生成用于确定针对前侧图案化的调节的背侧衬底纹理图的系统和方法技术方案

本文所公开的技术提供了用于针对衬底的背侧生成纹理图的系统和方法。所述纹理图可以用于确定针对衬底的前侧的后续工艺的工艺调节(例如，焦点深度)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
缩小器件尺寸对缺陷检测计量有积极的需求。随着器件密度和临界尺寸(CD)均匀性要求变得更加严格，当输入晶片的质量没有受到损害时可以利用光刻的最大潜能。晶圆制造中的几乎所有工艺可能导致背侧污染。在更小的器件特征中，由于小的焦点深度(DOF)和紧密的CD，光刻焦点光斑问题加剧。因此，可能期望用于说明焦点光斑问题的技术。
技术实现思路
通常，背侧衬底表面粗糙度和不规则度可以被绘制以满足焦点阈值和曝光挑战。表面粗糙度也可以包括背侧缺陷(粒子或划痕)，所述背侧缺陷可能产生晶片的局部变形，从而引起导致光刻焦点光斑的DOF问题。背侧表面不规则度可以被限定和绘制，以最小化由于焦点深度、光散射、覆盖等导致的缺陷。例如，表面粗糙度传感器能够量化衬底上的局部区域的表面粗糙度。与用于确定衬底上的局部区域的位置的位置部件结合，纹理绘制部件可以生成纹理图，该纹理图突出在随后对衬底的前侧的图案化期间衬底的哪个部分可能引起DOF问题。调节部件可以使用纹理图数据来确定随后的图案化工艺调节，所述随后的图案化工艺调节可以消除或最小化DOF问题。在一个实施方式中，表面粗糙度传感器可以包括声学触笔，所述声学触笔用于检测背侧衬底特征或不规则度的幅度和频率。声学触笔可以生成被记录并且与衬底和触笔的位置关联的音频信号。音频信号的幅度和频率可以用于确定表面粗糙度或不规则度的大小和范围。在声学触笔跨衬底移动时声学触笔可以与旋转衬底接触。声学触笔可以包括接触元件，该接触元件在不对衬底造成实质性损害的情况下与衬底接触。接触元件可以耦接至压电部件，当给接触元件施加力时该压电部件可以生成电信号。电信号可以表示背侧表面形貌，使得可以确定背侧表面粗糙度的幅度和/或频率。在其它实施方式中，接触元件可以磁耦接到一个或更多个磁体，当力被施
加到接触元件时所述一个或更多个磁体生成电签名。在纹理绘制系统的另一实施方式中，衬底的背侧可以被固定到可以旋转衬底的旋转卡盘，而两个或更多个表面粗糙度传感器(例如，声学触笔)可以跨衬底的背侧表面移动。该系统可以检测背侧表面特征的物理特性，并确定这些特征的位置。表面粗糙度数据可以用于调节前侧工艺条件，以提高前侧工艺性能。在一个具体的示例中，前侧表面的平面度或平整度可能会受背侧表面粗糙度影响。当衬底的背侧被放置在工艺卡盘上时，背侧表面粗糙度可能导致前侧表面平面度的局部或区域的变化，这可能导致跨前侧的工艺非均匀性。背侧表面的较高程度的表面粗糙度或非均匀性可能造成衬底弯曲或变形。在一个实施方式中，纹理绘制系统检测可以用于量化表面粗糙度的背侧特征的幅度和/或频率。该系统可以使用衬底卡盘来固定和旋转(例如，<60rpm)衬底，使得表面粗糙度传感器可以跨衬底的背侧移动，并检测背侧的表面粗糙度特征。表面粗糙度传感器可以将表面粗糙度信息或信号提供给纹理绘制部件，该纹理绘制部件可以使用表面粗糙度信息和在数据采集期间表面粗糙度传感器相对于衬底的已知位置来生成纹理图。表面粗糙度传感器可以接触或不接触衬底的表面以采集表面粗糙度信息。在一个实施方式中，表面粗糙度传感器可以包括接触元件，该接触元件能够与衬底的背侧表面接触。接触元件可以包括但不限于与衬底的背侧接触的机械触笔。在衬底旋转期间和/或当移动臂跨衬底来移动轮廓传感器时，接触元件可以保持与衬底接触。衬底旋转和表面粗糙度传感器移动可以使纹理绘制系统跨衬底来采集表面粗糙度数据。接触元件可以连接至可以生成电信号的信号变换器或检测部件，所述电信号表示衬底的背侧特征的幅度和/或频率。在一个具体实施方式中，检测部件可以包括压电材料，所述压电材料可以生成与被施加到接触元件的压力或力的量关联的电信号。编码在电信号内的信息可以提供对衬底的背侧特征的幅度/频率或形貌的指示。在另一实施方式中，表面粗糙度传感器可以包括可以与同一衬底的背侧接触的两个或更多个接触元件。附加的传感器可以增大所采集的数据的量，并提供表面粗糙度的更高分辨率的纹理图以及/或者减小采集数据所需的时间量。在这种情况下，纹理绘制部件可以采集和分析来自多个表面粗糙度传感器的数据，其中，所述多个表面粗糙度传感器同时在跨衬底的不同位置处采集数据。在一个实施方式中，纹理图可以包括被分配给衬底上的坐标位置的表面粗糙度值，所述表面粗糙度值可以针对衬底的前侧的图案化处理进行偏移调节。例如，前侧形貌的变化可以导致背侧表面粗糙度，以及纹理图可以用于补偿这些形貌变化。偏移调节可以包括但不限于焦点深度调节、覆盖调节或其组合。这样，随后的图案化工艺可以被调节以考虑与背侧表面粗糙度相关的跨衬底的形貌差异。附图说明通过参照下面结合附图进行的描述，本文所述的技术的优点连同进一步的优点可以被更好地理解。在附图中，相似的附图标记通常指代贯穿不同视角的同一部件。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明技术的原理。图1示出了纹理绘制系统的示意图以及用于纹理绘制系统的代表性实施方式。图2示出了与衬底的背侧交互的轮廓传感器的代表性实施方式。图3A示出了在极坐标系统中的传感器测量点和路径的示意图。图3B示出了从极坐标转换为笛卡尔坐标的传感器测量点和径向路径的示意图。图3C示出了从极坐标转换为笛卡尔坐标的传感器测量点和径向路径的示意图。图4示出一个纹理图的实施方式，其中，突出衬底上的表面粗糙度值的幅度和位置。图5示出了使用纹理绘制系统的方法的流程图。具体实施方式虽然将参照附图中所示的实施方式来描述本专利技术，但是应当理解，本专利技术可以以实施方式的许多替选形式来实施。此外，可以使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。图1示出了纹理绘制系统100以及工艺室104内的纹理绘制系统100的一部分的代表性实施方式102的示意图。纹理绘制系统100可以用于检
测和绘制衬底106的背侧的表面粗糙度、形貌或平面度。在一个实施方式中，衬底106可以是可以用于通过在衬底106的前侧108表面上施加和图案化薄膜来制造电子器件(例如，存储器、处理器、显示器)的工件。衬底106可以包括但不限于硅晶片，该硅晶片可以具有前侧108表面以及与前侧108表面相反的背侧110表面，并且各表面也可以彼此平行。通常，电子器件被制造在衬底106的前侧108上。衬底106的背侧110可以用于在膜沉积和图案化期间支承或固定衬底106。随着电子器件尺寸不断缩小，背侧形貌或表面粗糙度对前侧108的图案化的影响增加。图像在前侧108上的图案化可能由于表面的非均匀性而失真，该非均匀性由背侧110的跨衬底106的和/或衬底106的局部区域处的表面粗糙度造成。然而，在图案化处理期间，非均匀性可以被补偿。但是，补偿的程度可以取决于知道非均匀性的位置和幅度。纹理绘制系统100可以生成可以用于补偿由衬底106的背侧110引起的非均匀性的纹理图或表。纹理绘制可以以非破坏性的方式来完成，并且对前侧108的影响最小，如果存在任何影响的话。纹理绘制系统100可以被并入工艺室104中或者作为单个设备内的独立腔室。在另一实施方式(未示出)中，纹理绘制系统100可以是生成纹理图并且不提供后续的用于衬底106的前侧108工艺的独立工具。纹理绘制系统100可以包括硬件、固件、软件或其组合，以采集和分析数据，控制衬底106和移动臂118以生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纹理绘制系统，包括：衬底卡盘，所述衬底卡盘能够绕轴来旋转衬底，所述衬底包括与背侧表面相反的图案化前侧表面；轮廓传感器，所述轮廓传感器能够跨所述衬底的所述背侧表面移动，并且所述轮廓传感器能够至少部分地基于所述衬底的所述背侧表面上的表面粗糙度来生成轮廓信号；位置控制器，所述位置控制器能够至少部分地基于所述轮廓传感器相对于所述衬底的位置来生成位置信号；以及纹理绘制部件，所述纹理绘制部件能够至少部分地基于所述轮廓信号和所述位置信号来生成所述衬底的背侧的纹理图，所述纹理图包括对所述衬底的所述背侧的位置处的表面粗糙度的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.24 US 61/931,5551.一种纹理绘制系统，包括：衬底卡盘，所述衬底卡盘能够绕轴来旋转衬底，所述衬底包括与背侧表面相反的图案化前侧表面；轮廓传感器，所述轮廓传感器能够跨所述衬底的所述背侧表面移动，并且所述轮廓传感器能够至少部分地基于所述衬底的所述背侧表面上的表面粗糙度来生成轮廓信号；位置控制器，所述位置控制器能够至少部分地基于所述轮廓传感器相对于所述衬底的位置来生成位置信号；以及纹理绘制部件，所述纹理绘制部件能够至少部分地基于所述轮廓信号和所述位置信号来生成所述衬底的背侧的纹理图，所述纹理图包括对所述衬底的所述背侧的位置处的表面粗糙度的指示。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述轮廓传感器包括：接触元件，所述接触元件能够与所述衬底的所述背侧表面接触；以及检测部件，所述检测部件耦接至所述接触元件，所述检测部件能够在压力或力被施加至所述接触元件时生成所述轮廓信号。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面粗糙度至少部分地基于所述衬底的所述背侧表面的多个幅度。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面粗糙度至少部分地基于背侧特征的多个幅度和周期。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述轮廓传感器包括两个或更多个接触元件，所述两个或更多个接触元件能够在不同位置处与所述背侧表面接触，以及，所述两个或更多个接触元件耦接至针对所述两个或更多个接触元件生成所述轮廓信号的对应的检测部件。6.根据权利要求5所述的系统，其中，纹理绘制处理器至少部分地基于来自所述两个或更多个接触元件的轮廓信号的组合来生成所述纹理图。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述纹理绘制处理器至少部分地基于来自所述两个或更多个接触元件的位置信号的组合来生成所述纹理图。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述衬底卡盘能够以不超过每分钟60转的方式来旋转。9.根据权利要求1所述的系统，还包括：移动臂，所述移动臂能够跨所述衬底的所述背侧来移动所述轮廓传感器。10.根据权利要求1所述的系统，还包括：移动臂，所述移动臂耦接至所述轮廓传感器，传感器臂能够移动所述轮廓传感器以...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东·J·德维利耶，托德·A·马修斯，罗德尼·李·罗宾森，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP