[发明专利]晶圆薄膜量测方法及装置

说明书

本发明提供一种晶圆薄膜量测方法及装置，该晶圆薄膜量测方法包括以下步骤：以一量测装置对一个薄膜厚度已知的晶圆成品的标准品进行光学量测，取得一第一光学数据；以该量测装置对一晶圆待测品执行量测，以取得一第二光学数据；将该第二光学数据导入依该第一光学数据所建立的参数模型，以取得该晶圆待测品的薄膜厚度。

技术领域

本发明有关于一种薄膜量测方法及装置，尤指一种用于量测晶圆上的薄膜的晶圆薄膜量测方法及装置。

背景技术

在半导体工艺中，由晶棒(Ingot)切割成薄片的晶圆(Wafer)，其表面可生成氧化薄膜或镀上各种不同的金属薄膜，这些薄膜可经反复的蚀刻(Etching)工艺与化学机械平坦化(Chemical Mechanical Plconalization；CMP)工艺形成预设的图案化结构；如图1所示，通常晶圆W上会依序堆叠形成多层薄膜F1、F2，每一层薄膜内皆有预设的图案化结构F11、F12、F13、F21、F22、F23。

在晶圆的每一层薄膜形成后，皆须由光学量测装置进行该层薄膜厚度的量测，并将量测信息回馈给操作人员或上一工艺的设备；因不同的图案化结构在加工后可对应产生不同的产品，如图2所示，晶圆W上设有四个具有不同图案化结构的区域，故光学量测装置须量测晶圆W表面不同量测位置(如图的四个区域)的薄膜厚度，这些薄膜厚度的量测，一般是将所量测到的光学数据导入预设的参数模型中，在此简单假设参数模型为a×b＝c，其中，a为图案化结构的对应参数，b为薄膜厚度，c为光学数据；因晶圆每一层薄膜内的结构皆由不同的材料与图案所构成，如图3所示，光学量测装置所发射的入射光线在进入薄膜F1、F2后，穿经不同的图案化结构，产生不同程度的散射，故其反射光线的光学数据c亦会有不同程度的变化，为了能准确运算薄膜厚度b，在量测前操作人员须针对所有预设位置的图案化结构，输入各种预设图案化结构的对应参数a以建立参数模型，以利后续薄膜厚度的运算；等于在图案化结构的对应参数a、光学数据c已知之下，将图案化结构的对应参数a、光学数据c导入参数模型运算得出薄膜厚度b。

发明内容

已知薄膜厚度的计算须预先建立所有预设位置的参数模型，此举须预先得知所有位置的图案化结构的对应参数a，该图案化结构的对应参数a包含了所有光线可能穿经图案化结构的所有对应参数，该对应参数其实际上可能是由多个子参数a1、a2、a3、a4、a5、a6…所组成，参数模型的建立程序相当地复杂；且若要在量测前取得对应参数的信息，必须要知悉晶圆图案化结构的设计资料，对于实际进行量测的操作人员而言，并不易取得各厂视为机密的晶圆图案化结构设计资料。

因此，本发明的目的，在于提供一种可方便建立参数模型的晶圆薄膜量测方法。

本发明的另一目的，在于提供一种可方便建立参数模型的晶圆薄膜量测装置。

依据本发明目的的晶圆薄膜量测方法，包括以下步骤：一光学量测步骤，使一量测装置发射一入射光至一标准品的一量测位置，并接收由该量测位置所反射的反射光的一第一光学数据，该标准品为一个薄膜厚度已知的晶圆成品；一参数建立步骤，使该量测装置由该反射光的该第一光学数据，参照该已知的薄膜厚度建立参数模型；一膜厚运算步骤，使该量测装置对一与该标准品具有相同工艺的待测品进行量测，并将量测到的一第二光学数据导入该参数模型中，以运算该待测品的薄膜厚度。

依据本发明目的的另一晶圆薄膜量测方法，包括：以一量测装置对一个薄膜厚度已知的晶圆成品的标准品进行光学量测，取得一第一光学数据；以该量测装置对一晶圆待测品执行量测，以取得一第二光学数据；将该第二光学数据导入依该第一光学数据所建立的参数模型，以取得该晶圆待测品的薄膜厚度。

依据本发明另一目的的晶圆薄膜量测装置，包括：用以执行如所述的晶圆薄膜量测方法的装置。