著真空室204外面的將被電子顯微鏡200成像的大型樣品222，所述樣品支撐臺220還包括平移組件224，所述平移組件224可操作以提供樣品進入和離開氦可富含容積區216的相對平移。優選地，樣品的至少一個尺寸大幅超出氦可富含容積區的相應尺寸，且可能大幅超過整個電子顯微鏡200的相應覆蓋區。在使用半導體晶片的情況下，典型的樣品可以具有300毫米的直徑，且最大尺寸可約5米或更大，諸如在使用平板顯示器基板的情況下。
[0034]圖2A-2D示出了通過簡單地使樣品222在樣品支撐臺220上在X和Y方向上移位來成像樣品222的多個不同區域。可以理解的是，也可以視情況將樣品222在Z方向上移位。
[0035]現在參考圖3A-3D，其是根據本發明的又另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖。如在圖3A-3D中所視，電子顯微鏡成像系統包括電子顯微鏡300，所述電子顯微鏡300包括電子柱302和真空室304，且具有光軸306。
[0036]通常包括一個或多個氦供應管312和氦分配噴嘴314的氦供應組件310優選安裝在電子顯微鏡300上，且優選將氦選擇性地供應到真空室304外面光軸306附近的氦可富含容積區316。
[0037]電子顯微鏡300和氦供應組件310可以是通常如美國專利申請N0.8，164，057所描述的，其公開內容通過引用被結合于此。
[0038]根據本發明的優選實施例，真空室304外面的樣品支撐臺320支撐著在真空室304外面將被電子顯微鏡300成像的大型樣品322，所述樣品支撐臺320還包括平移組件，所述平移組件可操作以提供樣品進入和離開氦可富含容積區316的相對平移。優選地，樣品的至少一個尺寸大幅超過氦可富含容積區的相應尺寸，且可能大幅超過整個電子顯微鏡300的相應覆蓋區。在使用半導體晶片的情況下，通常樣品可以有300mm的直徑，且最大尺寸可約5米或更大，諸如在使用平板顯示器基板的情況下。
[0039]在圖3A-3D的實施例中，電子顯微鏡300可選擇性地沿一個軸線移位，在這里是X-軸線，并且樣品支撐臺320提供了沿Y和Z軸線的選擇性移位。
[0040]圖3A-3D示出了通過將樣品支撐臺320上的樣品322和電子顯微鏡在X和Y方向上相對移位來成像樣品322的多個不同區域。可以理解的是，也可以視情況將樣品322在Z方向上移位。
[0041]現在參考圖4，其是根據本發明的又另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖。如在圖4中所視，電子顯微鏡成像系統包括電子顯微鏡400，所述電子顯微鏡400包括電子柱402和真空室404，且具有光軸406。
[0042]通常包括一個或多個氦供應管412和氦分配噴嘴414的氦供應組件410優選安裝在電子顯微鏡400上，且優選將氦選擇性地供應到真空室404外面光軸406附近的氦可富含容積區416。
[0043]電子顯微鏡400和氦供應組件410可以是通常如美國專利申請N0.8，164，057所描述的，其公開內容通過引用被結合于此。
[0044]根據本發明的優選實施例，真空室404外面的傳送器形式的樣品支撐臺420支撐著真空室404外面的將被電子顯微鏡400成像的多個樣品422，所述樣品支撐臺420還包括平移組件，諸如傳送器驅動器，所述平移組件可操作以提供樣品422進入和離開氦可富含容積區416的相對平移。
[0045]在圖4的實施例中，樣品支撐臺420提供了樣品422沿X軸線的選擇性移位。樣品422和電子顯微鏡400的相對移位可由電子顯微鏡400的Y-軸線移位提供。可以理解的是，也可以視情況提供樣品422在Z方向上的移位。
[0046]現在參考圖5，其是根據本發明的又另一優選實施例所構造和操作的電子顯微鏡成像系統的操作方式的簡化視圖。如在圖5中所視，電子顯微鏡成像系統包括電子顯微鏡500，所述電子顯微鏡500包括電子柱502和真空室504，且具有光軸506。
[0047]通常包括一個或多個氦供應管512和氦分配噴嘴514的氦供應組件510優選安裝在電子顯微鏡500上，且優選將氦選擇性地供應到真空室504外面光軸506附近的氦可富含容積區516。
[0048]電子顯微鏡500和氦供應組件510可以是通常如美國專利申請N0.8，164，057所描述的，其公開內容通過引用被結合于此。
[0049]根據本發明的優選實施例,真空室504外面的基板卷(substrate roll)形式的樣品支撐臺520具有形成于其上的位于真空室504外面的將被電子顯微鏡500成像的多個樣品522，所述樣品支撐臺520還包括平移組件，諸如卷到卷驅動器(roll-roll drive)，所述平移組件可操作以提供樣品522進入和離開氦可富含容積區516的相對平移。
[0050]在圖5的實施例中，樣品支撐臺520提供了樣品522沿X軸線的選擇性移位。樣品522和電子顯微鏡500的相對移位可由電子顯微鏡500的Y-軸線移位提供。可以理解的是，也可以視情況提供樣品522在Z方向上的移位。
[0051]現在參考圖6，其是根據本發明的優選實施例所構造和操作的平板顯示器生產系統的簡化視圖。可以看到，本發明的實施例，典型地，圖4所示和上文所述的實施例，的電子顯微鏡成像系統形成了平板顯示器生產系統中的生產線的一部分。
[0052]現在參考圖7，其是根據本發明的優選實施例所構造和操作的半導體晶片生產系統的簡化視圖。可以看到，本發明的實施例，典型地，圖4所示和上文所述的實施例，的電子顯微鏡成像系統形成了半導體晶片生產系統中的生產線的一部分。
[0053]本領域技術人員將理解到，本發明不限于上文特別示出和描述的內容。相反，本發明的范圍包括權利要求中詳述特征的組合和部分組合以及其更改，本領域普通技術人員在閱讀前述非現有技術的內容后將意識到所述更改。
【權利要求】
1.一種電子顯微鏡成像系統,包括: 電子顯微鏡，其包括電子柱和真空室，且具有光軸； 氦供應組件，其用于將氦選擇性地供應到所述真空室外面所述光軸附近的氦可富含容積區；以及 在所述真空室外的樣品支撐臺，其設置為支撐著所述真空室外面將被所述電子顯微鏡成像的樣品，所述樣品支撐臺包括平移組件，所述平移組件可操作以提供所述樣品進入和離開所述氦可富含容積區的相對平移。
2.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述氦供應組件包括控制件，使得只有當所述樣品正在被成像時才將氦供應到所述氦可富含容積區。
3.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述平移組件可操作以在所述樣品支撐臺靜止時相對于所述樣品支撐臺平移所述電子顯微鏡。
4.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述平移組件可操作以在所述電子顯微鏡靜止時相對于所述電子顯微鏡平移所述樣品支撐臺。
5.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述平移組件可操作以相對于所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺之一平移所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺中的另一個。
6.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述平移組件可操作以使所述電子顯微鏡和所述 樣品支撐臺相對于彼此平移。
7.根據權利要求1所述的電子顯微鏡成像系統，其特征在于:所述平移組件包括一對被動卷，所述一對被動卷可操作以將至少一個樣品相對于所述光軸從所述一對被動卷之一平移至所述一對被動卷中的另一個。
8.—種平板顯不器生產系統,包括: 至少一個第一平板顯示器生產臺； 在所述至少一個第一平板顯示器生產臺下游的至少一個檢測臺，包括: 電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸； 平板顯示器支撐件，其設置為在所述真空室外支撐將被所述電子顯微鏡成像的平板顯示器；以及 平移組件，其可操作以提供所述平板顯示器和所述光軸之間的相對平移；以及 在所述至少一個檢測臺下游的至少一個第二平板顯示器生產臺。
9.一種半導體生產系統,包括: 至少一個第一半導體生產臺； 在所述至少一個第一半導體生產臺下游的至少一個檢測臺，包括: 電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸； 晶片支撐件，其設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的晶片；以及 平移組件，其可操作以提供所述晶片和所述光軸之間的相對平移； 以及 在所述至少一個檢測臺下游的至少一個第二半導體生產臺。
10.一種電子顯微鏡成像方法，包括: 提供電子顯微鏡，其包括電子柱和真空室，且具有光軸；將氦選擇性地供應到所述真空室外面所述光軸附近的氦可富含容積區，由此產生被富含的氦容積； 將樣品支撐在所述真空室外的樣品支撐臺上，且提供所述樣品進入和離開所述氦可富含容積區的相對平移；以及 在所述樣品處于所述被富含的氦容積內時使用所述電子顯微鏡成像所述樣品。
11.根據權利要求10所述的電子顯微鏡成像方法，其特征在于:所述選擇性地供應氦包括只有在所述樣品正在被成像時才將氦供應到所述氦可富含容積區。
12.根據權利要求10所述的電子顯微鏡成像方法，其特征在于:所述相對平移包括在所述樣品支撐臺靜止時相對于所述樣品支撐臺平移所述電子顯微鏡。
13.根據權利要求10所述的電子顯微鏡成像方法，其特征在于:所述相對平移包括在所述電子顯微鏡靜止時相對于所述電子顯微鏡平移所述樣品支撐臺。
14.根據權利要求10所述的電子顯微鏡成像方法，其特征在于:所述相對平移包括相對于所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺之一平移所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺中的另一個。
15.根據權利要求10所述的電子顯微鏡成像方法，其特征在于:所述相對平移包括使所述電子顯微鏡和所述樣品支撐臺相對于彼此平移。
16.—種平板顯不器生產方法,包括: 執行至少一個第一平板顯 示器生產步驟； 使位于所述至少一個第一生產步驟下游的至少一個檢測臺包括電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸，和平板支撐件，其設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的平板，將所述平板支撐在所述真空室外的所述平板支撐臺上，以及提供所述平板朝向和遠離所述光軸的相對平移； 當所述光軸與所述平板在其上至少一個檢測位置處相交時，使用所述電子顯微鏡成像所述平板；以及 執行至少一個第二平板顯示器生產步驟。
17.—種半導體生產方法，包括: 執行至少一個第一半導體生產步驟； 使位于所述至少一個第一生產步驟下游的至少一個檢測臺包括電子顯微鏡，其包括真空室且具有光軸，和晶片支撐件，其設置為在所述真空室外支撐著將被所述電子顯微鏡成像的晶片，將所述晶片支撐在所述真空室外面的所述晶片支撐臺上，以及提供所述晶片朝向和遠離所述光軸的相對平移； 當所述光軸與所述晶片在其上至少一個檢測位置處相交時，使用所述電子顯微鏡成像所述晶片；以及 執行至少一個第二半導體生產步驟。
【文檔編號】H01J37/22GK103632912SQ201210299149
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】D·沙哈爾, R·德皮喬托 申請人:B-納諾有限公司