发明名称 藉由结合多制程检视技术以监视内含基材制程的方法及设备
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。更特定言之,本发明系揭露一种半导体制造设备中藉由结合多制程检视技术以监视内含基材制程的方法及设备。本发明一态样中,一光学检视系统至少包含一光源及一光学接收装置(如:一电荷耦合元件(CCD)),以照明及检视一基材之各种光学特征讯号。其中,数个光学检视系统位于一丛集工具环境中,以在制程阶段期间收集光学资料。该数个光学检视系统会形成一监视系统以决定基材制程及绕行状态。
申请公布号 TW511214 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW090124771 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 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
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 1.一种基材制程系统,该系统至少包含:一前端环境,具有至少一前端机器人于其中;一传送处理室,连接至该前端环境,并具有一传送机器人于其中;至少一处理室,以连接至该传送处理室;一第一光学检视系统,位于该前端环境中,并用以执行一第一基材检视处理;及一第二光学检视系统,用以在该第一基材检视处理得到一预定结果后,执行一第二基材检视处理。2.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述预定结果的选出用以指定可能存在于基材上、但不希望获得的拓朴型态。3.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述前端机器人用以传送基材于该第一及第二光学检视系统之间。4.如申请专利范围第3项所述之系统,其中上述前端机器人为一荚型负载器,以移动该基材进入或移出一晶圆容纳盒。5.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述前端机器人用以传送基材进入该第一光学检视系统之一光学路径中。6.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述至少一处理室至少包含一制程处理室及一伺服处理室之至少一者。7.如申请专利范围第1项所述之系统,其中更包含一真空阻绝处理室,其位于该前端环境及该传送处理室之间,其中该第一光学检视系统之一传送器单元面该真空阻绝处理室。8.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该系统更包含一度量衡单元,其位于该前端环境中且包含该第二光学检视系统。9.如申请专利范围第8项所述之系统,其中上述第一光学检视系统位于该前端环境中,且更包含位于该传送处理室上的一第三光学检视系统。10.如申请专利范围第9项所述之系统,其中上述第一及第三光学检视系统至少包含一用以发出一光学讯号的传送器单元、及一用以接收该光学讯号之至少一散射部份的接收器单元。11.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一电荷耦合元件(CCD)摄相机、一光谱仪、及一光学特征辨识(OCR)摄相机之至少一者。12.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一传送器单元及一接收器单元。13.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一至少用以传送一光学讯号至位于一前端机器人上一基材的传送器单元、及至少一用以接收该光学讯号之至少一散射部份的接收器单元之至少一者。14.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一该传送器单元及一光谱仪单元,该光谱仪单元用以收集该传送器单元传送之一光学讯号的至少一散射部份及反射部份。15.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一及第二光学检视系统用以收集一基材状态之相关资料,该基材状态之相关资料至少包含:基材反射率资料、反射资料、光谱资料、三维影像资料、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。16.如申请专利范围第1项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含:一第一光源,其位于一第一位置且用以沿着第一光学路径产生一第一讯号,该第一光学路径位于相对于一基材传送平面之一第一锐角处,而该基材传送平面由一移动之该前端机器人所界定;一第二光源,其位于与该一第一位置不同的一第二位置上用以沿着第二光学路径产生一第二讯号,该第二光学路径位于相对于该基材传送平面之一第二锐角处,其中在检视一基材时,该第一及第二光源用以对应于另一者选择性操作;及一接收器单元,其位于该第一光源及第二光源之间,且位于沿一垂直于该基材传送平面之一轴上,其中该接收器单元用以接收沿着该传送平面移动之基材的一散射光及反射光之至少一者。17.如申请专利范围第16项所述之系统,其中该系统更包含一连接至该接收器单元之讯号处理单元,该讯号处理单元用以执行下列步骤:产生该基材之讯号特征资料,以代表该第一及第二讯号部份之特征;处理该第一及第二讯号部份之讯号特征资料,以取得一第一讯号影像及一第二讯号影像;及产生该基材表面之三维影像,使用该第一及第二讯号影像达成之。18.如申请专利范围第17项所述之系统,其中上述讯号特征资料至少包含反射强度値、光谱强度値、及上述任何讯号特征资料之组合之一者。19.如申请专利范围第17项所述之系统,其中上述讯号处理单元更用以对该三维影像与一三维参考影像进行比对。20.一种检视一系统中一基材之方法,该系统至少包含一前端环境、一传送处理室、至少一连接至该前端环境及至少一真空阻绝处理室的真空阻绝处理室、及连接至该传送处理之至少一真空处理室,该方法至少包含下列步骤:执行一基材之一第一检视处理,使用一第一检视系统而达成;及如果执行该第一检视处理而产生一预定结果,执行该一基材之一第一检视处理,使用一位于一度量衡单元上的第二检视系统而达成,其中该度量衡单元连接至该前端环境。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述该第一检视处理至少包含一第一光学解析度之光学分析,而该第二检视处理至少包含一第二光学解析度之光学分析,其中该第二级光学解析度高于该第一级光学解析度。22.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述第一及第二光学检视系统用以收集一基材状态之相关资料,该基材状态之相关资料至少包含:基材反射率资料、反射资料、光谱资料、三维影像资料、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。23.如申请专利范围第20项所述之方法,其中更包含一位于该前端环境中的机器人传送该基材于该第一及第二光学检视系统之间的步骤。24.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述基材之第一检视处理至少包含下列步骤:在该基材移动通过该前端环境期间时,从一传送器单元传送一光学讯号至该基材之一表面上;及使用一接收器接收该光学讯号之散射部份及反射部份的至少一者。25.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述基材之第一检视处理至少包含下列步骤:该基材在至少一真空阻绝处理室与该前端环境间之移动期间,从一传送器单元传送一光学讯号至该基材之一表面上;及使用一接收器接收该光学讯号之一散射部份。26.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述基材状态之相关资料至少包含:基材位置资料;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;基材支撑组件及位于其上之一基材的粒子污染资料;字母及数字符号特征资料;机器人操作资料;该机器人、该传送器单元、及该接收器之校准资料;及上述任何资料之组合。27.一种基材制程系统,该系统至少包含:一前端环境;一传送处理室,其中具有一传送机器人;至少一真空阻绝处理室,位于该前端环境与该传送处理室之间,用以提供一基材传送之通道;数个真空处理室,连接至该传送处理室;一第一光学检视系统,位于该前端环境及该传送处理室之至少一者中,以执行该基材之第一检视处理;一第二光学检视系统,连接至该前端环境;在执行该第一检视处理而产生一预定之结果时,执行该基材之第二检视处理;及一前端机器人,位于该前端环境中,以传送该基材于该第一及第二光学检视系统之间。28.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一及第二光学检视系统用以收集一基材状态之相关资料,该基材状态之相关资料至少包含: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、字母及数字符号资料、及上述任何资料之组合。29.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述预定结果的选出用以指出基材上一可能为不希望获得的拓朴型态。30.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述前端机器人用以传送基材进入该第一光学检视系统之一光学路径中。31.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述数个真空处理室之至少一者至少包含一制程处理室或一伺服处理室。32.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一传送器单元及一接收器单元,以收集该传送器的讯号。33.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一电荷耦合元件(CCD)摄相机、一光谱仪、及一光学特征辨识(OCR)摄相机之至少一者。34.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一传送器单元及一接收器单元,其中该传送器单元面向该真空阻绝处理室之一开缝闸门开孔处。35.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含一传送器单元及一接收器单元,其中该前端机器人包含一基材支撑组件,该基材支撑组件用以置放一基材于该传送器之一光学路径中。36.如申请专利范围第27项所述之系统,其中上述第一光学检视系统至少包含:至少一传送器单元,以传送一讯号至位于该前端机器人上的一基材上;及至少一接收器单元,以接收该讯号之一散射部份。37.如申请专利范围第27项所述之系统,其中该系统更包含一位于该传送处理室上的第三光学检视系统。38.如申请专利范围第37项所述之系统,其中上述第三光学检视系统至少包含一用以发出一讯号的传送器单元,该讯号通过形成于一传送处理室盖件内部的埠而至一基材传送平面上,该基材传送平面由该传送处理室之一支撑组件界定之。39.如申请专利范围第37项所述之系统,其中上述第一及第三光学检视系统至少包含一用以产生一光学讯号的传送器单元、及一用以接收该光学讯号之一散射部份的接收器单元。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,用以剥离时间之强度示意图;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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