[发明专利]用于测量衬底及膜厚度分布的系统及方法

说明书

本系统包含经配置以测量跨衬底的平坦度的双干涉仪子系统。所述系统包含经配置以测量所述衬底的质量的质量传感器。所述系统包含通信地耦合到所述双干涉仪子系统及所述质量传感器的控制器。所述控制器包含一或多个处理器。所述一或多个处理器经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令，所述一组程序指令经配置以致使所述一或多个处理器基于来自所述双干涉仪子系统的一或多个平坦度测量及来自所述质量传感器的一或多个质量测量确定依据跨所述衬底的位置而变的所述衬底或沉积在所述衬底上的膜中的至少一者的厚度分布。

相关申请案的交叉参考

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2017年2月8日申请、标题为“在用于晶片及膜厚度分布测量的WSPWG中使用质量计的方法(METHOD TO USE MASS GAUGE IN WSPWG FORWAFER AND FILM THICKNESS DISTRIBUTION MEASUREMENT)”、命名Dengpeng Chen及AndrewZeng为发明人的第62/456,651号美国临时申请案的权益，所述案的全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及测量衬底及膜厚度，且特定来说，涉及利用质量计及来自双干涉仪的测量来确定衬底或膜厚度分布。

背景技术

干涉法是用于基于与从样本(例如半导体晶片或任何其它半导体或非半导体衬底)的测试表面反射的照明相关联的信息测量样本的一或多个空间特性的有用技术。随着半导体制造不断需要较高水平的准确度及精度，需要改进的干涉法技术来满足现代制造技术的需求。通常期望测量晶片或薄膜的绝对厚度分布t(x,y)。当前，裸晶片的绝对厚度分布t(x,y)的测量是通过跨晶片执行的双干涉法测量及电容计(CG)或光学厚度计(OTG)测量的组合来实现。CG测量涉及使用仅可用来测量可虚拟接地的衬底的电容式位移传感器。OTG测量涉及使用激光位移传感器且可仅在材料表面反射入射激光束时才感测材料表面。这两种途径都受到明显限制。因此，期望提供一种克服上文所讨论的先前途径的不足的系统及方法。

发明内容

根据本发明的一或多个实施例，揭示一种用于测量衬底及/或膜厚度的系统。在一个实施例中，所述系统包含经配置以测量跨衬底的平坦度的双干涉仪子系统。在另一实施例中，所述系统包含经配置以测量所述衬底的质量的质量传感器。在另一实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述双干涉仪子系统及所述质量传感器的控制器。在另一实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，其中所述一或多个处理器经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令。在另一实施例中，所述一组程序指令经配置以致使所述一或多个处理器基于来自所述双干涉仪子系统的一或多个平坦度测量及来自所述质量传感器的一或多个质量测量确定依据跨所述衬底的位置而变的所述衬底或沉积在所述衬底上的膜中的至少一者的厚度分布。

根据本发明的一或多个实施例，揭示一种用于测量衬底厚度的方法。在一个实施例中，所述方法获取依据跨衬底的位置而变的所述衬底的一或多个平坦度测量。在另一实施例中，所述方法获取所述衬底的一或多个质量测量。在另一实施例中，所述方法基于所述一或多个质量测量确定所述衬底的平均厚度。在另一实施例中，所述方法基于所述衬底的所述一或多个平坦度测量及所述平均厚度确定依据跨所述衬底的位置而变的所述衬底的一或多个厚度分布。在另一实施例中，所述方法基于所述衬底的所述一或多个经确定厚度分布调整一或多个过程工具。