CN109075093A - 用于基板变形测量的计量系统 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方式提供用于检查和处理基板的方法和系统。在一个实施方式中，提供一种方法，所述方法包括：将第一多个束从衍射分束器传输到基板的第一表面以产生第二多个束的反射，其中第一多个束在到达基板的第一表面时彼此间隔开；在光学装置的记录表面上接收第二多个束，其中第二多个束在到达记录表面时彼此间隔开；测量在记录表面上的第二多个束的位置信息；将第二多个束的位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较；和将比较的结果存储在存储器中。

Description

用于基板变形测量的计量系统
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及一种计量系统和使用其的方法，并且更特别地涉及用于测量由于处理期间引起的应力而导致的基板的变形状态的方法和系统。
背景技术
在半导体基板上的薄膜的沉积通常导致在基板内产生局部应力。这些应力可能导致基板的整体翘曲和遍布在基板上(诸如在基板的正面和背面上)的局部缺陷。例如，图1A-1B描绘了形成在基板50上的膜层56的示例，基板50和膜层56两者可能均局部地和/或整体整体地变形。基板50和膜层56的局部和/或整体变形可能是由基板50与膜层56之间的差异造成的应力(诸如由未与基板50的晶格结构对准的膜层56中的原子引起的应力)而导致的。由此产生的应力影响基板50的表面和膜层56的表面的形貌(topography)。
例如，在图1A中，基板50是变形且弯曲的，具有曲率为C1的背表面。基板的背表面的曲率C1可以由第一半径R1限定。除了整体背表面曲率C1之外，膜层56和基板50的区域可以具有包括与背表面曲率C1不同的曲率的局部变形。例如，图1B示出了基板50和膜层56的局部变形的近视图。基板50和膜层56的局部变形可能是由于等离子体工艺期间的热膨胀或等离子体不均匀性而造成的，或是由于在基板50上执行的工艺期间存在的其他不均匀性而造成的。这种不均匀性可能导致基板50的背表面和膜层56的前表面的局部变形。例如，在基板50上的局部变形也可以由曲线限定，诸如具有第二半径R2的局部背表面曲率C2，第二半径R2不同于整体背表面曲率C1的第一半径R1。局部曲率C2也可能会导致产生设置在基板50上的膜层56的不平坦(uneven)的表面或与与膜层56的不平坦表面相邻，从而产生具有第三半径R3的局部曲率C3，它们都可以由膜层56中形成的应力S1产生。通过使用基板保持装置(诸如静电吸盘)将基板夹紧或约束到基板支撑件，可以至少部分地解决形成在基板50的背表面上的整体背表面曲率C1。
然而，在大多数的情况下，夹紧或约束基板的工艺不能有效地减少形成在基板中的局部曲率C2-C3。可以使用用于去除局部变形(例如，局部曲率C2-C3)的技术，诸如膜层56的局部加热或膜层56的局部离子轰击。由膜层56导致的应力和由此产生的局部变形(例如，曲率C3)一般不会以均匀的方式分布在基板上。因此，可以使用基板50的前表面或背表面上的变形的测绘图来使得目标方法能够减轻由沉积膜导致的应力，以便去除局部变形。
一种测绘基板表面的方法是多点局部斜率测量，这是由K-Space Associates,Inc.生产的KSA MOS使用的技术。多点局部斜率测量一般通过引导激光束通过标准具(etalon)来执行。标准具可以通过在标准具中单个输入束的反射而从单个输入束输出多个束。从标准具的反射可以用于产生输出束阵列。输出束阵列可以被引导到待测量的基板表面上的不同的点。
虽然能够将多个束引导到基板表面上，但是使用标准具的多点局部斜率测量技术存在许多缺点。首先，由于标准具内发生的反射所导致的强度变化，来自标准具的输出束的强度可能随每个束而变化。如果无法获知具有足够的精度的强度变化来考虑用于确定基板的局部斜率的计算中的强度变化，那么这些强度变化可能变得复杂并且降低所获得的测量的准确度。其次，形成2维输出束阵列可能使使用标准具的多点局部斜率测量工具的光学设计变得复杂。例如，通常需要多个标准具来形成2维阵列，并且当使用多个标准具时，由于输出束的强度变化导致的问题就会加剧。第三，由于输出束是由输入束的反射形成的，因此输出束必然彼此相关。例如，来自标准具的输出束之间的间隔一般遵循不同图案，诸如全部相同。来自标准具的输出束的对称性可能限制对使用标准具来测量基板的遍布在基板表面上对称间隔的变形的多点局部斜率计量技术的使用。
因此，存在对用于执行多点局部斜率测量来测绘基板表面的改进的方法和系统的需求，使得装置性能、产品可靠性和产量可以以更有效的方式被改进。
发明内容
本公开内容的实施方式总体涉及一种计量系统和使用其方法，并且更特别地涉及用于测量基板的由于处理期间引起的应力而造成的变形状态的方法和系统。在一个实施方式中，提供一种检查基板的方法。方法包括：将第一多个束从衍射分束器传输到基板的第一表面以产生第二多个束的反射，其中第一多个束在到达基板的第一表面时彼此间隔开；在光学装置的记录表面上接收第二多个束，其中第二多个束在到达记录表面时彼此间隔开；测量记录表面上的第二多个束的位置信息；将第二多个束的位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较；和将比较的结果存储在存储器中。
在另一实施方式中，提供一种处理基板的方法。方法包括：将第一多个束从衍射分束器传输到基板的第一表面以产生第二多个束的反射，其中第一多个束在到达基板的第一表面时彼此间隔开；在光学装置的记录表面上接收第二多个束，其中第二多个束在到达记录表面时彼此间隔开；测量记录表面上的第二多个束的位置信息；将第二多个束的位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较；和基于比较处理基板。
在另一实施方式中，提供一种计量系统。计量系统包括：基板支撑件，经构造以在其上接收基板；能量源，经构造以发射第一能量束；衍射分束器，经定位以接收第一能量束，衍射分束器经构造以从第一能量束产生第一多个束；分束器，经定位以接收第一多个束并输出第二多个束；透镜，定位在分束器与基板支撑件之间，透镜适于将第二多个束聚焦在基板的第一表面上，基板定位在基板支撑件上；光学装置，具有记录表面，记录表面适于接收从第一表面上的第一多个束的反射产生的第三多个束；和控制器，经构造以测量记录表面上的第三多个束的位置信息，并且将记录表面上的第三多个束的位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较。
附图说明
为了可详细地理解本发明的上述特征结构的方式，可以参考实施方式获得上文简要地概述的本发明的更具体的描述，实施方式中的一些示出在随附附图中。
图1A-1B描绘了具有整体曲率和局部变形的基板的横截面图。
图2A示出了根据一个实施方式的计量系统和基板的示意图。
图2B示出了根据一个实施方式的计量系统和参考对象的示意图。
图3是根据一个实施方式的光学装置的记录表面的俯视图。
图4是根据一个实施方式的用于检查和处理基板50的方法400的工艺流程图。
图5是根据一个实施方式的包括图2A的计量系统的示例性处理系统的示意性俯视图。
为了促进理解，已经尽可能地使用相同的元件符号指示各图共有的相同元件。将预期，一个实施方式的元件和特征可有益地并入其它实施方式中而无需赘述。
然而，应注意，随附附图仅示出了本发明的示例性实施方式，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其它等效实施方式。
具体实施方式
本公开内容的实施方式描述一种用于测量在基板内发现的变形的量的计量系统。计量系统可以适于检测在基板表面的各个区域上的斜率的变化。在一个实施方式中，可以通过将来自具有平坦表面的参考对象的束矩阵的反射相对于来自基板表面的对应的束的反射进行比较，以测量基板的表面形貌的变化。
图2A示出了根据一个实施方式的计量系统100和基板50的示意图。上述的膜层56可以形成在基板50上，并且基板50和膜层56可以包括上述曲率(例如，局部曲率C2-C3)。计量系统100可以用于测量基板50上的局部变形。例如，计量系统100可以测量面向计量系统100的基板50的背表面52(第一表面)的斜率。然而，在一些实施方式中，可以测量基板50或膜层56的前表面。计量系统100可以包括基板支撑件180，基板支撑件180用于在由计量系统100执行的检查过程期间支撑基板50。在图2A中所示的视图中，Z方向可以是向上的竖直的方向，使得基板50的背表面52搁置在基板支撑件180上。在一些实施方式中，基板支撑件180可以是边缘环。此外，在一些实施方式中，基板支撑件在X-Y平面中可以是可移动的，例如通过使用耦接到基板支撑件180的致动器181。
计量系统100包括能量源101，能量源101经构造以发射第一能量束102。能量源101可以是，例如，准直的相干光源(即，相干电磁辐射)，诸如激光器。在一些实施方式中，激光器可以是红色激光器或绿色激光器，其具有从约20mW至约100mW的功率，诸如约50mW的功率。
计量系统100还可包括衍射分束器103(也背称为衍射光学元件或多点束发生器)，衍射分束器103经定位以接收第一能量束102。衍射光学元件103可以经构造以输出来自第一能量束102的第一多个束104(单独地示出为104a、104b、104c)。衍射分束器103可以接收来自能量束102的单一输入束并输出第一多个束104的1维阵列(1×N)或2维阵列(M×N)，使得第一多个束104可以被发送到基板50或其它目标的表面的不同位置。图2A示出了在X方向上成角度地间隔开的三个束104a、104b、104c，但是衍射光学元件还可输出在Y方向上与束104a、104b、104c成角度地间隔开的额外束，以及在X方向上与束104a、104b、104c成角度地间隔开的额外束。在一个示例中，衍射分束器适于从提供的能量束102产生束阵列，其中这些束在第一方向上彼此成角度地间隔开并也在第二方向上彼此成角度地间隔开。
如上所述，从衍射分束器103输出的束的阵列相对于从标准具输出的束的阵列以多种方式得到改进。首先，由于衍射分束器由衍射产生输出束，而不是上文关于标准具所述的由透射和反射产生的输出束，因此来自衍射分束器103的输出束不会收到与来自标准具的输出束相同的强度变化的影响。由于衍射分束器103产生的输出束的强度变化较小，因此可以简化在基板的不同位置上的局部斜率的计算。此外，可以通过一个衍射分束器103形成2维阵列，此举相对于使用多个标准具的设计来形成2维阵列而言提供了更简单的设计。最后，使用衍射分束器使得能够将输出束定制到基板表面上的预期的变形的涉及得以实现。例如，衍射分束器可以被设计成朝向输出束的2维阵列的中心发射比在输出束的2维阵列的边缘附近更紧密地填充的束。因此，对于基板表面的预期具有更大的变形或更集中的变形的特定区域而言，可以通过设计衍射分束器以将更集中的束引向基板表面的那些部分来优先瞄准这些特定区域。
计量系统100还可包括分束器116，分束器116经定位以接收第一多个束104并通过是第一多个束104传输通过分束器116来输出第二多个束105(单独地示出为105a、105b、105c)。分束器116还用于将从基板50的反射束引导到光学装置150(例如，相机)，光学装置150将在下文进一步详细描述。
计量系统100还可包括定位在分束器116与基板支撑件180之间的透镜118。透镜118可以适于将第二多个束105聚焦至定位在基板支撑件180上的基板50的背表面52上。第二多个束105在到达基板50的背表面52时彼此间隔开。透镜118可经定位以使得能够检查基板50的背表面52。例如，在一个实施方式中，透镜118可以定位在基板支撑件180下方。此外，在背表面52搁置在基板支撑件180上时检查基板50的背表面52还可允许基板50在处于基板支撑件180上时进行处理。例如，可使用下述方法来检查基板50，并且然后可以处理基板50的顶表面上的膜层56(例如，膜层56的局部加热或局部离子轰击)而不使基板50从基板支撑件180移动。
第二多个束105在基板50的背表面52上的聚焦产生第三多个束106的反射(单独地示出为106a、106b、106c)。第三多个束106穿过透镜118到达分束器116。分束器116将第三多个束106的至少一部分反射以作为第四多个束108(单独地示出为108a、108b、108c)。第四多个束108被反射到光学装置150。
计量系统100还包括具有记录表面152的光学装置150，记录表面152适于接收由基板的背表面52上的第二多个束105的反射产生的第四多个束108。光学装置150可以是相机，诸如电荷耦接器件(charge-coupled device,CCD)相机，或是能够在将多个束提供到光学装置时检测多个束彼此的相对位置的其它电磁能量检测装置。第四多个束108在到达记录表面152时彼此间隔开。
在一些实施方式中，束的扇出部(fan-out)(108a-108c)可以如此展开以便使其大于光学装置150(例如，相机的CCD检测器)的记录表面152的大小。例如，扇出束的有限尺寸可能难以在光学装置150的记录表面152上直接容纳更多的束。在这种情况下，可允许束108a-108c入射在单独的屏幕上，诸如平面，半平滑散射或半透明屏幕。所述单独的屏幕可以是任意大的，以允许记录与给定应用中使用的光束一样多的束。然后，光学装置150可用于对形成在单独的屏幕上的斑点进行成像。在相机与单独屏幕之间使用固定距离、以及在单独的屏幕上的斑点的良好聚焦的图像可以允许斑点位置的精确测量。
计量系统100还可包括控制器44。与光学装置150通信的控制器44可以测量入射在光学装置150的记录表面152上的第四多个束108的位置信息。例如，由控制器44测量的位置信息可以包括在光学装置150的记录表面152上的第四多个束108中的每一个的位置。在一个实施方式中，位置信息可以包括在光学装置150的记录表面152上的第四多个束108中的每一个的质心的位置。
控制器44一般包括中央处理单元(CPU)38、存储器40和支持电路42。CPU 38可以是可用于工业环境中的任何形式的通用计算机处理器。支持电路42通常耦接到CPU 38，并且可以包括高速缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源和类似电路。加载在存储器40中的软件例程将CPU 38变换为专用计算机(控制器)44。存储器40可以包括可托管应用程序的非暂时存储器，当由CPU 38执行时，所述应用程序可以指示计量系统100的部件来执行本文所述的方法，诸如下面参考图4描述的方法400。
控制器44可以用于操作计量系统100，例如通过激励能量源101、控制光学装置150并与控制光学装置150通信来进行。在一些实施方式中，控制器44还可通过使用致动器181来控制基板支撑件180的移动，以及控制将基板50和参考对象60(图2B)传动到基板支撑件180上和从基板支撑件180移除基板50和参考对象60。
控制器44可以将记录表面152上的第四多个束108的位置信息与存储在存储器40中的位置信息进行比较。存储在存储器40中的用于比较的位置信息可以是记录表面152上的束的实际位置(参见图2B的描述)，或是在基板50的背表面52完全地平坦的情况下的记录表面152上的第四多个束108将到达的预测位置。控制器44可以将所述比较的一个或多个结果存储在存储器40中。记录表面152上的第四多个束108的位置信息与存储在存储器40中的位置信息之间的比较将参考图3在下文进一步详细地描述。
图2B示出了根据一个实施方式的计量系统100和参考对象60的示意图。除了将参考对象60放置在基板支撑件180上而不是将基板50放置在基板支撑件180上之外，图2B中所示的部件与图2A相同。在一个实施方式中，参考对象是光学平坦的。参考对象60可以具有参考表面62。参考表面62可以是平坦表面或具有一个或多个其它特定特征的表面，诸如在表面上的给定位置处具有特定斜率，或是具有可由计量系统100或类似的计量系统检查的特定图案(例如，由光刻工艺形成的图案)的表面。虽然参考表面62可以不是平坦表面，但是对于本申请的其余部分，除非另有说明，参考表面都被称为具有平坦表面。在一个实施方式中，参考对象60是半导体基板，并且参考表面62是半导体基板的平坦、抛光的表面。参考对象60可以定位在基板支撑件180上，并且能量源101可以如上面参考图2A所述的那样被激励，使得束由能量源101发射并通过计量系统100被引导到参考表面62，并且从参考表面62反射的束被分束器116引导到光学装置150的记录表面152。
由于基板50被参考对象60代替，因此图2B中的反射束的路径与图2A的反射束不同。例如，从基板50反射的第三多个束106被从参考对象60反射的第五多个束107(单独地示出为107a、107b、107c)代替。类似地，从分束器116反射到光学装置150的第四多个束108被第六多个束109(单独地示出为109a、109b、109c)代替。由于参考表面62是平坦的并且基板50的背表面52不是平坦的，因此多个束109入射在光学装置150的记录表面152的与上述第四多个束108不同的位置上。
与光学装置150通信的控制器44可以测量入射在光学装置150的记录表面152上的第六个束109的位置信息。例如，由控制器44测量的位置信息可以包括光学装置150的记录表面152上的第六个束109中的每一个的位置。在一个实施方式中，位置信息可以包括光学装置150的记录表面152上的第六个束109中的每一个的质心的位置。控制器44可以将第四多个束108(图2A)中的每一个的质心的位置与第六多个束109中的每一个的对应质心的位置进行比较。
图3是记录表面152的顶视图，示出了光学装置150可感测到的第四多个束108(图2A)和第六多个束109(图2B)的示例性位置。图3示出了第四多个束108中的九个束(单独地示出为108a-108i)入射到记录表面152上的位置，以及第六多个束109中的九个束(单独地示出为109a-109i)入射到记录表面152上的位置。第四多个束108中的每个束在第六多个束109中具有对应的束。例如，束108a对应于束109a，因为每个束108a、109a是由分别到达基板50(图2A)和参考对象60(图2B)上的对应位置的束105a的反射产生的。
由于参考表面62是平坦的，因此记录表面152上的第六多个束109的位置可以用作参考位置，如果基板50的背表面52是平坦的，那么第四多个束108中的对应的束应当入射到记录表面152上的参考位置。例如，束108i和束109i示出在记录表面152上的相同位置处，这指明基板50的背表面52在束105i(未示出)入射到基板50的背表面52上的位置处是平坦的。
对于基板50的背表面52上的不平坦的位置，对应的束108、109将不会在记录表面152上的相同位置处重合。例如，在记录表面152上束108a的质心108ac的位置与在记录表面152上束109a的质心109ac的位置间隔开，这指明基板50的背表面52在束105a(图2A)入射在基板50的背表面52上的位置处是不平坦的。对应的束的质心(例如，质心108ac、109ac)之间的更大距离指示在基板50的背表面52上产生导致第四多个束108中的对应的束的反射的位置处的基板50的背表面52的更大斜率。例如，比起记录表面152上的束108b的质心108bc与束109b的质心109bc的距离，记录表面152上的束108a的质心108ac与束109a的质心109ac间隔得更远。因此，基板50的背表面52在束105a入射在背表面52上的位置处比起在束105b入射到背表面52上的位置处具有更大的斜率。
记录表面152上的对应的束(例如，束108a、109a)的质心间隔开的方向也可以由与光学装置150通信的控制器44测量，并且测量结果可以用于确定在基板50的背表面52上的其中第二多个束(例如，束105a)中的对应的束入射在背表面52上的位置处背表面52在哪个方向上倾斜。因此，指示在记录表面152上每对对应的束(例如，束108a、109a)的质心之间的距离和方向的矢量可以用于计算在基板50的背表面52上的其中第二多个束105(图2A)入射在基板50的背表面52上的每个位置处的斜率。例如，在对应的束109a和108a的质心108ac、109ac之间示出了矢量1a。控制器44可以使用基板50的背表面52上的每个位置处的斜率来形成基板50的背表面52的测绘图。此外，由于背表面52的斜率通常与在基板50的另一侧(诸如图1B中所示的膜层56的顶部)上的斜率直接相关，因此基板的前表面的斜率和/或膜层56的斜率可以由背表面52的斜率确定，使得能够确定基板50和/或膜层56的前表面的测绘图。然后，膜层56的测绘图可以用于膜层56的针对性处理以减小由膜层56引起的应力。例如，可以执行膜层56的局部加热或膜层56的局部离子轰击以减少或消除基板50和膜层上的变形，诸如上文参考图1B描述的曲率C2-C3。
参考图2A，在一些实施方式中，为了形成基板50的背表面52的更详细测绘图，计量系统100可以经构造以使得第二多个束105能够入射在基板50的背表面52的不同位置上，以用于由能量源101发射的不同的能量束。例如，在一个实施方式中，基板支撑件180在X-Y平面内可以是可移动的(例如，通过使用致动器181)，使得用于不同的束的第二多个束105能够在基板支撑件180在X-Y平面中移动之后入射在基板50的背表面52的不同位置上。计量系统100可以使用基板支撑件180上的参考对象60(图2B)执行基板支撑件180在XY平面中的对应的运动序列以确定在记录表面152上的参考点，所述参考点指示用于基板支撑件180的每次移动的入射在平坦表面上第二多个束105。因此，基板支撑件180的移动可以能够实现将产生于基板50的背表面52的更详细的测绘图。
图4是根据一个实施方式的用于检查和处理基板50的方法400的工艺流程图。同时参考图2B，在框402处，激励能量源101并将第二多个束105发送到参考对象60的参考表面62，其中第二多个束105在到达参考对象60的参考表面62时彼此间隔开。通过从衍射分束器103传输第一多个束104而产生第二多个束105。入射在参考对象60的参考表面62上第二多个束105产生反射，所述反射产生从分束器116指向光学装置150的第六多个束109。在框404处，在光学装置150的记录表面152上接收第六多个束109，其中第六多个束109在到达记录表面152时彼此间隔开。在框406处，由控制器44测量记录表面152上的第六多个束109的位置信息，并将其存储在存储器40中。如上所述，记录表面152上的由从平坦参考表面62的反射产生的第六多个束109的位置信息用作参考点，以用于识别来自基板的背表面52的平坦部分的对应反射将入射在记录表面152上的位置。
框402-406通常可以是可选的，并且不需要在每次检查基板50时执行这些框。例如，在一些实施方式中，可以执行框402-406一次，并且然后可以检查多个基板50，例如100个或更多个基板。此外，在一些实施方式中，可不需要在给定的计量系统100上执行框402-406，因为当从来自平坦表面(例如，参考表面62)的反射产生第四多个束108(图2A)时第四多个束108将入射在记录表面152上的位置可能已经通过计算或通过相同的计量系统上执行框402-406而被获知。
还参考图2A，在框408处，激励能量源101并将第二多个束105发送到基板50的背表面52，其中第二多个束105在到达基板50的背表面52时彼此间隔开。通过从衍射分束器103传输第一多个束104而产生第二多个束105。入射在基板50的背表面52上第二多个束105产生反射，所述反射产生从分束器116指向光学装置150的第四多个束108。在框410处，在光学装置150的记录表面152上接收第四多个束108，其中第四多个束108在到达记录表面152时彼此间隔开。在框412处，由控制器44测量记录表面152上的第四多个束108的位置信息并将其存储在存储器40中。在一些实施方式中，如上讨论，在框408-410中执行的工艺在基板表面的不同区域上重复多次，如在框402-406期间类似地执行。通过使用光学装置150、在基板支撑件180内的传感器、和控制器44，可以确定不同区域的位置和在不同区域内的束的相对位置并将其与在框412中收集的相关位置信息一起存储在存储器中。
在框414处，在基板表面上的相同或类似的X-Y位置处，将第四多个束108的位置信息与存储在存储器40中的参考点(即，指示平坦表面的参考点)的位置信息进行比较。如上讨论，所述比较可以用于针对在基板50的背表面52上的位置确定基板50的背表面52的斜率，第二多个束105入射在背表面52上的所述位置中。例如，所述比较可以确定从参考点到记录表面152上的第四多个束108的位置的矢量，诸如以上参考图3描述的矢量1a。可以将所述比较的结果(例如，背表面52上的不同位置处的基板50的背表面52的斜率或从计算得到的斜率产生的背表面52的测绘图)存储在存储器40中。
在框416处，可以基于在框414中执行的比较来处理基板50。例如，可以通过对沉积在基板50上的膜层56执行局部加热或对沉积在基板50上的膜层56执行局部离子轰击来处理基板50。
在一个实施方式中，参考表面62可以是在基板的前表面上执行处理步骤(例如，沉积)之前的基板的表面(例如，后表面)。例如，可以在处理步骤(诸如沉积步骤)之前在基板的后表面上执行框402-406。接着，在框406之后，在基板上执行处理步骤。然后，执行框408到412。然后，在框414中进行在框406中进行的测量与在框412中进行的测量之间的比较。然后，执行在步骤416中的处理(例如，局部加热)以试图将基板的后表面恢复到这样一个条件，其产生与在框406中记录的测量结果类似的测量结果。然后，可根据需要以迭代的方式重复框408至416来处理基板，以将基板的后表面恢复到这样一个条件，其导致在框412中记录的测量结果与在基板上执行处理步骤(例如，沉积)之前在框406中记录的测量结果匹配或接近匹配。此外，在对一个基板执行迭代处理之后，对于在框416的多次执行中应用于基板的整体处理的知识，当在框412的执行(诸如框412的首次执行)之后记录了类似的测量结果时，上述知识可以用于在上述整体处理应用在框416的较少执行(诸如框416的一次执行)中。例如，虽然可以使用框416的五次执行的迭代处理将第一基板的后表面恢复到预处理条件下，后续处理的基板可以仅处理一次以将后续基板的后表面恢复到预处理条件。
图5是根据一个实施方式的包括上述计量系统100的示例性处理系统500的示意性俯视图。在一个实施方式中，处理系统500可以是可从位于加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,located in Santa Clara,California)商购的集成处理系统。预期的是，其它处理系统(包括来自其它制造商的处理系统)可以适于从本公开内容中受益。
系统500包括真空密封处理平台504、工厂接口502和系统控制器544。平台504包括至少一个计量系统510(诸如上述的计量系统100)、多个处理腔室512、532、528、520和耦接到真空基板传送腔室536的至少一个装载锁定腔室522。图5中示出了两个装载锁定腔室522。工厂接口502通过装载锁定腔室522耦接到传送腔室536。
在一个实施方式中，工厂接口502包括至少一个坞站(docking station)508和至少一个工厂接口机器人514以有助于基板传送。坞站508经构造以接受一个或多个前开式标准舱(front opening unified pod,FOUR)。在图5的实施方式中示出了两个FOUR 506A-B。具有设置在机器人514的一端上的叶片516的工厂接口机器人514经构造以将基板从工厂接口502通过装载锁定腔室522传送到处理平台504以进行处理。可选地，一个或多个计量站518可以连接到工厂接口502的端部526以促进从FOUR 506A-B测量基板。
每个装载锁定腔室522具有耦接到工厂接口502的第一端口和耦接到传送腔室536的第二端口。装载锁定腔室522耦接到压力控制系统(未示出)，所述压力控制系统对装载锁定腔室522抽气和排气以促进在传送腔室536的真空环境和工厂接口502的基本环境(例如，大气)环境之间传递基板。
传送腔室536具有设置在其中的真空机器人530。真空机器人530具有能够在装载锁定腔室522、计量系统510和处理腔室512、532、528、520之间传送基板524的叶片534。
在系统500的一个实施方式中，系统500可以包括一个或多个计量系统510(例如，上述计量系统100中的一个或多个)和至少一个处理腔室512、532、528、520，所述至少一个处理腔室512、532、528、520可以是沉积腔室、蚀刻腔室、热处理腔室(例如，RTP腔室、激光退火腔室)或在正常处理期间可在基板中引起应力的其它类似类型的半导体处理腔室。在系统500的一些实施方式中，计量系统510中的一个或多个可以设置在处理腔室512、532、528、520、传送腔室536、工厂接口502和/或装载锁定腔室522中的至少一个中的一个或多个内。
系统控制器544耦接到处理系统500。可包括控制器44(图2A)或包括在控制器44内的系统控制器544可以直接地控制系统500的处理腔室512、532、528、520和计量系统510的操作。或者，系统控制器544可以控制与系统500的处理腔室512、532、528、520和计量系统510(例如，控制器44)相关联的计算机(或控制器)。在操作中，系统控制器544还实现了来自相应的腔室和计量系统510的数据收集和反馈，以优化系统500的性能。
与上述控制器44非常相似地，系统控制器544一般包括中央处理单元(CPU)538、存储器540和支持电路542。CPU 538可以是可用于工业环境中的任何形式的通用计算机处理器。支持电路542通常耦接到CPU 538，并且可以包括高速缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源和类似电路。软件例程将CPU 538变换为专用计算机(控制器)544。软件例程还可以由位于系统500的远程位置的第二控制器(未示出)存储和/或执行。
因此，本公开内容的实施方式提供一种计量系统，所述计量系统可以，诸如在膜层形成在基板上之后，用于测量膜应力、基板表面的斜率和基板表面上的表面形貌的变化。本文公开的计量系统相对于常规的计量装置是相对紧凑的，这至少部分地是由于使用了相对简单的光学元件而造成的。包括可移动基板支撑件的实施方式可以产生基板表面的详细测绘图，而无需包括复杂的光学器件。计量系统的紧凑尺寸可以使计量系统容易地安装到制造工具(例如，现有的制造工具)(诸如处理系统)中，以便节省制造成本和运输时间。因此，获得低成本且易实现的计量系统以促进测量膜应力、基板表面的斜率和基板表面上的表面形貌的变化，而不会不利地增加制造周期时间和成本。
虽然上述内容针对本发明的实施方式，但也可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它以及另外的实施方式，并且本发明的保护范围是由随附权利要求书所确定的。

Claims (15)

1.一种检查基板的方法，包括：
将第一多个束从衍射分束器传输到基板的第一表面，以产生第二多个束的反射，其中所述第一多个束在到达所述基板的所述第一表面时彼此间隔开；
在光学装置的记录表面上接收所述第二多个束，其中所述第二多个束在到达所述记录表面时彼此间隔开；
测量在所述记录表面上的所述第二多个束的位置信息；
将所述第二多个束的所述位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较；和
将所述比较的结果存储在所述存储器中。
2.如权利要求1所述的方法，其中存储在存储器中的所述位置信息是关于接收在所述记录表面上的第三多个束的位置信息。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第三多个束是由入射在参考对象的参考表面上的第四多个束的反射产生的。
4.如权利要求2所述的方法，其中在所述记录表面上的所述第二多个束的所述位置信息和在所述记录表面上的所述第三多个束的所述位置信息各自包括在所述记录表面上的对应的束的质心的位置。
5.如权利要求4所述的方法，其中
针对所述第二多个束中的每个束，所述第三多个束包括对应的束，并且
将所述第二多个束的所述位置信息与所述第三多个束的所述位置信息进行比较的步骤包括确定矢量，所述矢量是从所述记录表面上的所述第三多个束的每个束的所述质心到所述记录表面上的所述第二多个束的每个对应的束的所述质心的矢量。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：基于所确定的矢量为所述第一表面上的每个位置计算所述基板的所述第一表面的局部斜率，所述位置是在其上接收到所述第一多个束的位置。
7.一种处理基板的方法，包括：
将第一多个束从衍射分束器传输到基板的第一表面，以产生第二多个束的反射，其中所述第一多个束在到达所述基板的所述第一表面时彼此间隔开；
在光学装置的记录表面上接收所述第二多个束，其中所述第二多个束在到达所述记录表面时彼此间隔开；
测量在所述记录表面上的所述第二多个束的位置信息；
将所述第二多个束的所述位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较；和
基于所述比较而处理所述基板。
8.如权利要求7所述的方法，其中处理所述基板包括对沉积在所述基板上的膜的局部离子轰击。
9.如权利要求7所述的方法，其中存储在存储器中的所述位置信息是关于接收在所述记录表面上的第三多个束的位置信息。
10.如权利要求9所述的方法，其中在所述记录表面上的所述第二多个束的所述位置信息和在所述记录表面上的所述第三多个束的所述位置信息各自包括在所述记录表面上的对应的束的质心的位置。
11.如权利要求10所述的方法，其中
针对所述第二多个束中的每个束，所述第三多个束包括对应的束，并且
将所述第二多个束的所述位置信息与所述第三多个束的所述位置信息进行比较的步骤包括确定矢量，所述矢量是从在所述记录表面上的所述第三多个束的每个束的所述质心到在所述记录表面上的所述第二多个束的每个对应的束的所述质心的矢量。
12.如权利要求7所述的方法，其中膜沉积在所述基板的第二表面上，并且所述第一表面与所述第二表面相对，并且
处理所述基板的步骤包括处理基板而不使所述基板从所述基板支撑件移动。
13.一种计量系统，包括：
基板支撑件，经构造以在其上接收基板；
能量源，经构造以发射第一能量束；
衍射分束器，经定位以接收所述第一能量束，所述衍射分束器经构造以从所述第一能量束产生第一多个束；
分束器，经定位以接收所述第一多个束并输出第二多个束；
透镜，定位在所述分束器与所述基板支撑件之间，所述透镜适于将所述第二多个束聚焦在的所述基板的第一表面上，所述基板定位在所述基板支撑件上；
光学装置，具有记录表面，所述记录表面适于接收从所述第一表面上的所述第一多个束的反射产生的第三多个束；和
控制器，经构造以测量所述记录表面上的所述第三多个束的位置信息，并且将所述记录表面上的所述第三多个束的所述位置信息与存储在存储器中的位置信息进行比较。
14.如权利要求13所述的计量系统，其中所述透镜定位在所述基板支撑件的下方。
15.如权利要求13所述的计量系统，其中所述透镜与所述基板支撑件在第一方向上间隔开，并且所述计量系统还包括致动器，所述致动器经构造以在实质上垂直于所述第一方向的第二方向上移动所述基板支撑件。
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