TW569369B - Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers - Google Patents

Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers Download PDF

Info

Publication number
TW569369B
TW569369B TW091134106A TW91134106A TW569369B TW 569369 B TW569369 B TW 569369B TW 091134106 A TW091134106 A TW 091134106A TW 91134106 A TW91134106 A TW 91134106A TW 569369 B TW569369 B TW 569369B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
patent application
scope
optical
light source
Prior art date
Application number
TW091134106A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200409258A (en
Inventor
Ofer Du-Nour
Yaron Ish-Shalom
Original Assignee
Tevet Process Control Technolo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tevet Process Control Technolo filed Critical Tevet Process Control Technolo
Application granted granted Critical
Publication of TW569369B publication Critical patent/TW569369B/zh
Publication of TW200409258A publication Critical patent/TW200409258A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/245—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using a plurality of fixed, simultaneously operating transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56—Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/265—Contactless testing
    • G01R31/2656—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2831—Testing of materials or semi-finished products, e.g. semiconductor wafers or substrates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

569369 玖、發明說明 (發月說月應欽a月·發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關一種測量於半導體晶圓之應力之方法及 裝置，特別但非排它地係於整合操作或裝置測量半導體晶 圓之應力及厚度。 L· Jtur 發明背景 半導體晶片製造方法通常係涉及形成矽晶圓，然後進 10行系列操作，其大致上涉及增加多層以及選擇性去除多 層俾建立晶片功能。 層厚度及層應力為於矽晶圓製造過程之各階段對矽晶 圓所作之兩種測量。特別於半導體晶圓製造方法，有數個 步驟，该等步驟中，介電層沉積於石夕晶圓上作為前述製程 15 順序之一部分。 於沉積後，測試該層之數種性質，俾證實層本身之品 貝以及儿積處理品質。通常係分開以不同方式測量厚度及 應力。兩項測量延長處理時間’目而縮短處理之產出量， 也造成配合該項處理需要的樓板空間增加。 20 有關厚度測量方面，PCT專利申請案第W0 〇〇1295 說明一種稱作為TMS之測量系統，該系統使用由晶圓^ 各層内部多點之反射光束來作透明層特別光阻劑層厚肩 測量。該測量典型係轉換成頻率領域，由頻率領域可相 準確地決定光阻劑層厚度。該項測量快速簡便。 6 569369 玖、發明說明 轉向應力測量，當薄膜沉積於基板例如半導體晶圓上 時，機械應力累積於薄膜及基板上。應力可能造成晶圓彎 曲，以及誘生裂縫、空隙、突起形成及薄膜剝離，結果導 致產出量的減少及可靠度的降低。 5 發展出一種薄膜沉積於基板如半導體晶圓時測量應力 程度之已知方法，涉及測定沉積該層前，測量晶圓整體之 彎曲度，儲存測量結果，然後於沉積該層後再度測量彎曲 度。 %曲度之測i可使用由晶圓反射之雷射或更常見為單 10色光束用於測量淨曲率半徑R。應力程度可藉已知公式測 定： 應力 EDs2
6(l-V)DfR 此處 E -基板之洋氏模量 15 v=基板之柏森比， Ds=基板厚度， R二淨曲率半徑， Df=薄膜厚度。 由於厚度測量與應力測量採用的弁、居τ上 九源不相容，同時於 沉積層之前必須進行應力測量之第一邱八 ' 〇刀，因而排除厚度 分 與應力測量的整合。通常兩種測量於時間上八 刀開且使用 開的測量裝置進行測量。 明内容】 發明概要 20 569369 玫、.發明說明 根據本發明之第一特色，如此提供一種測量晶圓性質 之裝置，該裝置包含·· 至少一單色光源，其係用以產生單色光供導引至晶圓， 至 > 第以及一第二光束導向器，個別係以光學方 式結合單色光源，用以導引單色光束呈個別實質平行光束 朝向aa圓其各自撞擊晶圓平坦面上之個別位置，第一光 束導向器係設置成可導引個別光束實f上取中於平坦面中 央，以及第二光束導向器係設置成可導引個別光束朝向中 心向外方向，以及 一光學處理器’其㈣置成可接受各光束之反射以及 處理各反射光，由其中獲得各反射光間之光學差異，該光 本差異係指不晶圓之彎曲度。 為裝置較佳包含-種測量模式開關，其係用以介於晶 圓彎曲度之測量與另一種性質之測量間切換。 該裝置較佳包含-輸出裝置，該輸出裝置係以可工作 方式結合光學處理器用以輸出晶圓之應力指示’該項指示 係基於變曲度。 光束V向裔較佳包含光學頭，其係用以接收來自單色 光源之光’且將邊光源呈光束導引至晶圓。 光學頭較佳可工作而接收來自晶圓之反射，且導引反 射至光學處理器。 較佳第一光束導向器係設置成可導引光實質垂直撞擊 平坦面。 較佳至少該第二光束導向器係設置成可導引光實質斜 8 569369 玖、發明說明 向撞擊平坦面。 較佳光學處理器包含干涉計。 較佳干涉計可操作而產生光束間之干涉樣式，光學差 異為光束間之路徑差異。 5 較佳干涉計為麥克森(Michelson)干涉計。 較佳光學處理器包含一光束反射器以及複數個導波管 ’光束反射器係設置成可將來自平坦面之偏轉反射反射至 導波管，讓偏轉強度係依反射角度之函數變化方式而以差 異方式分佈於各導波管間。 10 較佳光學處理器進一步包含於各個導波管測量光強度 之強度測量器，光學差異為於導波管上之強度分佈差異。 較佳光束反射器為偏軸拋物面反射器。 較佳單色光源包含雷射。 裝置較佳包含應力決定單元，該應力決定單元可操作 15 俾使用下述關係式決定來自彎曲之應力程度。 應力=一，
6(1 -v)tR 此處 E=晶圓之洋氏模量， v二晶圓之柏森比，
Ds=晶圓厚度， 20 R二由彎曲度演算得之淨曲率半徑，以及
Df=沉積於晶圓上之薄膜厚度。 較佳另一項性質為厚度，該裝置進一步包含一白光源 ’各光束導向器包含一第一光學開關俾介於白光源與單色 9 569369 玖、發明說明 光源間作選擇。 該裝置較佳包含-第二光學處理器以及至少一第二光 學開關，該第二開關係設置成可介於第一光學處理器與第 二光學處理n間作選擇俾導引反射光至選定之光學處理器。 5 較佳第二光學處理器包含光譜儀。 車乂佳第一及第二光學開關可一起控制，俾以第一光學 處理為邊擇單色光源，而以第二光學處理器選擇白光源。 裝置較佳包含一富立葉轉換裝置連結於光譜儀，用以 將光瑨儀之輸出轉換成頻率領域，因而獲得晶圓上至少一 10 沉積層之層厚度資訊。 根據本發明之第二特色，提供一種供測量晶圓之層厚 度及彎曲度之整合測量裝置，該裝置包含： 一單色光源， 一白光源， 15 一第一開關，其係於白光源與單色光源間切換， 複數個光束導向器，其係用以導引來自經過切換光源 之光至一半導體晶圓上， 第一光學處理器，其係對來自晶圓之反射光進行光 譜處理， 20 一第二光學處理器，其係用於處理反射光俾決定晶圓 之彎曲程度，以及 一第二光學開關，俾將來自晶圓之反射光介於第一光 學處理器與第二光學處理器間切換。 較佳第一光學處理器為光譜儀，第二光學處理器為干 10 569369 玖、發明說明 涉計。 較佳第一光學處理器為光譜儀，以及第二光學處理器 包含 一反射器’其係用以偏轉來自晶圓之反射光， 5 —系列導波管’其係設置成可截取經偏轉之光線，因 此來自晶圓之光之不同反射角度係指示不同導波管分別獲 得最大光強度。 光強度偵測裔’其係結合各個導波管俾偵測各導波管 之光強度，因而決定何者導波管有最大強度，以及由該導 10 波演算出由晶圓之反射角度。 該裝置較佳包含一應力計算器，該應力計算器係以可 操作方式結合第二光學處理器，用以計算晶圓應力指示而 該指示係以彎曲度為基準。 較佳光導向器包含光學頭，光學頭可操作而接收來自 15晶圓的反射，且導引反射光至第二光學開關。 較佳干涉計為麥克森干涉計。 較佳光束反射器為拋物面反射器。 較佳單色光源包含雷射。 衣置較佳包含應力決定單元，該應力決定單元可操作 俾使用下述關係式決定來自彎曲之應力程度。 應力=一^，
6(l-v)tR 此處 晶圓之洋氏模量， v=晶圓之柏森比， 11 569369 玖、發明說明
Ds==晶圓厚度， 由彎曲度演算得之淨曲率半徑 D产沉積於晶圓上之薄膜厚度。
一沉積層之層厚度資訊。 一萄立葉轉換裝置連結於光譜儀，用 換成頻率領域，因而獲得晶圓上至少 才據本^明之第三特色，提供一種使用一種整合測量 裝置測量於石夕晶If]夕@上 里、7日日圓之應力之方法，該方法包含·· 於一單色光源切換俾產生至少二單色光束， 由一晶圓表面反射該至少二光束，—第一光束係來自 日曰圓之中區’以及一第二光束係來自晶圓之周邊區， 決定反射光束性質， 比較測得之反射光束性質，俾藉此決定晶圓之彎曲程 度，以及 15 由該彎曲程度計算晶圓之應力程度。 較佳該等性質為反射光束之光徑長度。 較佳該決定及比較包含： 建立起反射間之干涉樣試，以及 分析該干涉樣式。 20 較佳該決定及比較包含測量及比較個別光束之反射角。 較佳該方法進一步包含使用如下關係式由彎曲程度決 定應力程度 應力=
12 569369 玖、發明說明 其中 E==晶圓之洋氏模量， v==晶圓之柏森比， DS=晶圓厚度， 5 由彎曲度演算得之淨曲率半後， 沉積於晶圓上之薄膜厚度。 較佳光束為雷射光束。 較佳單色光源為雷射光源。 較佳該方法進一步包含使用麥克森干涉計 比較。 進行測定及
10 晶圓整合
根據本發明之第四特色，提供一種於半導體 應力與厚度之測量之方法，該方法包含·· 介於白光源與單色光源間作選擇， 以該白光源： 照射一半導體於單點， 接收來自該單點之反射光， 使用轉換而以光譜分析反射光， 由該分析導出層厚度， 以該單色光源： 由-晶圓表面反射該至少二光束，一第—光束係來自 20晶圓之中區，以及一第二光束係來自晶圓之周邊區， 決定反射光束性質， 比較測得之反射光束性質，俾藉此決定晶圓之彎曲程 度，以及 由該彎曲程度計算晶圓之應力程度。 13 569369 玖、發明說明 合光束形成器配置用以照射晶圓。 較佳該整合光束形成器配置包含複數個光學頭其也可 用於接收來自晶圓的反射。 圖式簡單說明 5 為了更進一步暸解本發明且顯示如何實施本發明，現 在參照附圖純脆舉例說明，附圖中： 第la圖為層狀晶圓產物之簡化圖， 第1 b圖為第1圖之層狀晶圓產物於後期製造階段之簡 鲁 化圖， 10 第2圖為簡化射線圖，說明光反射如何用以於層狀晶 圓產物獲得層厚度資訊， 第3圖為於半導體晶圓生產線基於反射之測量裝置结 合化學氣相沉積（CVD)工具之簡化示意圖， 第4圖為經由測量塗覆以光阻劑之半導體晶圓所得波 15 長相對於強度之典型線圖， 第5圖為經由對第3圖之線圖進行富立葉轉換所得能譜 · 或強度譜， 第6圖為使用第3圖之裝置用於另一半導體晶圓之波長 ， 相對於強度之典型線圖， · 20 第7圖為經由對第6圖之線圖進行富立葉轉換所得能譜 或強度譜， 第8圖為根據本發明之第一具體實施例之測量裝置之 概略方塊圖， 第9圖為簡化示意圖，顯示根據本發明之一具體實施 15 569369 玖、發明說明 例之彎曲度測量， 第9a圖為射線圖，說明曲率半徑之計算， 第10圖為簡化示意圖，顯示根據本發明之另一具體實 施例之彎曲度測量裝置， . 5 弟11圖為用於本發明之具體實施例之光學頭之簡化示 意代表圖， 第12圖為根據本發明之一具體實施例之測量裝置之簡 化方塊圖， Φ 第13圖為簡化射線圖，顯示來自晶圓平行區之反射光 10 束，以及 第14圖為簡化射線圖，顯示來自晶圓傾斜區之反射光 束。 ί：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 15 有關本發明之介紹，pct專利申請案第wo 0012958號 之測量方法細節討論如後。 ^ 現在參照第1A圖，其為簡化圖，顯示矽晶圓於製造過 程中間階段之剖面圖。矽晶圓2有二氧化矽層附著其上。 〜 第1A圖中，二氧化矽層4為均勻，只須作單次測量來測定 · 20 層厚度。 現在參S?、第1B圖，其為簡化圖，顯示另一石夕晶圓於製 造過程另一階段之剖面圖。第1B圖中，晶圓2包含一系列 金屬結構6以及連續二氧化矽層1 〇。TMS測量系統（容後詳 述）特別適合用於測量透明薄膜厚度。此種情況下，由於 16 569369 玖、發明說明 較佳該等性質為反射光束之光徑長度。 較佳該決定及比較包含： 建立起反射間之干涉樣試，以及 分析該干涉樣式。 · 5 較佳該決定及比較包含測量及比較個別光束之反射角。 較佳該方法進一步包含使用如下關係式由彎曲程度決 ' 定應力程度 應力=」D2 ， ^
6(1 -v)tR 其中 E二晶圓之洋氏模量， 10 v=晶圓之柏森比，
Ds=晶圓厚度， R=由彎曲度演算得之淨曲率半徑，以及 t=沉積於晶圓上之薄膜厚度。 較佳該方法進一步包含由雷射光源獲得單色光束。 15 較佳該方法進一步包含使用麥克森干涉計進行測定及 · 比較。 較佳該方法進一步包含介於白光源與單色光源間作光 ·· 學切換。 較佳該方法進一步包含介於光譜儀與干涉計間作光學 20 切換。 較佳該方法進一步包含控制光學切換，因此光譜儀係 選用白光源，以及干涉計係選用單色光源。 較佳該方法進一步包含將來自任一光源之光切換至整 14 569369 玖、發明說明 屬…構6故一氧化矽層1 〇於不同位置有不同厚度。因 :H 圓_別二種不同層厚度^七。前述厚度差異於 習知測量系統未能準確測量。但TMS系統可測量施用至晶 圓各層或被去除之晶圓各層之此種厚度變化。此外，該測 里係原位即日t進行。後文有關TMS製程操作之基本理論將 有助於瞭解如何達成此項目的。 現在芩照第2圖，其為簡化射線圖，顯示光線以某個 角度入射有不同折射率之一系列多層。 第2圖中包含三透明層〇，丨及2之材料接受光輻射。入 射線12½擊第一層邊界14而分成反射線16及折射線18。折 射線18撞擊第二層邊界2〇且再度分束。本次只顯示反射線 22。當折射線22撞擊第一邊界14時，折射束再度折射而構 成第三折射線24。 已知若干使用多波長光之反射樣式來測量透明薄膜厚 15度之方法。當第2圖所示光束為單色（單一波長）光束時，該 光束到達透明薄膜，部分光束由上表面（層〇/層1界面）反射 以及部分光束由底面（層丨/層2界面）反射。 以數學式表示第2圖所示： 又為光波長； 20 Φ。為入射光（以及層0/層1界面之反射光）之相角： Φο+Φ!為由層1/層2界面反射光之相角； r01為層0/層1界面之反射係數； r12為層1/層2界面之反射係數；以及 I為入射光強度 17 569369 玖、發明說明 1=10 cos (2 7Γ ct/ λ +φ〇) (方程式 1) 此處Ι〇為最大強度振幅以及C為光速。 對於垂直到達薄膜表面之光而言，由頂面及底面反射 之反射係數為： 5 r〇i=(n1-n〇)/(n1+n〇) r12=(n2-ni)/(n2+n1) (方程式 2) 其中η〇、η〗、n2分別為層〇、1及2之折射率。 由上表面反射光干擾底面反射光，獲得總反射係數R ，總反射係數R為層厚度、光波長及層折射率之函數。此 種可以眾所周知之富倫納（Frenel)方程式表示。 10 R=(r〇l2+ri22+2 ^111200820 0/(1+^1^12^210^1200820^ (方程式3) 此處： Φ λ=2 π Πχάχ! λ (方程式4) 此處· 山一層厚度。 以多波長光（白光）照明薄膜，測量於各個波長（久）之 反射比，獲得R呈又之函數，亦即R(又）。 使用一大點多波長光照明有複雜（換言之橫向變化）地 形之晶圓產品，造成反射束為個別厚度分開反射的組成。 R( λ 5dl5 ... ,dn)= Σ i (r(I.1)?I2+ri(I+1)2+2 ri(I+1)C0S2 2〇 Φ i)/ (1+Γ(!.ΐ)?Ι2 ri(I+i)2+2(i.i)?Iri(I+1)cos2 Φ {) (方程式 5) 經由簡單數學運算，可表示反射係數為： (方程式6)
R(l9di,...dn)— Σ i[l·Α/(l+B Cos(2 0j))] 此處·
Ai=(l-r(I.1)?I2)(l-ri(I+1)2)/(l+r(I.1)?I2ri(I+1)2) 18 569369 玖、發明說明 广 r(i-i),iri(I+1)/(l+r 2 2 U'1^1 ri(I+l)) 應用反射係數頻率分 干刀解方式，可獲得各個自變數（Φί) ’設該層折射率為已知 ，由方程式3及4，可決定層厚度。 另外右層厚度為已知，則可決定層折射率。 有數種進行料分解m巾數種提示如後·· 數學分解 υ正交轉換方法家族例如富立葉轉換，
2) 基於最大可能性原理之方法家族， 3) 基於參數模式之方法家族， 10 4)次空間分解法家族。 電學分解： —電性頻率渡波器廣用於電力系統。此種滤波器用來界 疋於頻率領域之窗，且輸出於該窗範圍内之輸入信號組成 之振幅。反射信號（轉成電信號）通過一組濾波器或通過具 15有可變頻之單一濾波器，可獲得所需分解。
現在參照第3圖，其為簡化方塊圖，顯示測量半導體 基板上之透明層厚度變化之配置。測量配置係安裝於化學 氣相沉積（CVD)工具上。沉積腔室20包含一夾頭22用以接 納晶圓W，一控制器24用以控制沉積參數，俾使用化學反 20 應沉積二氧化矽層28。 如第3圖所示’該裝置進一步包括照明裝置3 〇，用以 以帶有多重波長之光束（白光束）照明光阻劑塗層，以及一 偵測器32，用以對各波長偵測由二氧化矽反射之光強度。 較佳偵測器32係連接至光電二極體陣列光譜分析器。光譜 19 569369 玖、發明說明 刀析為可偵測某種波長範圍之干涉樣試，且使用前文列舉 之方程式’獲得層厚度資料。 10 15 為了獲得晶 圓上多於一點之厚度或折射率資訊，可設 :多個價測頭31於晶圓上方不同位置。Μ頭31之輸處較 、，夕工化用以送至光譜分析器32，例如藉機械方式介於 各光纖間切換。如此可由晶圓之不同位置獲得資料。 照明裝置較佳係以任一種適當方式例如透過光纖％施 加白光束至安裝於晶UW上方之光學頭31，^ 4匕當晶圓旋 轉時投射光束至晶UW之二氧切塗層上。由光阻劑塗層
之反射光係以任-種適當方式例如透過另一光纖38導引至 光譜分析器34 ’藉此對各波長侧二氧化石夕之反射光強度。 光言f分析H34之輸出較佳饋至處理器4() ’處理器扣係 根據前述基本運算理論處理輸出，且顯示輸出於螢幕以 此外處理為40之輸出也可例如用作為回授輸人，回授輸 入用以控制二氧化矽層28之施用於晶圓w。
較佳光束30夠大而可至少覆蓋載運晶圓w之複數模具 之至少一個完整模具。使用此種夠大而可覆蓋-個完整模 /、或夕個模具之光束，可提供多項優點。例如較佳確保偵 測器3 2摘測得之組合反射光於各次測量間實質不會改變， 20不受確切測量位置差異的影響。此外，光點尺寸大增加光 學頭收集的信號，如此也提高偵測速度。 現在參照第4圖’其為簡化線圖，說明一組典型測量 值之波長對振幅，涉及模擬前述處理過程，應用於塗覆有 光阻劑塗層之晶圓，其於不同點有兩種不同厚度d )， 20 569369 玖、發明說明 例如由於蝕刻操作社要 。果而有不同厚度。第4圖說明反射比 係數咖之和R呈厚度_2以及波長之函數。該例中， dl 〇·95#米’d2=：1·25微米以及f(分開信號強度比）=1。 —現在參照第5圖’其為簡化線圖，顯示已經應用富立 葉轉換之第4圖資料，姑^ 、 換δ之富立葉轉換應用至界定總反 射L富立葉轉換對信號頻率產生-系列富立葉係數 由此可對個別信號頻率決定透明薄膜厚度。如第5圖所 不’兩種光阻劑塗展厘 i «与度產生兩個相當不同的尖峰，各 表示其中一種厚度之相關頻率。
10 15 現在參知第6及7圖，其為簡化線圖，說明前述系統如 何用來測量彼此疊置之兩層厚度。 。第6圖顯不來自晶圓之反射信號之強度對波長，該晶 圓π有金屬線圖案，由金屬間電介質於二氧化矽（氧化矽） 设蓋。兩種氧化厚度存在於一測量點附近： 1)金屬線頂上氧化物，具有d2=1556奈米，以及 2)先前沉積之電介質頂上氧化物，厚度山=722奈米。 第7圖說明類似前述藉頻率轉換處理後接收得之信號 結果顯示d2&d1+d2相關頻率尖峰。
20 現在參照第8圖，其為簡化方塊圖，顯示根據本發明 之第一具體實施例之整合測量裝置。第8圖中整合測量裝 置50包含厚度測量元件及應力測量組成元件，以及兩種測 量元件及切換元件之常見元件。 首先考慮應力測量元件，單色光源典型為雷射52，產 生單色光導引至晶圓54。光學頭配置56包含至少二光學頭 21 569369 玖、發明說明 ’用以導引來自雷射錢52之光呈—系列平行光束朝向晶 圓54之不同部分。較佳光束之一被導引朝向晶圓中區，第 二光束被導引朝向晶圓周邊。 較佳光學處理器58係設置成接收各光束之反射俾處理 5各反射，由此處理獲得反射間之光學差異，典型為相差$ ' 光住長度差。相差通常指示晶圓54彎曲。另外光學差異為 ^ 反射角差異。如-般瞭解，反射角指示晶圓面於各個試驗 位置之相對角度，適當分析可決定彎曲程度。 · 現在麥照第9圖，其為簡化示意圖，顯示供測量相差 1〇指示晶圓彎曲程度用之配置之進一步細節。晶圓6〇因應力 而彎曲，晶圓60設置於光學頭62及64下方，讓光學頭_ 質上位於晶圓中區上方，光學頭64實質上位於晶圓周邊區 上方。須瞭解光學頭並非必要位於晶圓中區及周邊區上方 仁由於後述决疋應力之方程式只需要曲率半徑，曲率半 15 徑可單純經由知曉個別光學頭間距獲得。 晶圓係由各個光學頭照射，因此各光束實質上遵照相 · 同光徑長度，但因晶圓彎曲而有差異標示為γ。假設γ小 於光波長，則光束間相位差之測量可獲得γ，由γ可算出 ： 晶圓曲率半徑。 ^ 20 現在參照第％圖，其為說明曲率半徑計算之射線圖。 導出R值之正式及何方案顯示於第9a圖如後： R=2LXh， —Xd， 此處L =光束光徑長度， 22 569369 玖、發明說明
Xh ’則里中點與周邊點間距。 Χα —來自被施加庫力曰圓 屬刀日日0之反射光束位移。 如第9a圖所示，曲率半徑R可以下式算出·· R=Y2+Xh2 ， ~~2Ϋ~， 5 此處Y =於測量中點切片之晶圓距離
Xh =測量中點與周邊點間距。
現在回頭參照第8圖，處理器7〇連接至光學處理器Μ 、’鼻出曲率半徑，因而算出晶圓應力。光學處理器巧較： 1為干涉計。當反射光束到達干涉計時建立起干涉邊帶圖^ 邊f圖案較佳獲得二光束間之相差，由該相差可導出距 離。干涉計較佳為麥克森干涉計。 較佳相同光學頭62及64導引光成光束朝向晶圓，光學 頭用來接收反射且導引反射至光學處理器，容後詳述。
一具體實施例中，光學頭62及64皆送出平行光束。由 15第9圖可知，周邊光束沿入射光束相同路徑反射係略微簡 化’因入射晶圓面彎曲部分之入射角並非9〇度。如此測量 相差時，需要考慮額外路徑長度，其單純係由於反射角造 成額外路徑長度。當然須瞭解直到彎曲被算出為止，反射 角非已知，如此為了獲得準確結果需要涉及多項迭代計算。 20 現在參照第10圖，其為顯示本發明之又一具體實施例 之簡化示意圖。第10圖之具體實施例中，考慮因反射角差 異造成的不準確性。第10圖中示意顯示光束反射器80，其 反射接收自晶圓54之光。光被反射至偵測器82上，其包含 23 569369 玖、發明說明 導波管84陣列’各個導波管連接至光強度測量單元，該等 光強度測量單元之排列係對應於導波管。測量單元較佳係 排列成方塊86。 使用中，光束入射反射器80之角度決定其主要導向何 光^了旦出強度線圖（第1〇圖之88)，由強度線圖尖峰 位置可導出晶圓彎曲角度。 第10圖顯示各光束90及92供比較。光束90於線圖88產 生第一尖峰94,第二光束92產生第二尖峰96。 第10圖顯示反射器80為平面反射器。但較佳具體實施 10例係使用拋物面反射器，更特別為偏軸拋物面反射器或鏡。 現在回頭芩照處理器70，處理器7〇可使用如下關係式 決定晶圓因彎曲造成的應力程度 藤力，
6(l~v)tR 其中 E=晶圓之洋氏模量， v二晶圓之柏森比，
Ds=晶圓厚度， R-淨曲率半徑，如前述由彎曲程度導出， 以及
Df=沉積於晶圓上之薄膜厚度，該薄膜厚度 2〇 係回應於應力。 再度參照第8圖，現在考慮裝置之厚度測量部分，額 外設置白光源100，也設置光學開關1〇2用以介於雷射52與 白光源100間切換，故來自任一光源之光可視需要而導引。 24 569369 玖、發明說明 至於厚度測量部件之一部分，設置第二光學處理哭 104用以處理來自晶圓之反射，俾決定晶圓上透明層及半 透明層厚度（說明如前）。第二光學處理器1〇4較佳包含光遂 儀，用以獲得反射光光譜，反射光光譜隨後轉換成為頻率 · 5領域，用以分析俾決定存在有何層（說明如前）。 ' 此外，設置第二光學開關106用以介於二光學處理器 ：_ 間切換反射光。 較佳對開關102及106提供控制，俾確保雷射光源”係 · 用於第一光學處理器，以及白光源係用於第二光學處理器 10 104 。 第二光學處理器104較佳係連結至電子處理器丨〇8，俾 典型使用富立葉轉換，將第二光學處理器i 〇4產生的光譜 轉換成頻率領域。如前文說明，轉換係用以獲得厚度層資 訊。 15 須暸解應力计异處理器70及厚度計算處理器log可於 單一處理器晶片實施。典型地，藉連結至裝置之個人電腦 · 進行計算。 現在參照第11圖，其為顯示結合前述具體實施例使用 ： 之光學頭簡化圖。與先前各圖相同部分儘可能標示以相同 ： 20的芩考編號，且只說明至為了瞭解本具體實施例所需程度 。光學頭110透過光導112接收來自光源之一之入射光束。 光透過夾角平面鏡114反射至偏軸拋物面鏡116，由拋物面 鏡，光束呈平行光束被導引至晶圓1〇表面。反射波行進通 過光學頭之反向路徑至同一根導波管112。 25 569369 坎、發明說明 見在 > 妝第12圖，其為提供晶圓1 〇整合測量整體裝置 之簡化方塊圖。第12圖為第8圖之進一步細節版本，出現 於先前各圖之部件標示以相同參考編號，除非必要否則於 此處不再進一步討論。第12圖中，第8圖之光學頭配置明 5白顯不為複數個光學頭。二光源明白顯示為雷射光源52及 ， 光源100，二光學處理器明白顯示為光譜儀1〇4及干涉計58 。此外，只顯示單一光纖配置來攜帶向外方向結合之反射 波，多工器118用來介於光學頭56間切換。應力及厚度之 · 计异較佳係於附接於測量裝置之個人電腦1丨9進行。 1〇 現在參照第13及14圖，其為顯示適合用於第1〇圖之具 體貫施例之第1 1圖光學頭之簡化圖。該光學頭同第丨1圖所 示，但反射信號係送至導波管陣列120。如第丨丨圖之討論 ，陣列内部獲得最大輸出強度之導波管指示反射角。第13 圖顯不來自晶圓面平行區之反射束（平行區表示中央之非 15彎曲區域）；以及第14圖顯示來自晶圓夾角部分之反射束 。總而言之，反射束係取中於導波管陣列12〇之同部分。 · k供一種整合測量裝置，該整合測量裝置可用於晶圓 生產線，測試施用之各層品質，而其測試方式佔用最少空 ： 間且比先前技藝之產出量改良，同時允許有效測試產品品 ： 20 質。 須暸解為求清晰，於分開具體實施例說明之本發明之 某些特色可組合k供於單一具體實施例。相反地為求簡明 ，於單一具體實施例所述本發明之各項特色也可分開提供 或以任一種適當次組合提供。 26 569369 玖、發明說明 熟諳技藝人士須暸解本發明非僅限於前文所示及所述 。反而本發明之範圍係由隨附之申請專利範圍界定，且包 括前述各項特之組合及次組合，以及熟諳技藝人士研讀前 文說明時將顯然自明之各項變化及修改。 5 【圖式簡單說明】 第1A圖為層狀晶圓產物之簡化圖， 第1B圖為第！圖之層狀晶圓產物於後期製造階段之簡 化圖， 弟2圖為間化射線圖’說明光反射如何用以於層狀晶 10 圓產物獲得層厚度資訊， 第3圖為於半導體晶圓生產線基於反射之測量裝置結 合化學氣相沉積（CVD)工具之簡化示意圖， 第4圖為經由測量塗覆以光阻劑之半導體晶圓所得波 長相對於強度之典型線圖， 15 第5圖為經由對第3圖之線圖進行富立葉轉換所得能譜 或強度譜， 第6圖為使用第3圖之裝置用於另—半導體晶圓之波長 相對於強度之典型線圖， 第7圖為經由對第6圖之線圖進行富立葉轉換所得能譜 20 或強度譜， 第8圖為根據本發明之第一具體實施例之測量裝置之 概略方塊圖， 第9圖為簡化示意圖，顯示根據本發明之一具體實施 例之彎曲度測量， 、 27 569369 玖、發明說明 第9a圖為射線圖，說明曲率半徑之計算， 第10圖為簡化示意圖，顯示根據本發明之另一具體實 施例之彎曲度測量裝置， 第11圖為用於本發明之具體實施例之光學頭之間化示 5 意代表圖， 第12圖為根據本發明之一具體實施例之測量裝置之簡 化方塊圖， 第13圖為簡化射線圖，顯示來自晶圓平行區之反射光 束，以及 ° 第14圖為簡化射線圖，顯示來自晶圓傾斜區之反射光 【圖式之主要元件代表符號表】 〇，1，2…透明層 30···照明裝置 2…石夕晶圓 31…光學頭 4，10…二氧化矽層 32…偵測器 6···金屬結構 34…光譜分析器 12…入射線 36，38…光纖 14，20…層邊界 40···處理器 16…反射線 42…螢幕 18 ’ 22 ’ 24…折射線 50…整合測量裝置 20…沈積室 52…雷射源 22…夾頭 54…晶圓 24…控制器 56…光學頭 28…二氧化矽層 58，104…光學處理器 28 569369 玖、發明說明 70…應力計算器處理器 90，92…光束 102，106…光學開關 94…尖峰 108···厚度計算器處理器 100···白光源 60…晶圓 108…電子處理器 62，64…光學頭 5 8…干涉計 70…處理器 110…光學頭 80…光束反射器 112…光導 82…彳貞測器 114…夾角平面鏡 84…導波管 118…多工器 86…方塊 119…個人電腦 88…強度線圖 120···導波管陣列
29

Claims (1)

  1. 569369 拾、申請專利範圍 1. -種測量晶圓性質之裝置，該裝置包含： 至少一單色光源，其係用以產生單色光供 晶圓’ 導引至 10 至少一第一以及一笛一忠未、耸 弟一先束V向器，個別係以光 學方式結合單色光源，用以導引單色光束呈個別實質 平⑽朝向晶圓，其各自撞擊晶圓平坦面上之個別 位置’第-光束導向器係設置成可導引個別光束實質 上取中於平坦面中本，楚— 、乂及弟一光束導向器係設置成 可導引個別光束朝向中心向外方向，以及 -光學處理器’其係設置成可接受各光束之反射 、及處理各反射光，由其中獲得各反射光間之光學差 異，該光學差異係指示晶圓之彎曲度。
    15 2.如申請專利範圍第㈣之裝置，進一步包含該裝置較佳 包含一種測量模式開關用以介於晶圓彎曲度之測量與 另一種性質之測量間切換。 3·如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含一輸出裝置 以可工作方式結合光學處理器用以輸出晶圓之應力指 示，該項指示係基於彎曲度。
    4·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該光束導向器包含 光學頭用以接收來自單色光源之光，且將該光源呈光 束導引至晶圓。 5.如申請專利範圍第4項之裝置，其中該光學頭進一步可 工作而接收來自晶圓之反射，且導引該反射至光學處 理器。 30 20 569369 拾、申請專利範匱 6.如申請專利範圍第！項之裝置，其中至少該第一光束導 向器係設置成可導引光線實質垂直撞擊該平坦面。 7·如申請專利範圍第旧之裝置，其中至少該第二光束導 向器係設置成可導引光線實f斜向撞擊該平坦面。 8.如申請專利範圍第!項之裝置’其中該光學處理器包含 一干涉計。 9·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該干涉計可操作而 產生光束間之干涉樣式，光學差異為光束間之路徑差
    異 ίο 15 20 10.如申請專利範圍第9項之裝置’其中該干涉計為麥克森 (Michelson)干涉計。 •如申明專利範圍第1項之裝置，其中該光學處理器包含 光束反射器以及複數個導波管，光束反射器係設置 成可將來自平坦面之偏轉反射反射至導波管，讓偏轉 強度係依反射角度之函數變化方式而以差異方式分佈 於各導波管間。 12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該光學處理器進 一步包含於各個導波管測量光強度之強度測量器，光 學差異為於導波管上之強度分佈差異。 13. 如申請專利範圍第丨丨項之裝置，其中該光束反射器為 偏軸拋物面反射器。 14. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該單色光源包含雷 射。 |
    15·如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含應力決定單 31 569369
    兀可操作俾使用下《係式決定來自 應力=一_ 6(^v)DfR 此處 E=晶圓之洋氏模量， v-晶圓之柏森比， Ds=晶圓厚度， —田，，弓，囬度演鼻得之淨曲率半徑，以及 Df-沉積於晶圓上之薄膜厚度。 16.如申睛專利範圍第 ^貝及衣置其中該另一項性質為/ 度’该裝置進一步句合一 〇> 10 ^ ^ ^ ^白先源，各光束導向器包， 一弟一光學開關俾介於白光源與單色錢間作選擇。 17·如申請專利範圍第16項之裝置，進-步包含H 學處理器以及至少一第—氺 弟一光予開關，该第二開關係韵 置成可介光學處判與第二光學處判間作選 擇俾導引反射光至選定之光學處理器。 15 彎曲之應力程度 18.如申請專利範圍第17項之裝置，其中該第二光學處理 器包含光譜儀。 19. 如申請專利範圍第口項之裝置，《中該第一及第二光 學開關可一起控制，俾以第一光學處理器選擇單色光 源，而以第二光學處理器選擇白光源。 20. 如申請專利範圍第19項之裝置，進一步包含一富立葉 轉換裝置連結於光譜儀，用以將光譜儀之輸出轉換成 頻率7頁域，因而獲得晶圓上至少一沉積層之層厚度資 訊0 32 20 '申請專利範圍 一種供測量晶圓之層厚度及彎曲度之整合測量裝置， 該裝置包含： 一單色光源， 一白光源， 一第一開關，其係於白光源與單色光源間切換， 複數個光束導向器，其係用以導引來自經過切換 光源之光至一半導體晶圓上， 一第一光學處理器，其係對來自晶圓之反射光進 行光譜處理， 一第二光學處理器，其係用於處理反射光俾決定 晶圓之彎曲程度，以及 一第二光學開關，俾將來自晶圓之反射光介於第 一光學處理器與第二光學處理器間切換。 如申請專利範圍第21項之整合測量裝置，其中該第一 光學處理器為光譜儀，第二光學處理器為干涉計。 如申請專利範圍第21項之整合測量裝置，其中該第一 光學處理器為光譜儀，以及第二光學處理器包含 一反射為’其係用以偏轉來自晶圓之反射光， 一系列導波管，其係設置成可截取經偏轉之光線 ’因此來自晶圓之光之不同反射角度係指示不同導波 管分別獲得最大光強度。 光強度偵測器，其係結合各個導波管俾偵測各導 波管之光強度，因而決定何者導波管有最大強度，以 及由該導波演算出由晶圓之反射角度。 569369 拾、申請專利範圍 24.如申請專利範圍"項之整合測量裝置，進—步包含 -應力計算器，該應力計算器係以可操作方式結合第 二光學處理器’用以計算晶圓應力指示而該指示係以 彎曲度為基準。 5 25.如中請專利範圍第21項之整合測量裝置，其中該光導 向器包含光學頭，光學頭可操作而接收來自晶圓的反 射，且導引反射光至第二光學開關。 26.如申請專利範圍㈣項之整合測量裝置，其中該較佳 干涉計為麥克森干涉計。 10 27·如中請專利範圍第23項之整合測量裝置，其中該較佳 光束反射器為拋物面反射器。 士申明專利範圍第21項之整合測量裝置，其中該單色 光源包含雷射。 15 29·如申請專利範圍第21項之整合測量裝置，進一步包含 應力決定單元可操作俾使用下述關係式決定來自彎曲 之應力程度 應力=一 6(1 -V )tR E -晶圓之洋氏模量， ▽=晶圓之柏森比， Ds=晶圓厚度， R=由彎曲度演算得之淨曲率半徑，以及 t=沉積於晶圓上之薄膜厚度。 30.如申請專利範圍第22項之整合測量裳置，進一步包含 34 20 569369 拾、申請專利範圍 一富立葉轉換裝置連結於光譜儀，用以將光譜儀之輸 出轉換成頻率領域，因而獲得晶圓上至少一沉積層之 層厚度資訊。 31.如申請專利範圍第23項之整合測量裝置，進一步包含 一富立葉轉換裝置連結於光譜儀，用以將光譜儀之輸 出轉換成頻率領域，因而獲得晶圓上至少一沉積層之 層厚度資訊。 32· —種使用整合測量裝置測量於矽晶圓之應力之方法， 該方法包含： 於一單色光源切換俾產生至少二單色光束， 由一晶圓表面反射該至少二光束，一第一光束係 來自晶圓之中區，以及一第二光束係來自晶圓之周邊 區， 決定反射光束性質， 15 比車乂測侍之反射光束性質，俾藉此決定晶圓之彎 曲程度，以及 由該彎曲程度計算晶圓之應力程度。 33. 一種如h專利範圍$32項之方法，等性質為 反射束之路徑長度。 之方法，其中該決定及比 34· —種如申請專利範圍第33項 較包含： 建立起反射間之干涉樣試，以及 分析該干涉樣式。 35. 一種如申請專利範圍第32項 之方法，其中該決定及比 35 20 569369 拾、申請專利範圍 較包含測量及比較該等光束個別之反射角。 36· 一種如申請專利範圍第32項之方法，包含使用如下關 係式由彎曲程度決定應力程度 應力=一^2 ， 6(1 ~v )tR 其中 E=晶圓之洋氏模量， v=晶圓之柏森比， Ds=晶圓厚度， 由彎曲度演算得之淨曲率半徑，以及 沉積於晶圓上之薄膜厚度。 種如申凊專利範圍第32項之方法，其中該光束為雷 射光束。 38·種如申請專利範圍第37項之方法，其中該單色光源 為雷射光源。 種如申请專利範圍第34項之方法，包含使用麥克森 干涉計進行決定及比較。 種於半導體晶圓整合應力與厚度之測量之方法，該 方法包含： 介於白光源與單色光源間作選擇， 以該白光源： 照射一半導體於單點， 接收來自該單點之反射光， 使用轉換而以光譜分析反射光， 由該分析導出層厚度， 36 569369 拾、申請專利範圍 以該單色光源： 來 區 由一晶圓表面反射該至少二光束，一第一光束係 晶圓之中區，以及一第二光束係來自晶圓之周邊 5 決定反射光束性質， 比較測得之反射光束性質，俾藉此決定晶圓之彎 曲程度，以及 由該彎曲程度計算晶圓之應力程度。 4L 一種如申請專利範圍第4〇項之方法，其中該等性質為 10 反射光束之路徑長度。 42· -種如巾請專利範圍第41項之方法，|中該決定及比 較包含： 建立起反射間之干涉樣試，以及 分析該干涉樣式。 B 4H如中請專利範圍㈣項之方法，其中該決定及比 較包含測量及比較該等光束個別之反射角。 種如申明專利範圍第40項之方法，包含使用如下關 係式由彎曲程度決定應力程度 應力=-^1-， 6(1 -v)tR 2〇 其中 E=晶圓之洋氏模量， 晶圓之柏森比， Ds=晶圓厚度， R一由臂曲度演算得之淨曲率半徑，以及 37 拾、申請專利範圍 枚-種^ W上之薄膜厚度。 申請專利範圍第40項之方 射光源獲得單色光束。 ★，進-步包含由呈 =申請專利範圍第42項之方法，包含使用麥克森 十^计進行決定及比較。 47 _链 .種如申請專利範圍第40項之方法 白光源與單色光源間作光學切換。 伙一種如申請專利範圍第40項之方法 與干涉計間作光學切換。 10 二如申請專利範圍第48項之方法，進一步包含控制 光學切換，因此光譜儀係選用白光源，以及干涉計係 選用單色光源。 15 進一步包含介於 包含介於光譜儀 種如中請專利範圍第49項之方法，包含將來自任一 光源之光切換至整合光束形成器配置用以照射晶圓。 π-種如中請專利範圍第5G項之方法，其中該整合光束 形成器配置包含複數個光學頭其也可用於接收來自晶 圓的反射。 38
TW091134106A 2001-11-26 2002-11-22 Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers TW569369B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/991,709 US6678055B2 (en) 2001-11-26 2001-11-26 Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW569369B true TW569369B (en) 2004-01-01
TW200409258A TW200409258A (en) 2004-06-01

Family

ID=25537484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091134106A TW569369B (en) 2001-11-26 2002-11-22 Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6678055B2 (zh)
EP (1) EP1461584A4 (zh)
JP (1) JP2005510699A (zh)
KR (1) KR20040071146A (zh)
CN (1) CN1618004A (zh)
AU (1) AU2002353481A1 (zh)
IL (1) IL162102A0 (zh)
TW (1) TW569369B (zh)
WO (1) WO2003046474A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI417977B (zh) * 2005-03-22 2013-12-01 Olympus Corp 基材處理裝置與基材收納方法

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI223678B (en) * 1998-03-20 2004-11-11 Semitool Inc Process for applying a metal structure to a workpiece, the treated workpiece and a solution for electroplating copper
US6565729B2 (en) * 1998-03-20 2003-05-20 Semitool, Inc. Method for electrochemically depositing metal on a semiconductor workpiece
US6497801B1 (en) * 1998-07-10 2002-12-24 Semitool Inc Electroplating apparatus with segmented anode array
US7438788B2 (en) * 1999-04-13 2008-10-21 Semitool, Inc. Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces
JP4288010B2 (ja) * 1999-04-13 2009-07-01 セミトゥール・インコーポレイテッド 処理流体の流れ具合を向上させる処理チャンバを備えた加工物処理装置
US7264698B2 (en) * 1999-04-13 2007-09-04 Semitool, Inc. Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces
US7585398B2 (en) * 1999-04-13 2009-09-08 Semitool, Inc. Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US6916412B2 (en) * 1999-04-13 2005-07-12 Semitool, Inc. Adaptable electrochemical processing chamber
US6368475B1 (en) * 2000-03-21 2002-04-09 Semitool, Inc. Apparatus for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US7160421B2 (en) * 1999-04-13 2007-01-09 Semitool, Inc. Turning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US20030038035A1 (en) * 2001-05-30 2003-02-27 Wilson Gregory J. Methods and systems for controlling current in electrochemical processing of microelectronic workpieces
US7189318B2 (en) * 1999-04-13 2007-03-13 Semitool, Inc. Tuning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US7020537B2 (en) * 1999-04-13 2006-03-28 Semitool, Inc. Tuning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US20050183959A1 (en) * 2000-04-13 2005-08-25 Wilson Gregory J. Tuning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectric workpiece
US6674533B2 (en) * 2000-12-21 2004-01-06 Joseph K. Price Anodizing system with a coating thickness monitor and an anodized product
US7274463B2 (en) * 2003-12-30 2007-09-25 Sensory Analytics Anodizing system with a coating thickness monitor and an anodized product
WO2003018874A2 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Semitool, Inc. Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces
KR100452918B1 (ko) * 2002-04-12 2004-10-14 한국디엔에스 주식회사 두께측정시스템이 구비된 회전식각장치
US20040108212A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-10 Lyndon Graham Apparatus and methods for transferring heat during chemical processing of microelectronic workpieces
DE10337896A1 (de) * 2003-08-18 2005-03-17 Robert Bosch Gmbh Interferometrische Messvorrichtung zum Erfassen von Geometriedaten von Oberflächen
US7301623B1 (en) 2003-12-16 2007-11-27 Nanometrics Incorporated Transferring, buffering and measuring a substrate in a metrology system
US7164200B2 (en) * 2004-02-27 2007-01-16 Agere Systems Inc. Techniques for reducing bowing in power transistor devices
DE102004010754A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Robert Bosch Gmbh Interferometrische Messanordnung
JP2008501119A (ja) * 2004-05-28 2008-01-17 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 応力感応素子を有する半導体構造、および半導体構造内の応力を測定するための方法
DE102004026145A1 (de) * 2004-05-28 2006-05-11 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Halbleiterstruktur mit einem spannungsempfindlichen Element und Verfahren zum Messen einer elastischen Spannung in einer Halbleiterstruktur
US7406394B2 (en) 2005-08-22 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Spectra based endpointing for chemical mechanical polishing
US8260446B2 (en) 2005-08-22 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Spectrographic monitoring of a substrate during processing using index values
US7409260B2 (en) * 2005-08-22 2008-08-05 Applied Materials, Inc. Substrate thickness measuring during polishing
US8392012B2 (en) * 2008-10-27 2013-03-05 Applied Materials, Inc. Multiple libraries for spectrographic monitoring of zones of a substrate during processing
US7226339B2 (en) 2005-08-22 2007-06-05 Applied Materials, Inc. Spectrum based endpointing for chemical mechanical polishing
US7436169B2 (en) * 2005-09-06 2008-10-14 International Business Machines Corporation Mechanical stress characterization in semiconductor device
JP2007241018A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Epson Toyocom Corp 全反射ミラー
US7469164B2 (en) * 2006-06-26 2008-12-23 Nanometrics Incorporated Method and apparatus for process control with in-die metrology
KR100752234B1 (ko) * 2006-06-27 2007-08-29 호서대학교 산학협력단 인터페로미터를 이용한 웨이퍼 표면의 스트레스 측정장치
US7998358B2 (en) 2006-10-31 2011-08-16 Applied Materials, Inc. Peak-based endpointing for chemical mechanical polishing
JP5459944B2 (ja) * 2006-11-13 2014-04-02 大日本スクリーン製造株式会社 表面形状測定装置および応力測定装置、並びに、表面形状測定方法および応力測定方法
US7444198B2 (en) 2006-12-15 2008-10-28 Applied Materials, Inc. Determining physical property of substrate
WO2008103964A2 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Applied Materials, Inc. Using spectra to determine polishing endpoints
US7840375B2 (en) * 2007-04-02 2010-11-23 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for generating a library of spectra
US20080248598A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-09 Rohit Pal Method and apparatus for determining characteristics of a stressed material using scatterometry
KR100947464B1 (ko) * 2008-02-13 2010-03-17 에스엔유 프리시젼 주식회사 두께 측정장치
US20090275265A1 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 Applied Materials, Inc. Endpoint detection in chemical mechanical polishing using multiple spectra
TWI384195B (zh) * 2008-10-08 2013-02-01 Ind Tech Res Inst 振動位移與振動頻率決定方法與其裝置
US20100103422A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Applied Materials, Inc. Goodness of fit in spectrographic monitoring of a substrate during processing
US8352061B2 (en) 2008-11-14 2013-01-08 Applied Materials, Inc. Semi-quantitative thickness determination
IT1391719B1 (it) * 2008-11-17 2012-01-27 Marposs Spa Metodo, stazione ed apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto
JP5968783B2 (ja) 2009-11-03 2016-08-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ スペクトルの等高線図のピーク位置と時間の関係を使用する終点方法
JP5735755B2 (ja) * 2010-05-17 2015-06-17 株式会社アドバンテスト 試験装置及び試験方法
US8954186B2 (en) 2010-07-30 2015-02-10 Applied Materials, Inc. Selecting reference libraries for monitoring of multiple zones on a substrate
JP5980476B2 (ja) * 2010-12-27 2016-08-31 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置およびポリッシング方法
US8582963B2 (en) * 2011-06-03 2013-11-12 Applied Materials, Inc. Detection of substrate warping during rapid thermal processing
FR2977368B1 (fr) * 2011-06-30 2014-01-31 St Microelectronics Crolles 2 Procede de determination des contraintes locales induites dans une plaquette de materiau semiconducteur par des vias traversants
CN103925886A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种晶片变形检测***及方法
CN103985652B (zh) * 2013-02-07 2016-09-21 北京智朗芯光科技有限公司 一种晶片应力测量装置及测量方法
US10352812B2 (en) * 2013-08-09 2019-07-16 Infineon Technologies Ag Circuits, methods, and computer programs to detect mechanical stress and to monitor a system
CN103700600B (zh) * 2013-12-10 2018-04-03 上海集成电路研发中心有限公司 一种嵌入式金属膜膜厚测量装置及测量方法
US9640449B2 (en) * 2014-04-21 2017-05-02 Kla-Tencor Corporation Automated inline inspection of wafer edge strain profiles using rapid photoreflectance spectroscopy
US20150323313A1 (en) * 2014-05-06 2015-11-12 Applejack 199 L.P. Stress analysis of semiconductor wafers
TWI625634B (zh) * 2015-06-25 2018-06-01 華邦電子股份有限公司 電子構件的應力估算方法
CN106326616B (zh) 2015-06-25 2019-01-15 华邦电子股份有限公司 电子构件的应力估算方法
CN106383000B (zh) * 2016-09-01 2019-09-10 河北工业大学 一种基于单晶体双电光调制实时测量光学材料微观应力的装置
EP3382378B1 (en) * 2017-03-29 2022-10-26 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Optical monitoring
WO2018183153A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Rutgers, The State University Of New Jersey Systems and methods for real time measurement of surface curvature and thermal expansion of small samples
JP6717267B2 (ja) * 2017-07-10 2020-07-01 株式会社Sumco シリコンウェーハの製造方法
US10989652B2 (en) * 2017-09-06 2021-04-27 Lam Research Corporation Systems and methods for combining optical metrology with mass metrology
KR101992778B1 (ko) * 2017-11-01 2019-06-25 에스케이실트론 주식회사 웨이퍼 및 그 형상 분석 방법
EP3502615A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-26 EpiGan NV A wafer surface curvature determining system
US11639872B1 (en) * 2019-04-30 2023-05-02 Ge Inspection Technologies, Lp Combustion monitoring system
JP7399686B2 (ja) * 2019-11-08 2023-12-18 株式会社キーエンス 光学式変位計
US20220049951A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Optipro Systems, LLC Surface metrology systems and methods thereof
CN113108726B (zh) * 2021-04-15 2022-02-11 上海智通建设发展股份有限公司 一种水利工程施工监理坝体建造质量检测方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4844616A (en) * 1988-05-31 1989-07-04 International Business Machines Corporation Interferometric dimensional measurement and defect detection method
US6278809B1 (en) * 1997-05-30 2001-08-21 Ion Optics, Inc. Fiber optic reflectance apparatus for in situ characterization of thin films
US5900633A (en) * 1997-12-15 1999-05-04 On-Line Technologies, Inc Spectrometric method for analysis of film thickness and composition on a patterned sample
DE19821616B4 (de) * 1998-05-15 2009-05-14 Institut Für Photonische Technologien E.V. Anordnung zur Bestimmung von absoluten physikalischen Zustandsgrößen, insbesondere Temperatur und Dehnung, einer optischen Faser
US6608689B1 (en) * 1998-08-31 2003-08-19 Therma-Wave, Inc. Combination thin-film stress and thickness measurement device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI417977B (zh) * 2005-03-22 2013-12-01 Olympus Corp 基材處理裝置與基材收納方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1461584A4 (en) 2006-09-13
KR20040071146A (ko) 2004-08-11
US6678055B2 (en) 2004-01-13
TW200409258A (en) 2004-06-01
WO2003046474A1 (en) 2003-06-05
IL162102A0 (en) 2005-11-20
EP1461584A1 (en) 2004-09-29
AU2002353481A1 (en) 2003-06-10
CN1618004A (zh) 2005-05-18
JP2005510699A (ja) 2005-04-21
US20030098704A1 (en) 2003-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW569369B (en) Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers
US5333049A (en) Apparatus and method for interferometrically measuring the thickness of thin films using full aperture irradiation
US5543919A (en) Apparatus and method for performing high spatial resolution thin film layer thickness metrology
US5293214A (en) Apparatus and method for performing thin film layer thickness metrology by deforming a thin film layer into a reflective condenser
TWI327219B (en) Apparatus and method for inspection of a sample,and cluster tool and apparatus for producing microelectronic devices
US5555472A (en) Method and apparatus for measuring film thickness in multilayer thin film stack by comparison to a reference library of theoretical signatures
US5365340A (en) Apparatus and method for measuring the thickness of thin films
JP2005510699A5 (zh)
US10041838B2 (en) Optical critical dimension metrology
TWI292030B (en) High density multi-channel detecting device
KR100334706B1 (ko) 반도체 공정에서 웨이퍼의 뒤틀림, 슬립변위, 및 그 분포를 측정하기 위한 시스템
JP2637820B2 (ja) 光学式膜厚測定装置
US9316490B2 (en) Method and system for measuring patterned substrates
KR20090132537A (ko) 막 두께 측정 장치 및 막 두께 측정 방법
KR20090132538A (ko) 막 두께 측정 장치
KR100779128B1 (ko) 막두께 측정방법 및 장치
EP1817542B9 (en) Measuring elastic modulus of dielectric thin films using an optical metrology system
US11885609B2 (en) Wafer thickness, topography, and layer thickness metrology system
JP2002323303A (ja) 膜厚測定方法、測定装置及び半導体装置の製造方法
RU2432579C1 (ru) Способ диэлектрической спектроскопии тонкого слоя на поверхности твердого тела в инфракрасном диапазоне
IL162102A (en) Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers
JP2004085437A (ja) 表面プラズモン共鳴を用いた物質センサ
KR20100119332A (ko) 광 집속 유니트 및 이를 갖는 스펙트럼 측정 장치
JP2001133227A (ja) 膜厚測定装置及び膜厚測定方法
JP2003294614A (ja) 全反射減衰を利用した測定方法および測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees