[发明专利]经由激光衍射测量3D半导体结构的温度的设备及方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施例大致上涉及用于测量基板的温度的设备及方法，所述基板上具有三维(3D)特征结构。

相关技术的描述

半导体装置的持续微缩驱动了半导体装置的新架构的结果，所述新架构包含3D特征结构。3D特征结构的一个后果为，由于检测器收集的光减少、由于镜面反射的损失（例如，当照射光源的入射角等于反射角），而减少非接触式测量的准确性。可使用非接触式测量，例如高温测定，通过测量从物体发射的热发射，以确定基板温度。基板的热发射可被表示为：

(T)=RΩAΠ∫λ2λ1∫φ2φ1∫θ2θ1ϵλ′(λ,θ,φ,T)τ(λ)XG(λ)eλ.b(λ,T)dθdφdλ]]>   (方程式1)

其中T为温度；θ及ψ为极角及方位角；λ为光波长；R_Ω为示波器的阻抗；A为由检测器所感测的面积；ε'_λ(λ,θ,φ,T)为定向光谱发射率；τ(λ)为光学路径中透镜及滤片的光谱透射率；G(λ)为于不同波长下检测器的响应度，且e_λ,b为基板的发射率。如方程式1中所示，基板的热发射为基板的发射率与温度两者的函数。为了简化上述方程式，大部分的高温计设定为单一发射率值而不顾所测量的物体。然而，并非全部的物体皆具有相同的发射率，且因此，高温计量得的温度经常不准确。

对于某些平坦结构，可经由实验确定物体的发射率，允许将修正因子应用至高温计，此举促使更准确确定物体温度。与平坦基板相较，当处理3D结构时，非接触式测量特别不准确。由于确定物体发射率的困难，3D结构的测量更不准确。照射3D结构造成来自基板的反射光的散射与干涉，使得当采用传统发射率测量技术时，发射率的确定并不准确。

因此，需要用以测量及监控基板的温度的方法及设备，所述基板上具有3D特征结构。

发明内容