一种光电子能谱分析设备及使用该设备的方法技术

根据本发明专利技术的一个方面，提供一种衬底处理系统。该系统可以包括围绕室的室壁；被设置在所述室中的衬底支架，用于支撑衬底；电磁放射源，用于发射电磁放射线至衬底支架上的衬底上，所述电磁放射线使光电子从所述衬底上的材料被发射出来；分析器，用于捕获从衬底发射出来的光电子；以及磁场发生器，用于在所述室中创建磁场并将所述光电子从所述衬底引到所述分析器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于处理半导体衬底的方法、设备以及系统，具体地涉 及一种在半导体衬底处理过程中使用的计量工具。
技术介绍
集成电路被形成在例如晶片的半导体衬底上。该集成电路的形成可以包 括多个处理步骤，例如不同层的沉积、蚀刻某些层以及多重热处理。之后， 集成电路被分成单独的微电子芯片，所述微电子芯片被封装并附于电路板 上。在涉及集成电路的制造的多个处理步骤中，由不同材料制成的各种层， 例如导体、绝缘体以及半导体被形成在晶片的表面，集成电路形成在所述晶 片的表面上。集成电路的制造商常常测试各种层的成分以保证在衬底上沉积 适当的材料。用于测试层的成分的机器通常被称为计量工具。该计量工具发射电磁放射线，例如来自x-射线源的x-射线，所述x-射线被引至被测试的衬底的特定区域。计量工具使用分析技术，例如X-射线光电子能谱(XPS)、全 反射X-射线荧光(TXRF)以及椭圆偏光法来测量衬底的特定特性。例如， 如果使用XPS，那么光电子或电子从衬底中被发射出来并被计量分析器捕 获，所述计量分析器可以是例如电子能谱仪或半球形分析器。分析器以及相 关的处理算法通过分析光电子的动能或速度来确定衬底区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子能谱分析系统，该系统包括：　　　　围绕室的室壁；　　　　被设置在所述室中的衬底支架，用于支撑半导体衬底；　　　　电磁放射源，用于发射电磁放射线到所述衬底支架上的所述衬底上，所述电磁放射线使光电子从所述衬底发射出来；　　　　分析器，用于捕获发射自所述衬底上的材料的所述光电子；以及　　　　磁场发生器，用于在所述室中产生磁场并将所述光电子从所述衬底引到所述分析器，其中所述分析器和所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的相对的两侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-27 11/237,0411.一种光电子能谱分析系统，该系统包括围绕室的室壁；被设置在所述室中的衬底支架，用于支撑半导体衬底；电磁放射源，用于发射电磁放射线到所述衬底支架上的所述衬底上，所述电磁放射线使光电子从所述衬底发射出来；分析器，用于捕获发射自所述衬底上的材料的所述光电子；以及磁场发生器，用于在所述室中产生磁场并将所述光电子从所述衬底引到所述分析器，其中所述分析器和所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的相对的两侧。2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述磁场发生器被设置在所述衬 底支架的下方。3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述室包括第一部分和第二部分。4. 根据权利要求3所述的系统，该系统还包括-邻近所述室的所述第一部分的加载锁定室；以及具有基座和机械臂的机械台，所述衬底支架与所述机械臂连接，所述机 械臂与所述基座可旋转地连接，所述基座与所述室壁连接。5. 根据权利要求4所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所述 第二部分中时，所述分析器和所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的相对 的两侧。6. 根据权利要求5所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所述第二部分中时，所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的下方。7. 根据权利要求6所述的系统，其中所述室为真空室且所述磁场发生 器未被设置在所述真空室中。8. —种光电子能谱分析系统，该系统包括 围绕真空室的室壁；被设置在所述真空室中的衬底支架，用于支撑衬底；电磁放射源，用于发射电磁放射线到所述衬底支架上的所述衬底上，所 述电磁放射线使光电子从所述衬底发射出来；分析器，用于捕获发射自所述衬底的所述光电子；以及磁场发生器，用于在所述真空室中产生磁场并将所述光电子从所述衬底 引到所述分析器，所述磁场发生器被设置在所述真空室的外部。9. 根据权利要求8所述的系统，其中所述分析器和所述磁场发生器被 设置在所述衬底支架的相对的两侧。10. 根据权利要求9所述的系统，其中所述磁场发生器被设置在所述衬 底支架的下方。11. 根据权利要求8所述的系统，其中所述室包括第一部分和第二部分。12. 根据权利要求ll所述的系统，该系统还包括-临近所述室的所述第一部分的加载锁定室；以及具有基座和机械臂的机械台，所述衬底支架与所述机械臂连接，所述机 械臂与所述基座可旋转地连接以用于将所述衬底支架从所述加载锁定室传送到所述室的所述第二部分。13. 根据权利要求12所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所 述第二部分中时，所述分析器和所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的相 对的两侧。14. 根据权利要求13所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所 述第二部分中时，所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的下方。15. —种光电子能谱分析系统，该系统包括 围绕室的室壁，所述室具有装载部分和测试部分； 具有机械臂和衬底支架的机械台，所述机械臂能在所述室的所述装载部分和所述测试部分之间移动所述衬底支架；电磁放射源，用于当所述衬底支架在所述室的所述测试部分中时发射电磁放射线到所述衬底支架上的衬底上，所述电磁放射线使光电子从所述衬底的材料发射出来；分析器，用于捕获发射自所述衬底的所述光电子；以及磁场发生器，用于在所述室中产生磁场并将所述光电子从所述衬底引到所述分析器，当所述衬底支架在所述室的所述测试部分中时，所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的下方。16. 根据权利要求15所述的系统，其中所述室为真空室，且磁透镜未 被设置在所述真空室中。17. 根据权利要求16所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所 述测试部分中时，所述磁透镜位于距所述衬底支架的下方少于5毫米处。18. 根据权利要求17所述的系统，其中所述机械臂的至少一部分关于 旋转轴旋转，所述旋转轴穿过所述室的进入部分。19. 一种光电子能谱分析系统，该系统包括 围绕室的室壁；被设置在所述室中的衬底支架，用于支撑衬底；电磁放射源，用于发射电磁放射线到所述衬底支架上的所述衬底的一部分上，所述电磁放射线使光电子从所述衬底发射出来；分析器，用于捕获发射自所述衬底的所述部分的所述光电子；以及 照相机子系统，用于收集被反射离开所述衬底的所述部分的可见光并捕获所述衬底的所述部分的图像。20. 根据权利要求19所述的系统，其中所述可见光从所述衬底的所述 部分垂直地传播到所述衬底的上表面。21. 根据权利要求19所述的系统，其中被所述分析器捕获的光电子从 所述衬底的所述部分以第一方向发射出来，并且由所述照相机子系统收集的 可见光从所述衬底的所述部分以第二方向传播，所述第一方向和所述第二方 向基本平行。22. 根据权利要求21所述的系统，其中被所述分析器捕获的所述光电 子与由所述照相机子系统收集的所述可见光至少部分相交。23. 根据权利要求22所述的系统，其中被所述分析器捕获的所述光电 子被排列成具有中心轴的光电子束，由所述照相机子系统收集的所述可见光 被排列成具有中心轴的可见光束，且所述光电子束的中心轴与所述可见光束的中心轴共轴。24. 根据权利要求23所述的系统，其中所述照相机子系统还包括照相 机和反射镜，所述反射镜被设置在所述衬底的所述部分的上方且具有反射面 和贯穿该反射面的开口 ，所述光电子穿过所述开口并进入到所述分析器中， 而所述可见光被反射以离开所述反射面并进入到所述照相机中。25. 根据权利要求24所述的系统，其中所述反射镜被设置在所述分析 器和所述衬底支架之间。26. 根据权利要求25所述的系统，其中所述室包括第一部分和第二部分。27. 根据权利要求26所述的系统，该系统还包括 与所述室的所述第一部分耦合的加载锁定室；以及 具有基座和机械臂的机械台，所述衬底支架与所述机械臂连接，所述机械臂与所述基座可旋转地连接以用于将所述衬底支架从所述加载锁定室传 送到所述室的所述第二部分。28. 根据权利要求27所述的系统，该系统还包括磁场发生器，用于在 所述室中产生磁场并将所述光电子从所述衬底引到所述分析器。29. 根据权利要求28所述的系统，其中当所述衬底支架在所述室的所 述第二部分中时，所述分析器和所述磁场发生器被设置在所述衬底支架的相 对的两侧。30. 根据权利要求29所述的系统，其中所述磁场发生器创建具有旋转 对称性的磁场，该磁场与所述光电子束的中心轴以及所述可见光束的中心轴 共轴。31. 根据权利要求24所述的系统，其中所述照相机和所述反射镜在相 对于彼此的固定的位置与所述室壁连接。32. 根据权利要求31所述的系统，其中所述照相机和所述反射镜在固 定的位置与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：BW许勒尔，DA雷德，
申请(专利权)人：瑞沃瑞公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]