发明名称 用来量测导电膜性质之排成阵列、群集、或耦合的涡电流感测器结构用之方法与设备
摘要 一种用以于膜厚度量测期间将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法。此方法开始为定位第一涡电流感测器朝向与导电膜相关的基板之第一个表面。此方法包括定位第二涡电流感测器朝向与导电膜相关的基板之第二个表面。第一个及第二涡电流感测器可共享共同的轴线或可彼此偏位。此方法更包括交流电力供应至第一涡电流感测器及第二涡电流感测器,以便使第一涡电流感测器及第二涡电流感测器一次一个有电力。于本发明的一个实施态样中,将延迟时间并入于第一涡电流感测器及第二涡电流感测器间切换电力之间。此方法也包括基于来自第一涡电流感测器及第二涡电流感测器的信号组合计算膜厚度量测。
申请公布号 TWI270662 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW093140259 申请日期 2004.12.23
申请人 兰姆研究公司 发明人 叶海 高金斯;罗德尼 奇士特勒;亚力山得 欧萨斯;查理斯W 佛洛恩
分类号 G01B7/06(2006.01) 主分类号 G01B7/06(2006.01)
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路37号10楼
主权项 1.一种用以于膜厚度量测期间将检查点尺寸及杂 讯减至最小的方法,包含: 第一涡电流感测器定位步骤,将朝向一基板第一个 表面之与导电膜相关的第一涡电流感测器予以定 位; 第二涡电流感测器定位步骤,将朝向该基板第二个 表面之与导电膜相关的第二涡电流感测器予以定 位,第二个表面相反于第一个表面; 交流电力供应步骤,将交流电力供应至第一涡电流 感测器及第二涡电流感测器,使得当第二涡电流感 测器不通电时将第一涡电流感测器通电,且于第二 涡电流感测器通电时将第一涡电流感测器不通电; 及 膜厚度计算步骤,基于来自第一涡电流感测器及第 二涡电流感测器的信号组合,计算膜厚度量测。 2.如申请专利范围第1项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,其中,该第 二涡电流感测器定位步骤包括: 将第一涡电流感测器之轴线及第二涡电流感测器 之轴线彼此偏位。 3.如申请专利范围第2项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,其中,该交 流电力供应步骤包括: a)供应电力至第一涡电流感测器; b)终止电力供应至第一涡电流感测器; c)等候一段延迟期间; d)供应电力至第二涡电流感测器; e)终止电力供应至第二涡电流感测器;及 f)等候该一延迟期间。 4.如申请专利范围第3项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,更包含: 对每个被测位置反复进行步骤a)-f)。 5.如申请专利范围第1项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,其中该第二 涡电流感测器定位步骤包括: 对正第一涡电流感测器之轴线与第二涡电流感测 器之轴线为同轴。 6.如申请专利范围第5项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,其中,该交 流电力供应步骤包括: 将第一涡电流感测器与第二涡电流感测器两者建 构成使得当各涡电流感测器为被动时呈电感负载 的现象为最小。 7.如申请专利范围第6项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,其中将第一 涡电流感测器与第二涡电流感测器两者建构成使 得当各涡电流感测器为被动时呈电感负载的现象 为最小之步骤包括: 将第一涡电流感测器与第二涡电流感测器两者并 入于一开环中。 8.如申请专利范围第1项之用以于膜厚度量测期间 将检查点尺寸及杂讯减至最小的方法,更包含: 由单一电源电力至第一涡电流感测器与第二涡电 流感测器两者;及 反复进行电力交替使得第一个及第二涡电流感测 器两者于各位置在交替时间通电。 9.一种用于测绘晶圆厚度的感测器阵列,包含: 多个顶部感测器; 多个相对于顶部感测器的底部感测器,其中该多个 底部感测器中之各底部感测器与该多个顶部感测 器中之相对应者系同轴;当多个顶部感测器之相对 应者为主动时,将多个底部感测器系设为被动; 一个电源,与多个顶部感测器及多个底部感测器相 连通;及 一个控制器,用以使来自电源之电力交替供应至多 个顶部感测器及多个底部感测器。 10.如申请专利范围第9项之用于测绘晶圆厚度的感 测器阵列,其中该多个顶部感测器及该多个底部感 测器为涡电流感测器。 11.如申请专利范围第9项之用于测绘晶圆厚度的感 测器阵列,其中更将该控制器设成于感测器由被动 状态切换至主动状态时加入一段延迟时间。 12.如申请专利范围第9项之用于测绘晶圆厚度的感 测器阵列,其中将感测器阵列并入到一半导体处理 工具之一对准器站。 13.如申请专利范围第11项之用于测绘晶圆厚度的 感测器阵列,其中该延迟时间为1毫秒。 图式简单说明: 图1为涡电流操作原理之简单示意图。 图2为晶圆载置部之示意图,其具有于化学机械平 坦化制程(CMP)期间用以测量晶圆厚度之涡电流感 测器。 图3为根据本发明一实施例用以测量进入晶圆厚度 之耦合感测器之简单示意图。 图4为根据本发明一实施例如图3中所示的耦合涡 电流感测器之信号图。 图5为根据本发明一实施例用以测量进入晶圆或膜 厚度之另一结构的耦合感测器之简单示意图。 图6A为根据本发明一实施例用以测量进入晶圆厚 度之另一改变结构的耦合感测器之简单示意图。 图6B为显示当利用如图表旁所示之涡电流感测器 根据本发明一实施例侦测膜厚度时平均信号之稳 定性的一图表。 图7A为根据本发明一实施例之耦合至下游CMP制程 厚度感测器的一进入厚度感测器之简单示意图。 图7B为进入厚度感测器耦合至下游CMP制程厚度感 测器之另一实施例的简单示意图。 图8A及8B为显示根据本发明之一实施例,来自膜厚 度涡电流感测器之信号及来自标准电阻率膜厚度 量测装置之信号之间的关联之一图表。 图9为显示根据本发明之一实施例,用以测量铜膜 厚度之涡电流感测器之校准曲线之一图表。 图10为显示根据本发明之一实施例,于基板上铜薄 膜CMP操作期间两个涡电流感测器的输出信号之一 图表。 图11A为根据本发明之一实施例,测量一抛光皮带温 度随时间变化的一红外线感测器信号之图表。 图11B为根据本发明之一实施例,测量晶圆温度随时 间变化之红外线信号之图表。 图12为根据本发明之一实施例,一CMP制程之30秒时 序T1-T9之示意图,显示由晶圆载置部内的涡电流感 测器所测量之铜膜移除的情形。 图13为一简单示意图,显示根据本发明一实施例,施 加至偏位或同轴之两个感测器的切换方案之工作 循环。 图14A及14B为例示图表,显示根据本发明一实施例, 无切换电力供应方案及切换电力供应方案之间的 杂讯差异。 图15A及15B为例示图表,显示于无切换电力供应方案 中遭受的杂讯。 图16A及16B为例示图表,代表当根据本发明一实施例 将切换电力供应方案施加至感测器时之类似于图 15A及15B的读値。 图17为一简单示意图,显示根据本发明一实施例,于 同轴结构中边缘排除改善的情形。 图18为一流程图,显示根据本发明一实施例,于膜厚 度量测期间用以使杂讯减至最小之方法操作。
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