发明名称 利用光谱外观检视基材表面的方法及设备
摘要 本发明系关于提供一种检视一制程系统中一基材之设备及方法。本发明一态样中,一光源与一光学接收装置(如:一光谱仪)连结,以照明及检视一基材之各种光学讯号。一实施例中,从一已知基材所收集的资料以产生一光谱特征讯号。该光谱特征讯号表示一基材表面之彩色组成之强度分布。而后,将此种彩色特征讯号与一彩色参考特征讯号进行比对,以决定处理过程中该基材型态、厚度、均一性、基材表面均匀性、及残留材料等诸多特征。
申请公布号 TW512227 申请公布日期 2002.12.01
申请号 TW090124770 申请日期 2001.10.05
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 瑞吉纳德杭特
分类号 G01N21/00;H01L21/66 主分类号 G01N21/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种检视一基材表面之方法,该方法至少包含下 列步骤: 照明该基材表面,以至少一光源产生之一讯号达成 ; 使用一光谱仪接收该基材表面之讯号的至少一部 分; 使用一处理器单元产生讯号资料,该讯号资料代表 该讯号之该部分的光谱特征; 决定该基材表面之一拓朴型态,依据该讯号资料而 达成。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上 述照明及接收步骤在一丛集工具之一前端环境中 执行,该丛集工具至少包含一传送处理室,该传送 处理室以至少一个真空阻绝处理室而连接至该前 端环境。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中 上述光谱特征代表彩色光谱。4.如申请专利范围 第1项所述之方法,其中上述光谱特征代表彩色光 谱。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述 决定该拓朴型态之步骤至少包含将该讯号资料与 一讯号参考资料进行比对以决定一差异的步骤。6 .如申请专利范围第5项所述之方法,其中上述该讯 号资料及讯号参考资料代表一制程周期中该基材 表面上一电浆的均匀度。7.如申请专利范围第5项 所述之方法,其中该方法更包含下列步骤: 决定该讯号资料该讯号参考资料之间的差异是否 超过一预先决定値;及 如果该差异超过该预先决定値,决定存在于该基材 之一表面上所无法接受之拓朴型态。8.如申请专 利范围第7项所述之方法,其中上述基材之该表面 上无法接受之拓朴型态的相关资料至少包含:基材 反射率资料、反射资料、光谱资料、基材缺陷资 料、基材损伤资料、粒子污染资料、字母及数字 符号特征资料、及上述任何资料之组合。9.如申 请专利范围第7项所述之方法,其中上述该讯号资 料及讯号参考资料至少包含数个光谱强度値。10. 如申请专利范围第9项所述之方法,其中上述数个 光谱强度値至少包含灰阶値(gray-scale valies)。11.如 申请专利范围第9项所述之方法,其中上述产生讯 号资料之步骤至少包含在一已知光谱强度之数値 范围内,决定一第一数目之数据读数的步骤。12.如 申请专利范围第11项所述之方法,其中上述讯号参 考资料至少包含在一已知的光谱强度値范围内所 得的一第二数目之数据读数,并决定该第一数目与 第二数目之数据读数间的差异。13.一种检视一基 材表面之侦测系统,该侦测系统至少包含: 至少一光源,以产生一用于照明该基材表面之讯号 ; 至少一光谱仪,以接收从该基材表面之讯号的至少 一部分;及 一制程系统,连接至至少一光谱仪,并产生讯号资 料以代表该讯号之该部分的光谱特征,且决定该基 材表面之一拓朴型态,依据该讯号资料而达成。14. 如申请专利范围第13项所述之侦测系统,其中上述 光谱特征代表彩色光谱。15.如申请专利范围第13 项所述之侦测系统,其中上述光谱仪用以接收该讯 号之一部分,该讯号至少包含散射光、反射光、及 上述任何光部分之组合。16.如申请专利范围第13 项所述之侦测系统,其中上述为决定拓朴状态,该 制程系统执行下列步骤: 决定该讯号资料与一参考讯号资料之间的差异是 否超过一预定値;及 如果该差异超过该预定値,判定该基材表面上存在 无法接受之一拓朴型态。17.如申请专利范围第16 项所述之侦测系统,其中上述无法接受之拓朴型态 至少包含:基材反射率资料、反射资料、光谱资料 、基材缺陷资料、基材损伤资料、粒子污染资料 、字母及数字符号资料、及上述任何资料之组合 。18.如申请专利范围第16项所述之侦测系统,其中 上述讯号资料及该讯号参考资料至少包含数个光 谱强度値。19.如申请专利范围第18项所述之侦测 系统,其中上述差异至少包含从该参考讯号资料之 光谱强度値减去该讯号资料之光谱强度値所得之 値。20.如申请专利范围第13项所述之侦测系统,其 中上述至少一光源及该光谱仪位于该制程系统中, 并沿该基材之一传送路径置放。21.如申请专利范 围第13项所述之侦测系统,其中上述光谱仪至少包 含一个以上的镜片,以接收该讯号之该部分,其中 该光谱特征代表该彩色光谱之平均値。22.如申请 专利范围第21项所述之侦测系统,其中上述镜片至 少包含一多广角镜片、一分光镜片、光纤、及上 述任何镜片之组合。图式简单说明: 第1A图所示为典型半导体制程系统之平面图。本 发明使用此种半导体制程系统而带来效益; 第1B图所示为一制程检视系统之高阶系统示意图; 第1C图所示为一处理检视系统之示意图。该处理 检视系统包含本发明耦合至一光学讯号增殖器之 数个光学检视系统,其中该光学讯号增殖器与本发 明使用之接收器联系; 第2图所示为本发明一工厂介面实施例之透视图。 本发明所使用之工厂介面至少包含二个传送组件 及一个接收组件; 第3A-C图为第2图中所示之制程系统的上视图,在密 闭荚式容器承载盘线性移动过程中,显示一基材位 于一承载盘上的各种位置; 第4图所示为本发明一工厂介面实施例之透视图。 本发明所使用之工厂介面至少包含一传送组件及 一接收组件; 第5A-C图为第4图中所示之制程系统的上视图,在密 闭荚式容器承载盘延伸移动过程中,显示一基材位 于一承载盘上的各种位置; 第6图所示为本发明一转送处理室实施例之部分透 视图。本发明之转送处理室实施例至少包含一传 送组件及一接收组件; 第7A-C图为第6图中所示之制程系统实施例的上视 图,在承载盘延伸转动过程中,显示一基材位于一 承载盘上的各种位置; 第8A-C图为第6图中所示之制程系统的上视图,在承 载盘线性移动过程中,显示一基材位于一承载盘上 的各种位置; 第9图所示为一处理室及一盖件之剖面图,以图示 说明一光学检视系统实施例; 第10图所示为一处理室及一盖件之剖面图,以图示 说明一光学检视系统实施例; 第11图所示为一处理室及一盖件之透视图,以图示 说明一光学检视系统实施例; 第12A-C图为第11图中所示之一处理室及一盖件之剖 面图,在承载盘线性移动过程中,显示一基材位于 一承载盘上的各种位置; 第13A-C图所示为一处理室及一盖件之剖面图,以图 示说明一光学检视系统在基材表面扫瞄循序过程 中,显示一基材位于一承载盘上的各种位置; 第14图所示为本发明一基材侦检系统实施例之进 行示意图; 第15图所示为经由一光源照明而图案化之一基材, 其光谱强度分布示意图; 第16图所示为经图案化之一基材,其光谱强度分布 比较示意图; 第17图所示为相对于40秒钟之过蚀刻时间,光谱讯 号特征差异示意图; 第18图所示为以制程中电浆密度改变为基础所得 之蚀刻终点示意图; 第19图所示为各种过蚀刻时间之平均强度値变化 示意图; 第20图所示为连续检视基材所得之-平均强度値 变化的示意图; 第21图所示为蚀刻光阻之剥离时间所得之光谱讯 号特征变化示意图; 第22图所示与一参考基材相比较,强度与剥离时间 之关系图; 第23图所示为在光阻移除后,用以剥杂时间之强度 示意图; 第24图所示为再现性差异与决定系统噪音之关系 图; 第25图所示为用以光谱分析之基材表面的综合示 意图; 第26图所示为一系统之高阶结构实施例的示意图, 该系统系设置以执行粒子侦测及其它制程管理方 法; 第27图所示利用该系统以进行制程管理及粒子侦 测之程式控制方法之流程图;及 第28图所示为用以制程管理及产生制程报告之一 流程图。
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