发明名称 评估多层结构之隙缝
摘要 一种测量一波纹结构(如制造期间之矽晶圆)之二层特性之方法及装置,并使用二测量以识别具有缝隙之位置。该二测量可以任何方式被使用,例如,互相比较,且于二测量互相偏离时认为缝隙出现。回应缝隙的侦测,于波纹结构之制程中所使用之一处理参数可被改变,以降低或消除将被形成之结构中的缝隙。
申请公布号 TWI277163 申请公布日期 2007.03.21
申请号 TW092104458 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 H01L21/66(2006.01) 主分类号 H01L21/66(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 1.一种评估具有复数层之结构的方法,该方法包括: 测量该结构中之一第一层之特性,以获得一第一测 量; 测量该结构中之一第二层之特性,以获得一第二测 量; 使用该第一测量及该第二测量以决定一缝隙之存 在。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层包括复数导电材料之轨迹,而该第一特性 系厚度与剖面中之一者;以及 该第二层包括一介电材料而该第二特性系厚度。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中该使用包括: 显示该第一测量及该第二测量于一图表中做为位 置之函数。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中该使用包括: 比较该第一测量与该第二测量;以及 依据该比较之一结果识别一目前位置为具有该缝 隙。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该比较包括: 检查该第一及第二测量之分离是否大于一预定数 量。 6.如申请专利范围第4项之方法,其中该比较包括: 比较在目前位置之该第一测量及该第二测量之分 离与在另一位置之一对应分离。 7.如申请专利范围第4项之方法,其中该比较包括: 检查在目前位置之该第一测量及该第二测量之分 离是否大约大于在另一位置之一对应分离一级( order)的大小。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中: 于该等位置之该等测量系于横越该复数轨迹之方 向扫描期间被执行,且该群轨迹于每一位置不同。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一特性系关于该第一层之尺寸;以及 该第二特性系关于该第二层之尺寸。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一特性及该第二特性之至少一者与一尺寸无 关。 11.如申请专利范围第1项之方法,更包括: 于该测量之前:于该第二层内蚀刻沟槽,并藉由形 成至少部份填充该等沟槽之轨迹而形成该第一层; 以及 于该使用后:如果该缝隙之存在被决定则调整使用 于该结构之产生中之一步骤。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层包括由该第二层支撑之导电材料之一轨 迹; 该第一特性之测量及该第二特性之测量包括,以包 括电磁幅射之一照射束照射该结构,该一照射束之 直径小于由该第二层支撑之该轨迹与二相邻轨迹 之间的距离。 13.如申请专利范围第12项之方法,其中: 该测量包括垂直该轨迹扫描该照射束。 14.如申请专利范围第12项之方法,其中: 该测量包括垂直该轨迹扫描该照射束,到达该轨迹 并沿该轨迹扫描。 15.如申请专利范围第1项之方法,其中: 该第一层包括由该第二层支撑之复数导电材料之 轨迹;以及 该第一特性之测量系横越一群轨迹而执行,藉此于 该第一测量中获得横越该该群中之轨迹之第一特 性的平均测量。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中该第一特性 之测量包括: 以包括电磁幅射之一照射束照射该结构,该照射束 之波长大于该群中之二相邻轨迹间之一间距。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中: 该电磁幅射系平行该复数轨迹而被极化。 18.如申请专利范围第16项之方法,其中该照射束于 以下称为"第一照射束",而该第一特性之测量更包 括: 以具有在一预定频率被调变之强度之一第二照射 束照射该结构,该预定频率足够小以确保由该第二 照射束照射之一区域中所产生的热藉由扩散向外 传输。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中: 该第二照射束包括于平行该复数轨迹之方向被极 化之电磁幅射。 20.如申请专利范围第19项之方法,其中该第二特性 之测量更包括: 以包含垂直该复数轨迹被极化之电磁辐射之一照 射束照射该等轨迹。 21.如申请专利范围第18项之方法,其中该第一照射 束具有一第一波长,而该第一特性之测量更包括: 测量于该预定频率被调变之该第一波长之电磁幅 射之属性。 22.如申请专利范围第16项之方法,其中该照射束于 以下称为"第一照射束",而该第一特性之测量更包 括: 聚集一第二电子束,该第二电子束具有在一预定频 率被调变之强度。 23.如申请专利范围第16项之方法,其中: 该第一特性系该轨迹每单位长度之电阻;以及 该第一特性之测量包括测量该轨迹之平均反射比 。 24.如申请专利范围第1项之方法,其中该第二特性 之测量包括:测量由该第二层反射之电磁幅射,该 电磁幅射被垂直于该第一层中之复数轨迹极化。 25.一种评估具有复数轨迹以及与该轨迹接触之一 层之结构之方法,该复数轨迹中至少二轨迹实质上 相互平行,该方法包括: 以包括与该二轨迹平行极化之电磁幅射之一第一 照射束照射该结构; 以具有在一预定频率被调变之强度之一第二照射 束照射该结构,该预定频率足够小以确保由该第二 照射束照射之一区域中所产生的热藉由扩散向外 传输;以及 测量由至少该二轨迹所反射并于该预定频率被调 变之该电磁幅射之一属性。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中一第一测量 系由该测量所获得,且该方法更包括: 测量该层之一特性,以获得一第二测量;以及 使用该第一测量及该第二测量以识别一缝隙之存 在。 27.如申请专利范围第26项之方法,其中获得该第二 测量之该测量包括: 以垂直该二轨迹被极化之电磁幅射照射该结构;以 及 测量被该层从至少该二轨迹之间反射之电磁幅射 。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中: 获得该第一测量之测量及获得该第二测量之测量 相对另一者至少同时被执行。 29.如申请专利范围第27项之方法,其中: 该第一照射束包括垂直该二轨迹极化之该电磁幅 射;以及 该照射之步骤系同时执行。 30.一种评估具有复数轨迹之一结构之装置,该装置 包括: 一电磁幅射之第一照射束之一第一源,该第一照射 束具有于一预定频率被调变之一第一强度,该预定 频率足够低以确保由该第一照射束照射之一区域 之大部份热藉由扩散移转; 一电磁幅射之第二照射束之一第二源,该第二照射 束之波长大于或等于该结构中之至少二轨迹之间 的间距,该二轨迹至少实质上相互平行; 一光感测器元件位于该第二照射束之一部份路径 中,该部份系从该区域反射; 一锁入放大器耦合至该光感测元件以侦测在该预 定频率之该电子讯号;以及 一电脑耦合至该锁入放大器。 31.如申请专利范围第30项之装置,其中该光感测元 件以下称'第一光感测元件",而由该区域反射之该 第二照射束之该部份以下称"反射部份",该装置更 包括: 一极化照射束分离器设置于该反射部份朝向该第 一光感测元件之一路径之中,该第一感测元件从该 极化照射束分离器接收该反射部份之一第一成份; 一第二光感测元件设置于该反射部份之一第二成 份之路径中,从该极化照射束分离器,该第二光感 测元件耦合至该电脑; 其中该第一元件及该第二元件于相互垂直方向被 极化。 32.如申请专利范围第31项之装置,其中该电脑被写 入程式以于一萤幕上显示来自该锁入放大器及来 自该第二光感测器之讯号。 33.如申请专利范围第31项之装置,其中该电脑被写 入程式以比较来自该锁入放大器与来自该第二光 感测器之讯号。 34.如申请专利范围第31项之装置,更包括: 一照射束分离方块位于该反射部份之路径中,朝向 该极化照射束分离器;以及 该第一照射束用之一滤波器位于该反射部份之路 径中,介于该照射束分离方块与该极化照射束分离 器之间。 35.如申请专利范围第31项之装置,更包括: 一可变化长度光源;以及 一单色仪耦合至该电脑,其中该电脑被写入程式以 便以来自该锁入放大器及来自该单色仪之讯号执 行至少一下列功能(显示及比较)。 36.如申请专利范围第31项之装置,更包括: 一支撑该晶圆之台,该台维持该晶圆以使该晶圆位 于一预定之方向;以及 一极化器被对齐以于该预定方向极化该第二照射 束。 37.如申请专利范围第31项之装置,更包括: 一支撑该晶圆之台,该台握持该晶圆以定位轨迹于 一预定之方向;以及 一极化器被对齐以于垂直该预定方向极化该第二 照射束。 38.如申请专利范围第31项之装置,其中: 于运作期间,该电脑储存由该锁入放大器于一第一 时间产生之一第一讯号,该第一讯号与该晶圆中一 第一区域相关,且该电脑比较该第一讯号与由该锁 入放大器于一第二时间产生之一第二讯号,该第二 讯号与一第二区域相关。 39.一种评估形成于一半导体晶圆之一导电结构之 方法,该方法包括: 测量该导电结构中之一层之一第一特性,以获得一 第一测量; 测量该层之一第二特性,以获得在与该第一测量不 同位置之一第二测量;以及 比较该第一测量与该第二测量,以决定该导电结构 中一缝隙之存在。 40.如申请专利范围第39项之方法,其中: 包括该第一测量及该第二测量之数个测量被用以 识别一区域最大値,且该区域最大値被视为指示该 缝隙之存在。 41.如申请专利范围第39项之方法,其中: 该第一特性与该第二特性相同。 42.如申请专利范围第41项之方法,其中: 复数该第一测量决定一基线;以及 该比较系介于该第二测量与该基线之间。 图式简单说明: 第一图说明习知晶圆技术制程所形成之结构。 第二图说明本发明侦测缝隙之方法的流程图。 第三图表示在图表130中表示关于一结构115在缝隙 出现及不在之测量S1及S2。 第四图表示本发明具有由一电磁幅设照射束所照 射之区域中的数个轨迹之一结构之一部分的立体 图。 第五图说明第四图之1B方向视图照射束之直径Dp与 轨迹间之间距p之间的关系。 第六图说明当个别测量轨迹下方之一介电层特性 时相对于轨迹之照射束的极化方向。 第七图说明当测量轨迹之一特性时一加热照射束 相对于轨迹的方向。 第八图说明具有用于同时测量轨迹及介电层特性 之具有一平行极化成份及一垂直极化成份之一照 射束。 第九图说明使用制造半导体晶圆之处理装置中之 第十二图之测量装置的方块图。 第十图说明实施第二图方法之一实施例之流程图 。 第十一图说明显示具有不同缝隙之晶粒的晶圆的 二维地图。 第12A及12B图说明在第十图之实施例中所执行之测 量。 第13A图说明经由一显微镜之由上向下观察在此处 所述之型态的方法中所使用之参考晶圆中的数个 轨迹阵列及一雷射照射束的相对尺寸。 第13B图说明一被测量讯号相对缝隙之出现或不在 之相关性。 第13B-1-13B-3图分别说明产生讯号1711-1713之截面图 结构。 第13C及13D图分别表示二维及三维图式由此处所示 之方法所获得的区域扫描。 第十四图说明本发明测量装置之一时施例方块图 。 第十五图说明于一实施例中包含于第十四图之装 置中的电路的高阶方块图。 第16A-16D图说明在图式及图表在单一(隔离的)金属 线中测量缝隙之方法。
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