发明名称 图案化薄膜之高速厚度对映方法及装置
摘要 一种系统被描述允许在图案化半导体晶圆上之层的厚度(或其他性质)之高速、高解析度对映。该系统包含一个以上的分光仪将数个空间位置成像。在一例中,该分光仪包含一个二维CCD成像器,该成像器之一轴测量光谱资料及另一轴测量空间资料。被测试之图案化晶圆的反射或传输光谱藉由在成像分光仪下方(或上方)通过成像分光仪并就连续的数个空间位置取得循序的反射或传输影像而被获得。然后,结果所得的反射或传输地图可在离散的位置被分析以决定该等层在这些位置的厚度或其他性质。
申请公布号 TW498412 申请公布日期 2002.08.11
申请号 TW090116587 申请日期 2001.07.06
申请人 图案计量股份有限公司 发明人 史考特 A 贾梅斯;蓝道尔 S 吉尔斯
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用于测量薄膜之一个以上性质的系统,包含:一光源用于引导光线至该薄膜;一个一维分光仪被组配以接收由该薄膜被反射或透过其上之空间位置的一维图案被传输之光线,并由此为图案中一个以上的空间位置决定反射或传输光谱;一平移机构被组配以针对分光仪或分光仪与光源相对地平移该薄膜;以及一处理器被组配以(a)沿着该薄膜就数个一维图案之空间位置获得分光仪反射或传输光谱;(b)总合这些反射或传输光谱以就该薄膜之二维区域获得反射或传输光谱;以及(c)由其决定薄膜之一个以上的性质。2.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该分光仪被组配以沿着第一与第二空间维度提供1mm或更好的解析度。3.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该区域之反射或传输光谱具有1mm或更好的空间解析度。4.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该平移机构被组配以将支撑该薄膜之平台相对于该分光仪或相对于该分光仪与光源移动。5.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该平移机构被组配以将该分光仪或将分光仪与光源相对于支撑该薄膜之平台移动。6.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定该层之一个以上的所欲测量位置决定该层之一个以上的性质。7.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以藉由就该二组区域分析至少一部分反射或传输光谱而至少将一部分一个以上的所欲测量位置定位。8.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以藉由比较模型化之反射或传输光谱与在围绕一位置的区域之上或之内的实际反射或传输光谱而决定该位置之一个以上的性质。9.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以改变该实际反射或传输光谱之模型化假设或位置直至该实际反射成传输光谱与模型化反射或传输光谱为在预设容差内为止。10.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定薄膜厚度。11.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定一光学常数。12.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定掺杂密度。13.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定折射系数。14.如申请专利范围第6项所述之系统,其中该处理器被组配以在一个以上的所欲测量位置决定消光系数。15.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该平移机构与用于制造半导体微电子产品的设备被整合。16.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该分光仪被组配以就成为线条形状的空间位置之一维图案决定反射或传输光谱。17.如申请专利范围第16项所述之系统,其中该线条为线性。18.如申请专利范围第16项所述之系统,其中该线条为非线性。19.如申请专利范围第16项所述之系统,其中二维区域之反射或传输光谱系由连续线条之反射或传输光谱被总合而成。20.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该分光仪被组配以透过一无线介面通讯反射或传输光谱至该处理器。21.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该分光仪被组配以透过一有线介面通讯反射或传输光谱至该处理器。22.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该分光仪被组配以透过一条以上的通讯链结通讯反射或传输光谱至该处理器。23.如申请专利范围第1项所述之系统,其中该一维成像分光仪被组配以透过该薄膜上空间位置之数个一维图案来接收被反射或传输之光线,并就该图案中一个以上的空间位置为每一此图案决定一反射或传输光谱,该分光仪被组配沿着第一与第二空间维度二者提供1mm或更好的解析度。24.一种用于测量薄膜之一个以上性质的方法,包含:接收由该薄膜被反射或透过其上之空间位置的一维图案被传输之光线,并由此为图案中一个以上的空间位置决定反射或传输光谱;就该薄膜上额外一维图案之空间位置获得反射或传输光谱;总合这些反射或传输光谱以就该薄膜之二维区域获得反射或传输光谱;以及决定薄膜之一个以上的性质。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中该区域之反射或传输光谱具有1mm或更好的解析度。26.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定该层之一个以上的所欲测量位置决定该层之一个以上的性质。27.如申请专利范围第26项所述之方法,进一步包含藉由就该二维区域分析至少一部分反射或传输光谱而至少将一部分一个以上的所欲测量位置定位。28.如申请专利范围第26项所述之方法,进一步包含藉由比较模型化之反射或传输光谱与在围绕一位置的区域之上或之内的实际反射或传输光谱而决定该位置之一个以上的性质。29.如申请专利范围第28项所述之方法,进一步包含改变该实际反射或传输光谱之模型化假设或位置直至该实际反射或传输光谱与模型化反射或传输光谱为在预设容差内为止。30.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定薄膜厚度。31.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定一光学常数。32.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定掺杂密度。33.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定折射系数。34.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含在一个以上的所欲测量位置决定消光系数。35.如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含沿着线条形状之薄膜的连续空间位置之一维图案获得反射或传输光谱。36.如申请专利范围第35项所述之方法,其中该线条为线性。37.如申请专利范围第35项所述之方法,其中该线条为非线性。38.如申请专利范围第35项所述之方法,进一步包含总合连续线条之反射或传输光谱而形成二维区域之反射或传输光谱。39.如申请专利范围第38项所述之方法,进一步包含透过该薄膜上空间位置之数个一维图案来接收被反射或传输之光线,并就该图案中一个以上的空间位置为每一此图案决定一反射或传输光谱。40.一种用于测量薄膜之一个以上性质的系统,包含:一设施用于引导光线至该薄膜;一设施用于接收由该薄膜被反射或透过其上之空间位置的一维图案被传输之光线,并由此为图案中一个以上的空间位置决定反射或传输光谱;一设施用于针对分光仪或分光仪与光源相对地平移该薄膜;以及一设施用于(a)沿着该薄膜就数个一维图案之空间位置获得分光仪反射或传输光谱;(b)总合这些反射或传输光谱以就该薄膜之二维区域获得反射或传输光谱;以及(c)由其决定薄膜之一个以上的性质。41.一种用于测量薄膜之一个以上性质的方法,包含:一步骤用于引导光线至该薄膜;一步骤用于接收由该薄膜被反射或透过其上之空间位置的一维图案被传输之光线,并由此为图案中一个以上的空间位置决定反射或传输光谱;一步骤用于就该薄膜上额外一维图案之空间位置获得反射或传输光谱;一步骤用于总合这些反射或传输光谱以就该薄膜之二维区域获得反射或传输光谱;以及步骤用于决定薄膜之一个以上的性质。图式简单说明:第1图显示依照本发明之系统的一第一实施例。第2图详细地显示第1图之实施例的光学系统。第3图显示依照本发明之系统的一第二实施例。第4图显示依照本发明之方法的一实施例。第5A图为一半导体晶圆例子的顶端图显示所要的测量位置。第5B图为一半导体晶圆例子的侧面图显示堆叠的层,每一层以一个以上的外貌被组配。第6A图显示依据本发明之一系统的商用实施例。第6B图显示第6A图之系统的光学路径之层面。第7图显示一半导体晶圆之表面上位置之反射光谱例子。第8图显示第6A图之系统的光纤束的断面。第9图显示就第6A图之各别层被捕取的资料。第10图显示围绕所欲测量位置之区域,其中媒配在第6A图之系统中被实施。第11图为第6A图之系统的操作方法之流程图。
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