用于薄膜光学测量的系统和方法技术方案

本文提供的方法可包括在半导体处理工具内照射晶片上的区域，该晶片具有对光至少为半透明且具有可测量消光系数的材料层，并且该区域为晶片的表面的第一部分，使用一个或更多检测器检测从该材料和该材料下方的表面反射的光，并产生对应于检测到的光的光学数据，通过将光学数据应用于传递函数产生关联于晶片上材料的性质的度量，该传递函数使光学数据与关联于晶片上材料的性质的度量相关，确定对处理模块的一个或更多处理参数的调整，并根据经调整的一个或更多处理参数执行或修改处理模块中的处理操作。中的处理操作。中的处理操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于薄膜光学测量的系统和方法

技术介绍

[0001]电子设备使用例如沉积、掩膜、蚀刻、清洁和/或其他处理的各种处理技术在例如半导体晶片等衬底上制造。沉积技术的示例包括电镀、无电沉积、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)等。去除或蚀刻技术的示例包括剥离、湿式蚀刻、干式蚀刻、化学机械抛光(CMP)等。
[0002]在生产期间，需要评估衬底以确定处理是否正确执行和/或在后续衬底的生产之前调整工艺。
[0003]这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。目前所命名的专利技术人的工作，在该
技术介绍
部分以及本说明书的在申请时不会以其他方式被认为是现有技术的方面中描述的程度上，既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0004]本公开的系统、方法和装置各自具有某些创新方面，其中没有一个单独构成本文所公开的期望属性。在这些方面中包括至少以下实施方式，但进一步的实施方式可在详细描述中阐述，或可从本文提供的讨论中显而易见。
[0005]在一些实施方案中，可提供在具有处理室和光学计量模块的半导体处理工具中处理晶片的方法。该方法可包括在第一晶片定位于半导体处理工具内时照射第一晶片上的第一区域，第一晶片具有第一材料的第一层，该第一材料对光至少为半透明且具有可测量的消光系数，并且第一区域为第一晶片的表面的第一部分，当第一晶片定位于半导体处理工具内时，使用光学计量模块的一个或更多检测器检测从第一晶片的第一区域中的第一材料和第一材料下方的表面反射的光，并产生对应于检测到的光的第一光学数据，通过将第一光学数据应用到传递函数而产生关联于第一晶片上的第一材料的性质的度量，该传递函数使第一光学数据与关联于第一晶片上的第一材料的性质的度量相关，基于该应用确定对半导体处理工具的处理模块的一个或更多处理参数的调整；以及根据经调整的一个或更多处理参数执行或修改处理模块中的处理操作。
[0006]在一些实施方案中，可在第二晶片上执行处理操作，该第二晶片在第一晶片在处理模块中被处理之后进入处理模块。
[0007]在一些这类实施方案中，该调整可使第二晶片上的第一材料的第一层具有不同于该度量的第二度量，并且该性质可以是厚度、折射率、表面粗糙度、密度或前述任一者在晶片表面上的变化。
[0008]在一些这类实施方案中，调整可使第一材料的性质的度量在处理操作期间保持实质上相同，并且该性质可以是厚度、折射率、表面粗糙度和密度。
[0009]在一些这类实施方案中，该方法可进一步包括照射位于半导体处理工具内的第二晶片的第二区域，第二区域为第二晶片的表面的第二部分，在第二晶片定位于半导体处理工具内时，使用一个或更多检测器检测从第二晶片的第二区域中的第一材料和第一材料下方的表面反射的光，并产生对应于检测到的光的第二光学数据，通过将第二光学数据应用
到传递函数而产生关联于第二晶片上的第一材料的性质的第二度量，该传递函数使第二光学数据与关联于第二晶片上的第一材料的性质的第二度量相关，基于该应用，确定对用于处理模块的一个或更多处理参数的第二调整；以及根据第二经调整的一个或更多处理参数执行或修改处理模块中的第二处理操作。
[0010]在一些实施方案中，产生第一光学数据可在第一晶片已在处理模块中完全被处理之前执行，并且执行或修改处理操作可包括在第一晶片已在处理模块中完全被处理之前修改处理操作。
[0011]在一些这类实施方案中，该方法可以进一步包括在执行或修改之后，当第一晶片定位于半导体处理工具内时照射第一晶片上的第一区域，当第一晶片定位于半导体处理工具内时，使用一个或更多检测器检测从第一晶片的第一区域中的第一材料和第一材料下方的表面反射的光，并产生对应于检测到的光的第二光学数据，通过将第二光学数据应用到传递函数，而产生关联于第一晶片上的第一材料的性质的第二度量，该传递函数使第二光学数据与关联于第一晶片上的第一材料的性质的第二度量相关；基于该应用，确定对半导体处理工具的处理模块的一个或更多处理参数的第二调整；以及根据第二经调整的一个或更多处理参数执行或修改处理模块中的第二处理操作。
[0012]在一些实施方案中，调整可包括对沉积时间、晶片温度、溶液分配位置的排序和/或时序、流速、卡盘旋转速度、吹扫气体流速、RF功率、电子束功率、室压力、目标位置和朝向衬底的方向、偏置电压或波形、前驱物流速、载气流速、用于将等离子体塑形的各种室部件的方向和位置、或其组合。
[0013]在一些实施方案中，该产生可包括确定第一光学数据与目标光学数据之间的差异。
[0014]在一些这类实施方案中，该方法可进一步包括确定第一光学数据与目标光学数据之间的差异是否超过阈值，该确定和调整进一步基于该差异是否超过阈值的确定。
[0015]在一些实施方案中，第一光学数据可包括关联于第一晶片的内部区域的光学数据的第一子集和关联于第一晶片的边缘区域的光学数据的第二子集，并且该产生可包括确定第一子集与第二子集之间的差异。
[0016]在一些实施方案中，该产生可包括确定第一光学数据与来自第二晶片的光学数据之间的差异。
[0017]在一些实施方案中，该方法可进一步包括在照射和检测期间造成第一晶片与一个或更多检测器之间的相对运动。
[0018]在一些实施方案中，该度量可以进一步基于校准数据。
[0019]在一些这类实施方案中，校准数据可基于目标晶片的目标数据。
[0020]在一些实施方案中，第一部分可至少为第一晶片的表面积的五分之一。
[0021]在一些这类实施方案中，第一部分可至少为第一晶片的表面积的80％。
[0022]在一些实施方案中，处理模块中的处理操作可将材料沉积到晶片上，并且对一个或更多处理参数的调整可减少所沉积的材料的不均匀性。
[0023]在一些实施方案中，该光可以是白光。
[0024]在一些实施方案中，该光可具有约375nm与约800nm之间的波长。
[0025]在一些实施方案中，可提供半导体处理工具。半导体处理工具可包括配置成在晶
片上执行一个或更多处理操作的处理模块，该晶片具有第一材料的第一层，该第一材料对光至少为半透明且具有可测量的消光系数；具有照明源且具有一个或更多检测器的光学计量模块，该照明源被配置成将宽频光发射至晶片的第一区域上，该一个或更多检测器配置成检测从晶片的第一区域中的第一材料和第一材料下方的表面反射的光，第一区域为晶片的表面的第一部分；以及包括一个或更多处理器和一个或更多非瞬时存储器设备的控制器，该一个或更多非瞬时存储器设备储存用于控制一个或更多处理器的指令，以使照明源照射晶片，使一个或更多检测器检测晶片的第一区域中从晶片和离开第一材料下方的表面反射的光，产生对应于检测到的光的第一光学数据，通过将第一光学数据应用于传递函数而产生关联于晶片上的第一材料的性质的度量，该传递函数使第一光学数据与关联于晶片上的第一材料的性质的度量相关；基于该应用确定对处理模块的一个或更多处理参数的调整，以及根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在半导体处理工具中处理晶片的方法，所述半导体处理工具具有处理室和光学计量模块，所述方法包含：当第一晶片定位于所述半导体处理工具内时，照射所述第一晶片上的第一区域，其中所述第一晶片具有第一材料的第一层，所述第一材料对光至少为半透明且具有可测量的消光系数，并且其中所述第一区域是所述第一晶片的表面的第一部分；当所述第一晶片定位于所述半导体处理工具内时，使用所述光学计量模块的一个或更多检测器检测从所述第一晶片的所述第一区域中的所述第一材料和所述第一材料下方的表面反射的光，并产生与所检测到的光相对应的第一光学数据；通过将所述第一光学数据应用于传递函数，产生关联于所述第一晶片上的所述第一材料的性质的度量，所述传递函数使所述第一光学数据与关联于所述第一晶片上的所述第一材料的所述性质的所述度量相关；基于所述应用，确定对所述半导体处理工具的处理模块的一个或更多处理参数的调整；以及根据经调整的所述一个或更多处理参数执行或修改所述处理模块中的处理操作。2.如权利要求1所述的方法，其中所述处理操作在第二晶片上执行，所述第二晶片在所述第一晶片在所述处理模块中被处理之后进入所述处理模块。3.如权利要求2所述的方法，其中：所述调整导致所述第二晶片上的所述第一材料的所述第一层具有不同于所述度量的第二度量，以及所述性质为选自由下列项组成的群组的项：厚度、折射率、表面粗糙度、密度、以及前述任一者在晶片表面上的变化。4.如权利要求2所述的方法，其中：所述调整导致所述第一材料的所述性质的所述度量在所述处理操作期间保持实质上相同，以及所述性质选自由下列项组成的群组：厚度、折射率、表面粗糙度和密度。5.如权利要求2所述的方法，进一步包含：照射定位于所述半导体处理工具内的所述第二晶片的第二区域，其中所述第二区域为所述第二晶片的表面的第二部分；当第二晶片定位在所述半导体处理工具内时，使用所述一个或更多检测器检测从所述第二晶片的所述第二区域中的第一材料和所述第一材料下方的表面反射的光，并产生对应于所检测到的所述光的第二光学数据；通过将所述第二光学数据应用到传递函数，产生关联于所述第二晶片上的所述第一材料的所述性质的第二度量，所述传递函数使所述第二光学数据与关联于所述第二晶片上的所述第一材料的性质的所述第二度量相关；基于所述应用，确定对用于所述处理模块的一个或更多处理参数的第二调整；以及根据第二经调整的所述一个或更多处理参数执行或修改所述处理模块中的第二处理操作。6.如权利要求1所述的方法，其中：产生所述第一光学数据在所述第一晶片已在所述处理模块中完全被处理之前执行，以
及执行或修改所述处理操作包括在所述第一晶片已在所述处理模块中完全被处理之前修改所述处理操作。7.如权利要求6所述的方法，进一步包含在所述执行或修改之后：当所述第一晶片定位于所述半导体处理工具内时，照射所述第一晶片上的第一区域；当所述第一晶片定位于所述半导体处理工具内时，使用一个或更多检测器检测从所述第一晶片的所述第一区域中的所述第一材料和所述第一材料下方的表面反射的光，并产生对应于所检测到的所述光的第二光学数据；通过将所述第二光学数据应用到传递函数，产生关联于所述第一晶片上的所述第一材料的所述性质的第二度量，所述传递函数使所述第二光学数据与关联于所述第一晶片上的所述第一材料的所述性质的所述第二度量相关；基于所述应用，确定对所述半导体处理工具的处理模块的一个或更多处理参数的第二调整；以及根据第二经调整的所述一个或更多处理参数执行或修改所述处理模块中的第二处理操作。8.如权利要求1所述的方法，其中所述调整包括对选自由下列项组成的群组...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，李梦萍，尚蒂纳特，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：