发明名称 多层结构中测量各层性质之装置及方法
摘要 一种装置藉由以下方法测量一层之特性(例如一传导层之薄片电阻):(1)聚集加热光束于传导层之加热区域(也称为"被加热区域")(2)于一预定频率调变该加热光束之功率,该频率被选择为足够低,以确保当被一未调变光束加热时,在任何时候光吸收层之温度大约等于(例如其90%之内)光吸收层之温度,以及(3)测量另一光束之功率,其系(a)由该被加热区域反射,以及(b)与该加热光束之调变一致被调变。于步骤(3)之测量可直接被使用为由图案化该传导层而形成之一传导点之电阻(每单位面积)的测量。步骤(1)-(3)可于半导体晶圆之制造期间重覆,于一传导层之数个区域之每一区域上,且测量中之任何改变指示该层电阻之对应的改变。当测量改变大于一预定量时(例如10%),控制制造流程之一处理参数被改变以使下一晶圆之测量回复正常。
申请公布号 TWI279566 申请公布日期 2007.04.21
申请号 TW092104457 申请日期 2003.03.03
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 彼德.波登;吉普林.黎
分类号 G01R31/265(2006.01) 主分类号 G01R31/265(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种决定一结构之一部份之一特性的方法,该结 构具有一第一层以及至少一与该第一层接触之一 下层,该方法包括: 产生电磁幅射之一第一光束; 聚集该第一光束于该第一层之一区域上; 测量对应该第一层中之一温度改变之一讯号; 使用该被测量之温度改变与该第一层之一电传导 特性之间的关系;以及 决定该第一层之该电传导特性。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该预定频率小于一最大频率,该最大频率与该区域 上之该第二光束之半径呈逆向相关。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中: 该最大频率约为100kHz。 4.如申请专利范围第2项之方法,更包括: 因应跨越该结构之多区域内之该第二功率中之至 少一预设改变而改变用于制造该结构之一处理参 数。 5.如申请专利范围第2项之方法,其中该预定频率小 于: 其中: k系该区域之热传导率; 系该区域之密度; c系该特定热; 系来自该区域之热转换用之一扩散程式之一波 长解答之波长。 6.如申请专利范围第2项之方法,更包括: 比较从该测量获得之该功率与一预定限制。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该测量包括使用被调整至该预定频率之一锁入放 大器。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中: 该测量也包括使用被调整至该第二光束之该波长 之一窄频滤波器,以过滤至少另一部份被该区域反 射之该第一光束。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中该区域于以下 称之为"第一区域",该方法更包括: 聚集该第一光束于与该第一区域不同之一第二区 域上;以及 于该第二区域中重覆该测量。 10.如申请专利范围第9项之方法,更包括: 如果于该区域中所测量之功率相对于该第二区域 中所测量之功率而言系不均匀的,则改变于制造该 结构中所使用之一处理参数。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第二功率足够低以确保小于该区域中所产生之 热的10%系由该第二光束所产生。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中: 其中该预定频率足够低以确保该区域中之瞬间温 度大约等于藉由以具有等于该第一功率之一瞬间 値之一未被调变之光束加热所得之该区域中之另 一温度。 13.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层系光吸收的。 14.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层至少为部份光吸收的。 15.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层包括一矽化物。 16.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层系多晶矽化物。 17.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层系具一矽化物之上表面之多晶矽。 18.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层系多晶矽与多晶化合物中之一,且该至少 一下层系位于该第一层与一下基板之间之一绝缘 层。 19.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该结构系包含一晶圆。 20.一种评估一结构之装置,该装置包括: 一第一光子光束之一第一来源单元,具有于一频率 被调变之一第一功率,该频率足够低以确保藉由扩 散之被该第一光束照射之该结构之一区域之大部 份之热的传输; 一第二光子光束之一第二来源单元,具有一足够低 之功率,以确保该区域中之一瞬间温度大约等于藉 由以具有该第一功率之一瞬间値之未被调变之光 束加热而于该区域中所获得之另一温度;以及 一光感测元件位于该第二光束于该区域反射后之 一部份之一路径中,该第二光束于该区域反射后之 该部份于该第一光束之该调变频率上被调变。 21.如申请专利范围第20项之装置,更包括: 一电脑耦合至该光感测元件,并被写入程式以决定 由该区域反射之该第二光束之该部份之功率是否 至少大于一预定功率。 22.如申请专利范围第20项之装置,其中: 该结构系包含一晶圆。 23.一种评估一晶圆之方法,包括: 聚集一光束于一部份穿透传导层上; 测量来自该层之该光束之反射;以及 使来自该层之该反射与一先前决定之値相关,该先 前决定之値系从一参考晶圆上之一先前反射测量 而先被获得。 24.如申请专利范围第23项之方法,更包括: 沿一线执行复数反射测量以识别沿该线之该层特 性中的变化。 图式简单说明: 第1A图说明以具有形成传导层之金属形成装置及 形成传导层图案之金属蚀刻装置使用本发明一测 量装置之实施例的方块图。 第1B图说明,在图1A装置中,一加热光束101在稳定情 况下聚集于一光吸收层103之一区域103R上,而一探 测光束被用以测量区域103R的反射比。 第1C图以截面图的方式说明由光束101所产生的热, 从光吸收层103(或厚度"t")扩散至下一层108之中的 热,如箭号109A-109N所示。 第1D及1E图说明,以图表,做为幅射距离r之函数及从 图1B所说明之加热区域103R之深度z之函数的温度。 第1F图以图表说明调变频率作为热波长的函数。 第2A及2B图,以流程图说明使用图1B之光束测量矽化 物层之电阻改变的方法的实施例,以及藉由图1A之 金属形成装置及金属蚀刻装置使用此测量控制晶 圆的处理。 第三图以图表说明矽化物层之反射比中的改变(以 1000因子为刻度后沿y轴绘出)为传导层之薄片电阻 函数。 第四及五图说明一测量装置之二实施例方块图,每 一装置可执行图2A或2B所示之方法。
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