专利名称：金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法
技术领域：
本发明涉及一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，其可侦测、记录并运算金属刻蚀 缺陷致生的光激发光谱信息，通过分析刻蚀后金属表面缺陷的侦测装置及其侦测方法。
背景技术：
半导体工艺常用到腔室刻蚀(Chamber Etching)技术，例如等离子刻蚀法(Plasma Etching)、反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching, RIE)或溅射刻蚀(Sputter Etching)等， 这些刻蚀造成的缺陷常可提供工艺改进的参考信息，故刻蚀侦测方法导入刻蚀工艺，有助于 由金属表面缺陷的判读，实时了解并改善刻蚀工艺，整体而言，对于工艺普遍关注的成品率 提升有正面意义，间接亦可降低生产成本。在腔室刻蚀环境下，不易进行缺陷侦测，实施时受限于刻蚀设备的操作，若将刻蚀目标 物反复进出刻蚀腔室进行表面侦测，不但效率低，而且需承担部分危险性；此外，通用的光 激发光谱(Optical Emission Spectroscopy, EOES)分析方法不易与磁场同步化，此一现象可 能导致结构分析的准确性，直接影响前述工艺分析的结论，产业影响力不容忽视。发明内容本发明的主要目的在于，提供一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，以便于测量金 属刻蚀缺陷的侦测装置及其侦测方法。本发明的另一目的在于，提供一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，其可快速测定 金属刻蚀缺陷的侦测装置及其侦测方法。本发明的再一目的在于，提供一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，其可与磁场周 期同步的金属刻蚀缺陷的侦测装置及其侦测方法。为达上述目的，本发明金属刻蚀缺陷侦测装置包括光谱装置、记录装置及处理装置，以 光谱装置侦测、分类光激发光谱信息，以记录装置记录光谱信息，并以处理装置根据光谱信 息产出必要图形，供材料结构分析之用；本发明金属刻蚀缺陷侦测方法，其撷取金属刻蚀缺 陷结构之光激发光谱信息，并将光谱信息予以储存，最后运算光谱信息输出可供分析的图表， 当中可适当引入磁场周期参数，并可整合应用于强化光激发光谱的分析技术。 以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
图1为本发明金属刻蚀缺陷侦测装置实施示意图。 图2为本发明金属刻蚀缺陷侦测方法流程示意图。 标号说明1金属刻蚀缺陷侦测装置 12光谱装置 122光学侦测器 124光谱分析仪 14记录装置 16处理装置 2刻蚀腔室具体实施方式
本发明提供一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，它是利用光激发光谱判断金属刻 蚀缺陷的侦测装置及其侦测方法，可应用于强化光激发光谱侦测法。本发明提供的金属刻蚀缺陷侦测装置如图1所示，金属刻蚀缺陷侦测装置1主要包括相 互整合、连结使用之一光谱装置12、 一记录装置14及一处理装置16;其中刻蚀腔室2可以 是使用于等离子刻蚀(Plasma Etching)、反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching, RIE)或溅射 刻蚀(Sputter Etching)的机台，其中光谱装置12至少包括有一光学侦测器122以及一光谱 分析仪124。请同时参阅图2所示的金属刻蚀缺陷侦测方法，详述如下 步骤SOh收集刻蚀工艺中金属缺陷产生的光激发光谱信息，本步骤所指收集光激发光谱信息，主 要包括波长、次数、能量及特性波长等信息，这些数据收集妥当后予以储存备用，待光谱分 析步骤予以存取、运算，以获得必要的结论。实施时，以光谱装置中的光学侦测器122测量、感应、撷取或分类前述刻蚀腔室中已刻 蚀金属缺陷产生的光激发光谱及相关光谱信息，例如波长、次数、能量等；以光谱分析仪124 分析光激发光谱之特性波长等信息，通常特性波长受材料种类、薄膜厚度、薄膜应力、沉积 率或刻蚀率因素之影响，这些影响因素也是本发明希望侦测的。 步骤S02:以一记录装置14及一处理装置16，分别记录并运算光激发光谱信息，此步骤主要在整理 及分类光谱信息，以利于后续进行的光谱分析；其中记录装置14与处理装置16密切配合， 前者用以记录前述分类过的光谱信息，后者处理这些己记录的光谱信息，通常数据繁多时便 需要记录装置M拥有较大的记忆缓冲，以防处理装置16不及处理信息，造成数据的遗漏而 影响分析结果。步骤S03:采用强化光激发光谱(Enhanced Optical Emission Spectroscopy, E0ES)，自已整理的 光谱信息分析出特性波长，本步骤的目的在于鉴别金属受腐蚀表面特性，由于侦测是直接整 合在刻蚀工艺中，等于是接在其后的一验证程序，此分析结果将有助于实时改善工艺缺点及 保证刻蚀效果的一致。步骤S04:引用端点(End-Point)演算分析技术，并引入磁场周期参数，使本发明提供的金属刻蚀缺 陷侦测方法可以与磁场周期同步化，克服现有技术实施的限制。 步骤S05:绘制并分析光激发光谱强度随时间变化的折线图，此步骤搭配步骤S04的结论，用以鉴 别实际经刻蚀后金属缺陷结构，以本发明提供的侦测方法，可以达到便利且快速侦测金属刻 蚀缺陷的效果。以上所述的仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，因此凡依 照本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所作的等同变化与修饰，均应涵盖在 本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种金属刻蚀缺陷侦测装置，该侦测装置可应用于腔室刻蚀工艺，其特征在于包括一光譜裝置，用于测量并分类一光激发光谱的特性波长、能量大小及能量级；一记录装置，其连结于该光谱装置，用于记录该光谱装置输出的数据；以及一处理装置，其连结于该记录装置，用于处理并运算该记录装置记录的数据。
2、 根据权利要求l所述的金属刻蚀缺陷侦测装置，其特征在于所述光谱装置包括一光学侦 测器及一光谱分析仪，该光学侦测器用于侦测该光激发光谱的波长、次数及能量，该光谱 分析仪用于分析该光激发光谱的特性波长。
3、 一种金属刻蚀缺陷侦测装置侦测方法，应用于腔室刻蚀工艺，包括以下步骤 收集该刻蚀工艺产生缺陷的光激发光谱信息； 记录并运算该光激发光谱信息； 采用强化光激发光谱分析该光激发光谱； 在端点演算规则中输入磁场周期参数以及 绘制并分析该光激发光谱强度随时间变化的折线图。
4、 根据权利要求3所述的金属刻蚀缺陷侦测装置侦测方法，其特征在于所述刻蚀工艺为等 离子刻蚀或反应离子刻蚀或溅射刻蚀。
5、 根据权利要求3所述的侦测方法，其特征在于所述磁场周期参数数值范围为0.1至5。
6、 根据权利要求3所述的金属刻蚀缺陷侦测装置侦测方法，其特征在于所述光激发光谱强 度为百分比，该时间单位为秒。
全文摘要
本发明提供一种金属刻蚀缺陷侦测装置及其侦测方法，它整合了光谱装置、记录装置及处理装置，兼具侦测、记录、运算能力的装置；本发明金属刻蚀缺陷侦测方法，其撷取金属刻蚀缺陷结构的光激发光谱信息，并将光谱信息予以储存，最后运算光谱信息输出可供分析的图表，当中可适当引入磁场周期参数，可整合应用于强化光激发光谱的分析技术，达到快速测定金属刻蚀缺陷，并可与磁场周期同步。
文档编号G01R31/28GK101114602SQ20061002946
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者宓守刚, 罗来青 申请人:上海宏力半导体制造有限公司