用于半导体晶片检验及计量的系统及方法技术方案

本申请涉及用于半导体晶片检验及计量的系统及方法。本申请揭示一种基于正规化信号及反射总强度来确定例如晶片上的层的厚度、表面粗糙度、材料浓度，及/或临界尺寸等值的系统。光源将光束引导于所述晶片的表面处。传感器接收经反射光束且提供至少一对偏振通道。通过控制器接收来自所述偏振通道的所述信号，所述控制器正规化一对所述信号之间的差异，以产生正规化结果。通过用所述系统的模型化分析所述信号来确定所述晶片的所述值。号来确定所述晶片的所述值。号来确定所述晶片的所述值。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体晶片检验及计量的系统及方法
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2016年1月13日、申请号为201680083292.7、专利技术名称为“用于半导体晶片检验及计量的系统及方法”的专利技术专利申请案。
[0003]相关申请案的交叉参考
[0004]本申请案主张于2015年1月12日申请且让与第62/102,312号美国申请案的临时专利申请案的优先权，所述申请案的揭示内容特此以引用的方式并入。


[0005]本专利技术涉及晶片检验及计量。

技术介绍

[0006]半导体制造商将裸片印刷得尽可能接近晶片边缘以最大化每晶片装置的数目。然而，晶片边缘附近的裸片通常展示最低良率。为解决边缘良率问题，半导体制造商需要控制每一薄膜的边缘所搭边之处，例如在晶片的平坦前表面上或经过平坦表面到倾斜斜面中。半导体制造商还需要使每一薄膜的周边与在装置处理期间沉积于其之前及之后的薄膜的周边相匹配。
[0007]当前检验及计量工具用于过程控制，例如用于检验外延晶片，检验且测量光致抗蚀剂边缘珠粒移除(EBR)或检验薄膜在晶片边缘处的z
‑
切割高度。这些当前检验及计量工具检测信号且产生样本的相位图像。然而，按照硬件构造及对准程序，这些信号不存在明确物理平均值。解译信号或将其链接到样本参数可成问题，这已限制进一步发展。此外，由于晶片边缘处的光学器件的收集效率可随晶片而不同，所以从计量要求的观点来看，从原始信号仅可推导出一个量，这限制可从信号提取的信息量。
[0008]因此，需要一种用于晶片检验及计量的新颖系统及方法。

技术实现思路

[0009]在第一实施例中，提供一种系统。所述系统包含：平台，其经配置以固持晶片；光源，其经配置以将光束引导于所述平台上的所述晶片的表面处；传感器，其经配置以接收经反射离开所述表面的所述光束且提供至少两个偏振通道；及控制器，其与所述传感器电子通信。所述偏振通道中的每一者提供信号。所述控制器经配置以：接收来自所述偏振通道中的每一者的所述信号；正规化一对所述信号之间的差异以产生正规化结果；及基于所述正规化结果及所述对所述信号的总强度确定所述晶片上的层的值。所述值是厚度、表面粗糙度、材料浓度或临界尺寸中的一者。所述偏振通道中的每一者可由偏振光束分离器产生。所述传感器可为偏振敏感检测器。
[0010]在例子中，所述传感器经配置以提供六个所述偏振通道。在此例子中，所述传感器包含：第一光束分离器；第二光束分离器，其经配置以接收来自所述第一光束分离器的光；
第一偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第一光束分离器的光；第二偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第二光束分离器的光；及第三偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第二光束分离器的光。所述第一偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道的两个偏振通道。所述第二偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道的两个偏振通道。所述第三偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道的两个偏振通道。所述第一光束分离器可为30/70光束分离器。所述第二光束分离器可为50/50光束分离器。所述第二偏振光束分离器相对于入射平面可成45
°
且所述第三偏振光束分离器相对于所述入射平面可成0
°
。四分之一波片可安置于所述第一光束分离器与所述第一偏振光束分离器之间。所述控制器进一步可经配置以正规化所述信号的对以产生三个所述正规化结果且基于所述三个正规化结果确定所述值。
[0011]所述控制器可经配置以使用公式V＝(Pq
‑
Sq)/(Pq+Sq)正规化所述对所述信号之间的所述差异，其中Pq及Sq是所述对所述信号，V是所述正规化结果，且Sp＝Pq+Sq是所述总强度。
[0012]所述传感器可经配置以提供经反射离开所述表面的所述光束的四个或更少偏振通道。
[0013]所述光源可经配置以引导在多个波长下的所述光束。所述光源可为可调激光或在不同波长下工作的多个激光的波长多路复用。
[0014]所述控制器可经配置以通过用非线性最小平方优化算法拟合所述对所述信号或所述正规化结果来确定所述层的所述值。
[0015]在第二实施例中，提供一种方法。方法包含：将光束从光源引导于晶片的表面处；用传感器接收经反射离开所述表面的所述光束；使用至少一个偏振光束分离器将所述传感器中的所述光束分离成多个偏振通道；从所述偏振通道中的每一者产生信号；正规化一对所述信号之间的差异以产生正规化结果；及基于所述正规化结果及所述对所述信号的总强度确定所述晶片上的层的值。所述值是厚度、表面粗糙度、材料浓度或临界尺寸中的一者。
[0016]所述正规化可使用公式V＝(Pq
‑
Sq)/(Pq+Sq)，其中Pq及Sq是所述对所述信号，V是所述正规化结果，且Sp＝Pq+Sq是所述总强度。
[0017]所述分离可进一步包括使用三个所述偏振光束分离器将所述光束分离成六个所述偏振通道。所述正规化可进一步包括产生三个所述正规化结果。
[0018]所述方法可进一步包括使用模型来分析所述经测量信号以确定所述晶片上的层的所述值。
[0019]所述光束可在多个波长下。所述多个波长可由可调激光或由在不同波长下工作的多个激光的波长多路复用产生。
[0020]所述确定可包含以非线性最小平方优化算法拟合所述对所述信号或所述正规化结果。
附图说明
[0021]为更充分理解本专利技术的本质及目的，应参考结合附图进行的以下详细描述，在附图中：
[0022]图1是根据本专利技术的系统的实施例的示意图；
[0023]图2是根据本专利技术的图1的传感器的实施例的示意图；
[0024]图3是使用图2的传感器来比较信号与厚度的图表；
[0025]图4到6是针对具有不同量的锗的Si1‑
x
Ge
x
外延层来比较信号与外延层厚度的图表；
[0026]图7是针对Pq及Sq来比较信号与厚度的图表；
[0027]图8是针对图7的Pq及Sq来比较相位与厚度的图表；及
[0028]图9是比较可从图3的六个信号的正规化结果推导出的来自表面的可测量的反射的图表。
具体实施方式
[0029]尽管将根据特定实施例来描述所主张的标的物，但其它实施例(包含未提供本文中所阐述的全部优点及特征的实施例)也在本专利技术的范围内。在不脱离本专利技术的范围的情况下，可进行各种结构、逻辑、过程步骤及电子改变。
[0030]本文中揭示的系统及方法的实施例实现对样本参数的定量监测，且提供经改进的检验能力。系统按波长产生晶片上每点更多个可靠且可测量的量。这增加可能应用且改进结果。从检验工具提取样本参数可帮助检测过程参数漂移，这将使半导体制造商能够采取预防或校正作为。
[0031]图1是系统100的实施例的示意图。光源101产生经引导于平台104上的晶片105的表面108处的光束102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：平台，其经配置以固持晶片；光源，其经配置以将光束引导于所述平台上的所述晶片的表面处；传感器，其经配置以接收经反射离开所述表面的所述光束，且提供至少两个偏振通道，所述偏振通道中的每一者提供信号；及控制器，其与所述传感器电子通信，其中所述传感器经配置以提供六个偏振通道，且其中所述传感器包含：第一光束分离器；第二光束分离器，其经配置以接收来自所述第一光束分离器的光；第一偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第一光束分离器的光，其中所述第一偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道中的两个偏振通道；第二偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第二光束分离器的光，其中所述第二偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道中的两个偏振通道；及第三偏振光束分离器，其经配置以接收来自所述第二光束分离器的光，其中所述第三偏振光束分离器经配置以产生所述六个偏振通道中的两个偏振通道，及其中所述控制器经配置以：从所述偏振通道中的每一者接收所述信号；正规化所述信号的对以产生三个正规化结果；及基于所述三个正规化结果确定所述晶片上的层的厚度和材料浓度。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器是偏振敏感检测器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光束分离器是30/70光束分离器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二光束分离器是50/50光束分离器。5.根据权利要求1所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诗芳，温友贤，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：