扫描电子显微镜、检查晶片的方法及半导体器件制造方法与流程

本发明构思涉及扫描电子显微镜、检查晶片的方法及半导体器件制造方 法。

背景技术：

1、sem可以分析样品表面形状的形貌信息、形态信息(诸如构成样品的颗 粒的形状和尺寸)以及晶体信息(诸如样品中的原子的排列)。

2、sem使得能够观察由于光学显微镜的分辨率的限制而可能无法测量的 微观结构，并且正在应用于各种领域，诸如医学、生物技术、生物学、微生 物学、材料工程和食品工程。特别地，因为低真空sem能够在低真空条件下 观察图像，所以sem的应用正在扩展。

技术实现思路

1、本发明构思涉及具有改善的测量灵敏度的扫描电子显微镜(sem)。

2、根据本发明构思的一些示例实施例，sem可以包括：电子枪，所述电 子枪被配置为产生输入电子束并且将所述输入电子束照射到晶片上；偏转 器，所述偏转器位于所述电子枪和所述晶片之间的所述输入电子束的路径 上并且被配置为使所述输入电子束的路径偏转；物镜，所述物镜位于所述 偏转器和所述晶片之间的所述输入电子束的路径上并且被配置为将所述 输入电子束聚焦在所述晶片上；第一检测器和第二检测器，第一能量滤波 器和第二能量滤波器；以及处理器。所述第一能量滤波器被配置为检测基 于所述输入电子束照射在所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子的第 一部分所述第一检测器基于所述发射电子的所述第一部分生成第一图像。 所述第二检测器被配置为检测所述发射电子的第二部分并且基于所述发 射电子的所述第二部分生成第二图像。所述第一能量滤波器被配置为阻挡 所述发射电子当中的能量小于第一能量的电子被所述第一检测器检测到。 所述第二能量滤波器被配置为阻挡所述发射电子当中的能量小于第二能 量的电子被所述第二检测器检测到。所述处理器被配置为基于所述发射电 子中能量介于所述第一能量与所述第二能量之间的第三部分来生成所述 晶片的图像，所述处理器被配置为基于所述第一图像和所述第二图像来生 成所述晶片的图像。

3、根据本发明构思的一些示例实施例，sem可以包括：电子枪，所述电 子枪被配置为产生输入电子束并且将所述输入电子束照射到晶片上；偏转 器，所述偏转器位于所述电子枪和所述晶片之间的所述输入电子束的路径 上并且被配置为使所述输入电子束的路径偏转；物镜，所述物镜位于所述 偏转器和所述晶片之间的所述输入电子束的路径上并且被配置为将所述 输入电子束聚焦在所述晶片上；第一能量滤波器，所述第一能量滤波器位 于所述物镜和所述晶片之间的所述输入电子束的路径上，并且被配置为阻 挡基于所述输入电子束照射在所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子 当中的能量小于第一能量的电子，并且中和感应到所述晶片上的电荷；第 一检测器，所述第一检测器被配置为检测所述发射电子的第一部分并且基 于所述发射电子的所述第一部分生成第一图像；以及第二检测器，所述第 二检测器被配置为检测所述发射电子的第二部分并且基于所述发射电子 的所述第二部分生成第二图像。

4、根据本发明构思的一些示例实施例，sem可以包括：电子枪，所述电 子枪被配置为产生输入电子束并且将所述输入电子束照射到晶片上；偏转 器，所述偏转器位于所述电子枪和所述晶片之间的所述输入电子束的路径 上并且被配置为使所述输入电子束的路径偏转；物镜，所述物镜位于所述 偏转器和所述晶片之间的所述输入电子束的路径上并且被配置为将所述 输入电子束聚焦在所述晶片上；能量滤波器，所述能量滤波器被配置为阻 挡基于所述输入电子束照射在所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子 当中的能量小于或等于阻挡能量的电子，并且将所述阻挡能量控制为大于 50ev的第一能量和大于所述第一能量的第二能量；检测器，所述检测器 被配置为检测所述发射电子中能量大于或等于所述第一能量的第一部分 和所述发射电子中能量大于或等于所述第二能量的第二部分；以及处理 器，所述处理器被配置为对由所述发射电子中能量大于或等于所述第一能 量的所述第一部分生成的信号和由所述发射电子中能量大于或等于所述 第二能量的第二部分生成的另一信号执行差分运算。

5、根据一些示例实施例，一种检查晶片的方法可以包括：将第一能量设置 为第一能量滤波器的阻挡能量，并且将第二能量设置为第二能量滤波器的 阻挡能量；将输入电子束照射到所述晶片上并且检测响应于所述输入电子 束照射到所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子，以生成第一图像和第 二图像，其中，所述第一图像是基于所述发射电子中能量大于或等于所述 第一能量的第一部分而生成的，其中，所述第二图像是基于所述发射电子 中能量大于或等于所述第二能量的第二部分而生成的，并且所述第一能量 小于所述第二能量；以及对所述第一图像和所述第二图像执行差分运算以 生成差分图像。

6、根据一些示例实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括：形成包括 交替地堆叠在晶片上的多个绝缘层和多个牺牲层的模制件以及在垂直方 向上穿过所述模制件的多个沟道结构；形成垂直地穿过所述模制件的字线 切口以暴露所述多个牺牲层；去除所述多个牺牲层并且在所述多个绝缘层 之间形成栅电极，其中，位于至少一个所述栅电极下方的每个栅电极相对 于上方的栅电极水平地突出；形成暴露所述栅电极的顶表面的接触孔；以及测量所述接触孔。其中，测量所述接触孔包括：将第一能量设置为第一 能量滤波器的阻挡能量，并且将第二能量设置为第二能量滤波器的阻挡能 量，将输入电子束照射到所述晶片上并且检测响应于所述输入电子束照射 到所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子，以生成第一图像和第二图 像，其中，所述第一图像是基于所述发射电子中能量大于或等于所述第一 能量的第一部分而生成的，其中，所述第二图像是基于所述发射电子中能 量大于或等于所述第二能量的第二部分而生成的，并且所述第一能量小于 所述第二能量，以及对所述第一图像和所述第二图像执行差分运算以生成 差分图像。

技术特征：

1.一种扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜包括：

2.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

3.根据权利要求2所述的扫描电子显微镜，其中，

4.根据权利要求2所述的扫描电子显微镜，其中，

5.根据权利要求4所述的扫描电子显微镜，其中，

6.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

7.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

8.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

9.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

10.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其中，

11.一种扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜包括：

12.根据权利要求11所述的扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜还包括第二能量滤波器，所述第二能量滤波器被配置为阻挡所述发射电子当中的能量小于第二能量的电子被所述第二检测器检测到。

13.根据权利要求12所述的扫描电子显微镜，其中，

14.根据权利要求12所述的扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜还包括处理器，所述处理器被配置为基于对所述第一图像和所述第二图像执行差分运算来生成差分图像。

15.根据权利要求14所述的扫描电子显微镜，其中，

16.一种扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜包括：

17.根据权利要求16所述的扫描电子显微镜，其中，

18.根据权利要求16所述的扫描电子显微镜，其中，

19.根据权利要求16所述的扫描电子显微镜，其中，

20.根据权利要求16所述的扫描电子显微镜，其中，

技术总结
提供了扫描电子显微镜、检查晶片的方法及半导体器件制造方法。扫描电子显微镜包括：电子枪；偏转器；物镜；第一检测器和第二检测器，均被配置为检测基于所述输入电子束照射在所述晶片上而从所述晶片发射的发射电子；第一能量滤波器，被配置为阻挡基于输入电子束而从晶片发射的发射电子当中的能量小于第一能量的电子被所述第一检测器检测到；以及第二能量滤波器，被配置为阻挡所述发射电子当中的能量小于第二能量的电子被所述第二检测器检测到。

技术研发人员：安宰亨,金光恩,金锡,孙荣薰
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12