[发明专利]测量间隙、厚度的方法及系统

说明书

本发明的实施例提供了一种用于确定制造工具和工件之间的空隙的系统和方法。在示例性实施例中，该方法包括在工具中接收衬底从而在其间限定间隙。在衬底的与间隙相反的底面上设置的变换器提供穿过衬底传导的声波信号。变换器还接收来自限定间隙的衬底的顶面的第一回声和来自进一步限定间隙的工具的底面的第二回声。基于第一回声和第二回声测量间隙的宽度。在一些实施例中，工具的底面是喷嘴的底面，且在变换器接收第一回声和第二回声时，喷嘴在间隙中提供液体或气体。本发明的实施例还提供了测量厚度的方法。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，更具体地涉及测量间隙、厚度的方法及系统。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业已经经历了快速发展。在IC演进过程中，功能密度(即，单位芯片面积中的互连器件的数量)通常在增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))减小。这种规模缩小工艺通常通过增加产量效率和降低相关成本来提供很多益处。然而，这种按比例缩小工艺也伴随着增大了设计和制造引入这些IC器件的复杂度，因而为了实现这些进步，需要器件制造中的相似进步。

作为仅一个实例，许多制造步骤涉及制造工具靠近掩模衬底、半导体衬底或其它工件的一些部分。然而，与工件接触可能是灾难性的。进一步复杂化问题，制造工艺中的改进可能故意或非故意地涉及移动靠近工件的工具的突出部分。例如，可以靠近工件移动流动喷嘴以更好地控制应用流体的位置且减少气泡、涡旋、或其它流体破坏。

即使当工艺不变时，向着更大的半导体衬底和掩模衬底移动可以带来挑战。在这方面，300mm的晶圆已经变得普遍，这是因为它们允许更多的电路被同时制造，且在未来计划更大的晶圆。同样地，掩模尺寸增加以增强部件的质量。然而，这些更大的工件可能比它们更小的等同物更容易弯曲，可能更不均匀且可能具有更多表面不规则性。这些因素的任何因素都可能增加与制造工具的无意中接触的风险。更大的工件还可能更脆弱，使接触更危险。

因此，尽管用于测量和控制制造工具和工件之间的空隙的常规技术已经大体足够，但是未来改善的潜力仍然存在。具有在工具和工件之间的距离上更精准控制的工具可以减小接触事件的出现和严重程度。此外，一旦就位，可以利用这些控制以测量和控制制造工艺的其它方面。对于这些原因和其它原因，测量和工具控制的额外改善可以提供贯穿制造工艺的显著改进。

发明内容

本发明的实施例提供了一种测量间隙的方法，包括：在工具中接收衬底，从而在所述工具和所述衬底之间限定间隙；通过设置在所述衬底的与所述间隙相反的底面上的变换器来提供声波信号，其中，所述声波信号穿过所述衬底传导；通过所述变换器接收来自限定所述间隙的所述衬底的顶面的第一回声和来自进一步限定所述间隙的所述工具的底面的第二回声；以及基于所述第一回声和所述第二回声测量所述间隙的宽度。

本发明的实施例还提供了一种测量厚度的方法，包括：接收衬底，所述衬底具有设置在所述衬底上的材料层；提供与所述材料层相反地耦合至所述衬底的变换器；通过所述衬底经由所述变换器发射声波信号；通过所述变换器接收来自所述材料层的底部界面的第一回声；通过所述变换器接收来自所述材料层的顶部界面的第二回声；基于所述第一回声和所述第二回声确定所述材料层的厚度。

本发明的实施例还提供了一种测量间隙的系统，包括：卡盘，可操作为保持晶圆，从而使得保持的晶圆限定介于所述晶圆和所述系统之间的间隙；变换器，可操作为：耦合至所述保持的衬底；穿过所述衬底发射声波信号；接收来自限定所述间隙的所述晶圆的表面的第一回声；接收来自进一步限定所述间隙的所述系统的表面的第二回声；提供表示所述第一回声和所述第二回声的信号；以及信号处理器，可操作为接收所述信号并且根据所述第一回声和所述第二回声确定与所述间隙相关的测量结果。

附图说明