【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)是關(guān)于一種納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極及其制法，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極及其制法。
技術(shù)介紹
1、請(qǐng)參閱圖2a及圖2b，其為現(xiàn)有技術(shù)利用發(fā)射極(emitter)發(fā)出電子源進(jìn)行電子束檢測(cè)(electrons?beaminspection，簡(jiǎn)稱(chēng)e-beaminspection；ebi)的示意圖及發(fā)射極針尖部放大圖。電子束檢測(cè)利用具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2發(fā)射出的電子束檢測(cè)半導(dǎo)體器件的缺陷(defects)，而通過(guò)電子束檢測(cè)可即時(shí)地在線(xiàn)上(in?line)檢測(cè)半導(dǎo)體器件的缺陷狀況。
2、請(qǐng)參閱圖3a及圖3b，圖3a為現(xiàn)有使用具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極在經(jīng)過(guò)一段操作時(shí)間后的使用狀態(tài)示意圖，圖3b為現(xiàn)有發(fā)射極針尖表面沾染氣體分子或者污染物的放大示意圖。電子束檢測(cè)使用具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2在真空環(huán)境操作下發(fā)射電子束進(jìn)行半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)，然而，雖然發(fā)射極于真空環(huán)境下操作，但由于在真空操作環(huán)境中仍然會(huì)存在部分氣體分子或者污染物d，并于經(jīng)過(guò)一段操作時(shí)間后，氣體分子或者污染物d會(huì)碰撞累積黏附于具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2針尖21的表面上，而即使是單顆原子粘附在發(fā)射極2針尖21發(fā)射極的表面上，仍會(huì)造成發(fā)射極表面功函數(shù)變化，影響電子的發(fā)射，使得電子束發(fā)射的電流不穩(wěn)定，進(jìn)而影響發(fā)射極發(fā)射電子束的時(shí)長(zhǎng)、效能、穩(wěn)定性以及影響電子束檢測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，由圖3b可知，具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2于針尖21表面上所發(fā)射出的電子束為一大范圍的電子束，而在電子束發(fā)射面積較大的情況下，氣體分子或者
3、針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有的作法為停止冷場(chǎng)發(fā)電子源的運(yùn)作，并進(jìn)行具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2表面的清潔。然而，如圖3a所示，電子束電流會(huì)隨著使用時(shí)間經(jīng)歷減少期、穩(wěn)定期及不穩(wěn)定期，在正常狀況下，冷場(chǎng)發(fā)電子源操作在穩(wěn)定期，因此，在氣體分子或者污染物d經(jīng)過(guò)一段操作時(shí)間碰撞累積粘附于具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2針尖21的表面上，進(jìn)而影響具有針尖結(jié)構(gòu)的發(fā)射極2發(fā)射的電子束電流時(shí)，此時(shí)則必須停止冷場(chǎng)發(fā)電子源的運(yùn)作以進(jìn)行發(fā)射極2清潔的動(dòng)作。現(xiàn)今冷場(chǎng)發(fā)電子源的流程必須每隔8至12小時(shí)就必須停機(jī)進(jìn)行探針的清潔，而此舉將會(huì)大幅影響半導(dǎo)體工藝整體的產(chǎn)能及效率。
4、此外，另一種作法為提高冷場(chǎng)發(fā)電子源在真空操作環(huán)境的真空度，將真空度提高至1×10-11毫巴(millibar)以下的極高真空(xhv)環(huán)境，以減少操作環(huán)境中的氣體分子或者污染物d。然而，即使在極高真空環(huán)境下，在經(jīng)過(guò)一段操作時(shí)間后，氣體分子或者污染物d仍然會(huì)聚集累積在發(fā)射極表面。相對(duì)于上述需要停止冷場(chǎng)發(fā)電子源運(yùn)作的方法，此種作法雖然可以延長(zhǎng)發(fā)射極表面需要清潔的時(shí)間，但提供嚴(yán)苛的真空操作環(huán)境將因而需要付出更高的設(shè)備成本，因此，冷場(chǎng)發(fā)電子源雖然有高亮度、高解析度等優(yōu)點(diǎn)，也難以廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備。
5、據(jù)此，如何提供一種改良方法及結(jié)構(gòu)已成為目前急需研究的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，包含一針尖部及一納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)。針尖部形成于發(fā)射極的前端。納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)形成于針尖部的表面上，其中納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)為原子堆疊結(jié)構(gòu)，且其中納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)具有一凸出曲率半徑，凸出曲率半徑小于針尖部的針尖曲率半徑的三分之一以下，且冷場(chǎng)發(fā)電子源操作于1×10-12至3×10-9毫巴的真空環(huán)境。
2、本專(zhuān)利技術(shù)更提供一種半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)方法，其操作冷場(chǎng)發(fā)電子源于1×10-12至3×10-9毫巴的真空環(huán)境，且包含下列步驟：提供一具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的發(fā)射極；施加一工作電壓于具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的發(fā)射極上；以及在經(jīng)過(guò)一預(yù)定操作時(shí)間后，清潔具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的發(fā)射極的一針尖部表面后，重新施加該工作電壓于具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的發(fā)射極上，其中預(yù)定操作時(shí)間介于48小時(shí)至4500小時(shí)之間。
3、本專(zhuān)利技術(shù)更提供一種制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，于發(fā)射極的針尖部的表面上形成一納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)；其中納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)具有一凸出曲率半徑，凸出曲率半徑小于針尖部的針尖曲率半徑的三分之一以下。
4、承上所述，通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)的方法制作出具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，具有高亮度、延長(zhǎng)操作時(shí)間、提升效能、提高解析度以及增加掃描速度的優(yōu)點(diǎn)，高亮度有助于高速影像掃描與高解析影像，納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)由于發(fā)射面積小，使得污染物及氣體分子粘著在發(fā)射極表面上的機(jī)率降低，因而可延長(zhǎng)冷場(chǎng)發(fā)電子源的操作時(shí)間，提升檢測(cè)效能，進(jìn)一步可更穩(wěn)定廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備。
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1.一種應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，其特征在于，包含：
2.如權(quán)利要求1所述的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的一發(fā)射電子區(qū)域小于該發(fā)射極的該針尖部表面的一發(fā)射電子區(qū)域的面積9倍以上。
3.一種半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)方法，其特征在于，其使用如權(quán)利要求1所述具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，包含下列步驟：
4.一種制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，于一發(fā)射極的一針尖部的一表面上形成一納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)；
5.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)于一真空環(huán)境中施加一高電場(chǎng)形成，其中該高電場(chǎng)必須介于與之間。
6.如權(quán)利要求5所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)進(jìn)一步于一預(yù)設(shè)溫度中加熱形成，其中該預(yù)設(shè)溫度介于攝氏600度與1500度之間。
7.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源
8.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)暴露于包含氮?dú)獾囊徽婵窄h(huán)境中，施加一高電場(chǎng)形成。
9.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)暴露于包含氧氣的一真空環(huán)境中加熱皺化形成。
10.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)于發(fā)射極針尖部的表面上鍍上貴金屬后于真空環(huán)境中加熱皺化形成。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)設(shè)備的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，其特征在于，包含：
2.如權(quán)利要求1所述的具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的一發(fā)射電子區(qū)域小于該發(fā)射極的該針尖部表面的一發(fā)射電子區(qū)域的面積9倍以上。
3.一種半導(dǎo)體工藝線(xiàn)上電子束檢測(cè)方法，其特征在于，其使用如權(quán)利要求1所述具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極，包含下列步驟：
4.一種制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，于一發(fā)射極的一針尖部的一表面上形成一納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)；
5.如權(quán)利要求4所述的制作具有納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)的冷場(chǎng)發(fā)電子源發(fā)射極的方法，其特征在于，該納米級(jí)凸出結(jié)構(gòu)于一真空環(huán)境中施加一高電場(chǎng)形成，其中該高電場(chǎng)必須介于與之間。
6.如權(quán)利要求5所述的制作具有納米級(jí)凸...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張維哲，林君岳，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：埃爾思科技股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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