TW201516396A - 具有粒子掃描的基板處理系統及其操作方法 - Google Patents

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TW201516396A
TW201516396A TW103137233A TW103137233A TW201516396A TW 201516396 A TW201516396 A TW 201516396A TW 103137233 A TW103137233 A TW 103137233A TW 103137233 A TW103137233 A TW 103137233A TW 201516396 A TW201516396 A TW 201516396A
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Vinayak Vishwanath Hassan
Majeed A Foad
Roman Naidis
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Applied Materials Inc
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Abstract

一種製造基板處理系統的方法與系統包括：一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；一粒子偵測模組，該粒子偵測模組用於根據該反射的一反應，來偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；一成像模組，該成像模組耦接於該粒子偵測模組，該成像模組用於針對在一粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合在變化的焦距處的複數個干涉影像而形成一粒子影像；一光譜儀模組，該光譜儀模組耦接於該成像模組，該光譜儀模組用於決定在該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；以及一識別模組，該識別模組耦接於該光譜儀模組，該識別模組用於識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。

Description

具有粒子掃描的基板處理系統及其操作方法 【相關申請案之交互參照】
本申請案主張美國先行專利申請案序號第61/897,818號的利益，其申請於2013年10月30日，且其技術內容在本文以引用之方式將其併入。
本發明一般係關於基板處理系統，且更具體地，係關於具有粒子掃描的基板處理系統。
個人電子產品市場的爆炸性成長已經推動半導體技術從200mm的晶圓至300mm的半導體晶圓。這些產品的成本的對應減少持續刺激對於個人電子裝置的需求，例如智慧型手機、硬碟機、數位相機、平板電腦、全球定位系統、個人遊戲系統、平板電視、與個人音訊裝置。
在這些裝置的核心處的積體電路的製造係著重在使用微影投影設備的製造處理，藉由改變光阻的光學特性或表面物理特性，將圖案(例如，在遮罩中)成像於基板上，基板至少部分被一層輻射敏感材料(光阻)所覆蓋。
在曝光之後，基板可以受到其它程序，例如曝光後烘烤(PEB,post-exposure bake)、顯影、硬烘烤以及成像特徵的量測/檢查。這些程序係使用作為將裝置(例如，IC)的個別層圖案化之基礎。此種圖案化的層之後可經歷多種處理，例如蝕刻、離子佈植(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械研磨等，所有這些處理係用以完成個別層。若需要數個層，則整個程序將必須針對每個新的層重複。
最後，裝置陣列將呈現在基板上。然後藉由例如切割j或鋸切的技術，將這些裝置彼此分離，其中個別的裝置可以安裝在載體上，載體連接至接腳等。積體電路的製造良率會受到40至50nm大小等級的碎片或缺陷的影響。為了維持積體電路的良率，必須採取一些措施來識別與避免基板表面中偵測到的碎片或缺陷。半導體技術的不斷縮小的幾何形狀恰巧惡化了此問題，因為較小的粒子會影響來自基板的良率。
因此，仍然需要具有粒子掃描的基板處理系統。有鑑於對於個人電子裝置的需求的爆炸性成長，找到這些問題的解決方案越來越關鍵。有鑑於不斷增加的商業競爭壓力，以及消費者增加的期待與市場中重要產品區分的減小機會，關鍵的是找出這些問題的解決方案。另外，減少成本、改良效率與性能以及滿足競爭壓力的需求對於找出這些問題的解決方案之關鍵需要則添加甚至更高的緊迫性。
長久以來一直在找尋這些問題的解決方案，但是先前的研發並未教示或建議任何解決方案，且因此，這些問題的解決方案長久以來對於本領域中熟習技藝者來說一直是個 謎團。
本發明的一實施例提供一種製造一基板處理系統的方法，該方法包括：提供一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；定位一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；根據該反射的一反應，偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；針對在一粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合在變化的焦距處的複數個干涉影像而形成一粒子影像；決定在該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；以及識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。
本發明的一實施例提供一種基板處理系統，該基板處理系統包括：一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；一粒子偵測模組，該粒子偵測模組用於根據該反射的一反應，來偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；一成像模組，該成像模組耦接於該粒子偵測模組，該成像模組用於針對在一粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合在變化的焦距處的複數個干涉影像而形成一粒子影像；一光譜儀模組，該光譜儀模組耦接於該成像模組，該光譜儀模組用於決定在該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；以及一識別模組，該識別模組耦接於該光譜儀模組，該識別模組用於識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。
除了上述的那些步驟或元件之外或取代上述的那些步驟或元件，本發明的某些實施例具有其他步驟或元件。在閱讀了下面的詳細說明同時參考所附圖式之後，該等步驟或元件對於本領域中熟習技藝者來說將變得顯而易見的。
100‧‧‧基板處理系統
102‧‧‧粒子偵測模組
104‧‧‧成像模組
106‧‧‧光譜儀模組
108‧‧‧識別模組
110‧‧‧輸送模組
112‧‧‧粒子位置地圖
114‧‧‧粒子影像
116‧‧‧粒子成分
118‧‧‧識別標記
120‧‧‧基板
122‧‧‧基板臺
124‧‧‧粒子
126‧‧‧基板表面
128‧‧‧基板圖案
130‧‧‧編結的影像
132‧‧‧影像序列
134‧‧‧粒子識別符
136‧‧‧粒子尺寸
138‧‧‧粒子類型
139‧‧‧粒子來源
140‧‧‧粒子位置
142‧‧‧干涉影像
144‧‧‧合成影像
202‧‧‧光源
206‧‧‧光束分離器
208‧‧‧紫外光反射鏡
210‧‧‧來源光學組件
212‧‧‧接收器光學組件
214‧‧‧來源接物鏡
216‧‧‧接收器接物鏡
218‧‧‧反應
220‧‧‧光電倍增管
222‧‧‧攝影機
224‧‧‧成像接物鏡
226‧‧‧焦距
228‧‧‧光譜儀
230‧‧‧參考強度分布
232‧‧‧強度改變
234‧‧‧基板彎曲
236‧‧‧反射
238‧‧‧標記雷射
240‧‧‧光束阻隔器
304‧‧‧入射光
402‧‧‧焦距平面
702‧‧‧標記模組
800‧‧‧方法
802、804、806、808、810、812‧‧‧方塊
第1圖為本發明的實施例中具有粒子掃描的基板處理系統的功能方塊圖。
第2圖為本發明的第二實施例中的基板處理系統的功能方塊圖。
第3圖為基板的範例。
第4圖為成像一個粒子的範例。
第5圖為粒子偵測模組的示意圖。
第6圖為成像模組的示意圖。
第7圖為光譜儀模組與識別模組的範例。
第8圖為本發明的另一實施例中的基板處理系統的製造方法的流程圖。
下面的實施例係敘述得足夠詳細，以促成本領域中熟習技藝者製造與使用本發明。可瞭解到，根據本揭示案，其他實施例會是明顯的，且可做出系統、處理、或機械方面的改變而不偏離本發明的範圍。
在下面的敘述中，給出多個特定細節來提供本發明的徹底瞭解。但是，將是明顯的，本發明不需這些特定細節也可實施。為了避免模糊本發明，某些熟知的電路、系統配 置、與處理步驟並未詳細揭示。
繪示系統的實施例的圖式係半概略式的並且未依尺 寸，且具體地，某些尺寸係為了清楚呈現並且在繪製的圖式中誇大顯示。相似的，雖然圖式中的視角為了容易說明大體上繪示為相似的方向，圖式中的此描繪大多數是隨意的。大體上，本發明可操作於任何方向中。
為了說明的目的，用語「水平的」在此使用時係界 定為平行於基板的處理表面的平面或表面之平面，不論其方向。用語「垂直的」指的是垂直於剛才界定的水平之方向。 用語例如「之上」、「之下」、「底部」、「頂部」、「側部」(如同「側壁」)、「較高」、「較低」、「上」、「之上」、與「之下」係相對於水平平面而界定，如同圖式所示。
現在參見第1圖，其中繪示本發明的實施例中具有 粒子掃描的基板處理系統100的功能方塊圖。基板處理系統100可掃描基板120，例如半導體晶圓、碟機盤、或類似的平坦表面實體，以偵測或定位基板表面126上的粒子124或其他不規則物體。基板120可具有不同的形狀，例如圓的、方的、矩形的、或其他幾何形狀。
可識別粒子124，且可決定粒子類型138。粒子類型 138為粒子來源139的指示與預示。粒子來源139可說明一個粒子124係源自什麼材料、處理、汙染物、或其組合。
根據粒子124的尺寸、形狀、位置、與成分，可決 定粒子類型138。例如，粒子124可能來自物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺射、蝕刻、燒蝕、沉積、光微影處理、或其 組合。
藉由比較關於粒子124的特性的資訊與粒子資料庫(未圖示)來決定粒子類型138，可決定粒子類型138。例如，粒子類型138可指出粒子來源139為PVD來源、CVD來源、基板殘留物、蝕刻殘留物、處理殘留物、外部汙染物、或其組合。
基板處理系統100可包括粒子偵測模組102、成像模組104、光譜儀模組106、識別模組108、與用於定位基板120的輸送模組110。基板處理系統100係配置來偵測半導體晶圓、碟機盤、或在周遭大氣環境中的其他平坦表面上的小粒子。
使用紫外線光源，粒子偵測模組102可決定基板表面126上的粒子124的位置。成像模組104可形成基板表面126上的每一粒子124的影像。光譜儀模組106可識別基板表面126上的每一粒子124的化學成分。識別模組108可形成識別標記118於基板表面126上、相鄰於每一粒子124。
粒子偵測模組102可掃描基板120，以決定基板表面126上的粒子124的位置。基板120可包括基板圖案128。粒子偵測模組102可形成粒子位置地圖112，粒子位置地圖112識別每一粒子124與粒子位置140。粒子位置140為基板120上的一個粒子124的位置的指示。粒子位置地圖112為每一粒子124的粒子位置140的集合。粒子124可具有粒子識別符134，用以識別每一粒子124與粒子尺寸136。粒子偵測模組102可使用干涉儀來偵測每一粒子124。
粒子偵測模組102可用各種方式來掃描基板表面 126。例如，粒子偵測模組102可用光柵掃描來掃描基板表面126。每次偵測到一個粒子124，粒子偵測模組102可增加一個項目至粒子位置地圖112，指出在光柵掃描期間在目前的位置處存在有一個粒子124。
成像模組104可從粒子偵測模組102接收粒子位置 地圖112，且成像模組104可形成每一粒子124的粒子影像114。粒子影像114可為合成影像144，合成影像144包括多個個別的影像被結合而形成粒子影像114。
在例示的範例中，成像模組104可使用反向散射干 涉儀來形成在不同焦距處的每一粒子124的干涉影像142，以形成影像序列132，影像序列132可結合而形成每一粒子124的粒子影像114。干涉影像142為一個粒子124的干涉儀量測的圖像。
粒子影像114可為三維影像、二維影像、干涉儀量 測的干涉影像、合成影像、或其組合。在另一例示的範例中，成像模組104可形成多個重疊的水平影像，該等重疊的水平影像可結合而形成編結的影像130，以形成涵蓋較大的粒子124範例之三維影像。
光譜儀模組106可接收粒子位置地圖112，並且分 析每一粒子124，以決定粒子成分116，粒子成分116指出化學成分。粒子成分116為形成粒子124的材料的描述。例如，粒子成分116可為矽殘留物、灰塵、蝕刻劑材料、摻雜劑、或類似的材料描述。使用Raman光譜儀、螢光光譜儀、傅立 葉轉換紅外線光譜儀、或其組合，光譜儀模組106可決定每一粒子124的化學成分。
識別模組108可形成識別標記118於基板120上、 相鄰於粒子124，以促成粒子124的後續分析。例如，識別模組108可使用雷射來蝕刻粒子位置地圖112中的粒子位置140附近的基板表面126。識別標記118可包括來自粒子位置地圖112的粒子識別符134、文字串、數字識別符、時間與日期資訊、或其組合。
輸送模組110可用於固定基板120至輸送模組110， 輸送模組110可移動基板120於基板處理系統100的不同模組之間。在例示的範例中，輸送模組110可包括基板臺122(例如，垂直微控制臺)，基板臺122可垂直地移動基板120，以支援成像模組104。輸送模組110可包括定位與記錄元件，以識別與記錄基板120的位置。
已經發現，基板處理系統100可提供半導體晶圓與 磁性媒體碟裝置之有價值的表面分析。此表面分析可用於品質控制的預製造接收，或用於失效模式分析，以決定什麼粒子會構成磁性媒體碟的失效。
現在參見第2圖，其中繪示本發明的第二實施例中 的基板處理系統100的功能方塊圖。基板處理系統100可包括單一平台，單一平台具有多個分析模組，包括第1圖的粒子偵測模組102、第1圖的成像模組104、第1圖的光譜儀模組106、與第1圖的識別模組108。
基板120在處理期間可從一站移動至另一站，且針 對每一站建立基板120的新參考位置。基板處理系統100可包括光源、反射元件、光束分離器、接物鏡、攝影機、偵測器、光電倍增管、或其組合。
基板處理系統100可包括光源202，光源202可用 於粒子偵測與成像。光源202係照明機構，用於產生窄頻帶的光。
光源202可用各種方式實施。例如，光源202可為 紫外線(UV)源(例如，發光二極體(LED)陣列)、紫外線雷射、或其組合。在另一範例中，紫外線雷射可具有266nm的波長。在又另一範例中，較高性能的模型可具有UV雷射，其中擴散片(未圖示)附接至接物鏡，以校正基板120上的斑點圖案。
光源202可產生紅外(IR)光、可見光、或紫外光 (UV)。例如，光源202可產生具有266奈米(nm)的波長的紫外光。光源202可包括擴散片(未圖示)，以擴散光。 光源202可包括單色器(未圖示)，以選擇性地濾光來自光源202的光的波長。
在例示的範例中，其中光源202係LED類的陣列， 則單色器(未圖示)可使用作為窄頻帶濾光器，以確保中心波長為266nm、具有最小的頻寬。操作在較低功率位準(例如，數毫瓦(mW))的光源202足夠來偵測大約40nm的粒子。為了較高的性能功能與改良的解析度，光源202可為266nm波長的深UV連續波(CW,continuous wave)，可用於偵測較小的粒子。在此配置中，接物鏡需要配備有校正光學系 統。可使用擴散片來最少化基板上的斑點的形成。LED類的陣列可具有功率範圍從1mW至10mW。高功率UV雷射可具有230mW的功率等級。
基板處理系統100可操作在周遭大氣環境中，並且 不需要真空腔室來操作。例如，基板處理系統100可為桌上系統，可操作在大氣環境中、在Class I的潔淨室中。
已經發現，使用具有266nm波長的紫外光光源202 可增加系統的功能與彈性。該波長對於大氣曝露係安全的並且不會被氧嚴重吸收，允許操作在周遭大氣環境中。
基板處理系統100可用多種方式配置，以使用用於 粒子偵測與三維(3D)成像的干涉儀量測原理。例如，在到達基板120之前與之後，來自光源202的光可通過反射鏡、光束分離器、濾光器、與接物鏡的光學組件。
來自光源202的光可進入光束分離器206，光束分 離器206可將光束分離成兩部分，一個部分用於粒子偵測模組102，且另一個部分用於成像模組104。光源202可提供光給這兩個模組。
用於粒子偵測模組102的光可反射離開紫外光反射 鏡208，並且通過光源202與基板120之間的來源光學組件210。來源光學組件210可包括反射鏡、濾光器、接物鏡、與其他光學元件。在到達基板120之前，來源光學組件210可支配來自光源202的光。例如，來源光學組件210可定位且遮蔽來自光源202的光，以產生預先界定的光束尺寸與形狀。
使用額外的紫外光反射鏡，來自來源光學組件210 的光可導引進入來源接物鏡214。來源接物鏡214是光學元件，具有透鏡來聚焦與導引來自光源202的光至第1圖的基板表面126上。
當來自來源接物鏡214的光掃描橫越基板120時， 來自來源接物鏡214的光可反射自基板表面126。來自基板表面126的反射236可由接收器接物鏡216接收。接收器接物鏡216是光學元件，具有透鏡來接收與聚焦來自基板表面126的光。
粒子偵測模組102可具有雙接物鏡配置，其中來源 接物鏡214用於聚焦來自光源202的光至基板表面126上，且接收器接物鏡216用於接收來自基板表面126的反射光。 藉由導引來自來源接物鏡214的光於基板120的整個表面之上，粒子偵測模組102可掃描基板表面126。例如，粒子偵測模組102可在大約10分鐘內掃描300mm的半導體晶圓。粒子偵測模組102的接收器接物鏡216可具有100 x 100微米的視野。
若第1圖的一個粒子124被來自來源接物鏡214的 光照射，則該反射236將顯示不同於僅來自基板表面126的反射236之反應218。該反應218為該反射236中由粒子124的存在所導致的改變。該反應218可由接收器接物鏡216收集並且導引通過接收器光學組件212。接收器光學組件212可包括反射鏡、濾光器、接物鏡、與其他光學元件。在將來自該反射236的光導引至光電倍增管220(PMT，光電倍增管)與攝影機222(例如，電荷耦合裝置(CCD)攝影機)之前， 來源光學組件210可支配與聚焦來自該反射236的光，光電倍增管220與攝影機222兩者都針對266nm UV光而最佳化。
光電倍增管220為用於量測光的偵測器。攝影機222 可用於記錄來自基板表面126與粒子128的光。光電倍增管220所接收的光可用於偵測一個粒子124。粒子位置140可由在掃描處理中來自光源202的光的位置來決定。
已經發現，使用雙接物鏡配置可以改良毯覆與圖案 化的基板上的粒子偵測性能。來源接物鏡214與接收器接物鏡216係定位於從基板表面126傾斜70°處，以達到較高的掃描橫剖面。傾斜照射與過度取樣的結合可以增加解析度，以促成小於40nm的粒子124的偵測。
基板120的位置可由下述來建立：位置偵測機構(未 圖示)，包括光學偵測基板120上的基準標記；凹口偵測系統，用於定位晶圓處理機器人所使用的晶圓凹口(未圖示)；或者藉由固定安裝有基板120的基板框架。可靠地決定晶圓的位置對於粒子位置140的識別係重要的。
粒子偵測模組102可包括光電倍增管220，用於偵 測反射光的強度。在掃描每一粒子之前，可執行基線校正，以決定參考強度分布230以及膜的折射係數與其厚度。參考強度分布230為粒子124不存在時之基板120的表面的光學特性的基線量測。
當在掃描處理期間來自光源202的UV光入射於基 板上的一個粒子124上時，光散射於所有方向中。這導致光電倍增管220所量測的反射光的強度改變232。強度改變232 可明顯不同於在參考區域中的基線校正期間所決定的參考強度分布230。粒子位置140可之後加入至粒子位置地圖112。
掃描處理可持續，直到基板120已經完全掃描，且 所有粒子124已經識別並且紀錄於第1圖的粒子位置地圖112中。粒子位置地圖112可傳送至成像模組104，以使粒子124成像。
成像模組104(例如，干涉儀量測類型的3D成像系 統)可配置有成像接物鏡224，以形成粒子位置地圖112中識別的每一粒子124的第1圖的粒子影像114。成像接物鏡224可配置有各種放大倍數，例如5x、20x、100x、與150x。成像接物鏡224可用反向散射幾何形狀的方式定向成垂直於基板120。粒子影像114可為三維影像、二維影像、干涉儀量測的干涉影像、或其組合。
成像接物鏡224可導引光至攝影機222(例如，電 荷耦合裝置)，攝影機222係配置來擷取在基板120上的不同焦距226值處之第1圖的干涉影像142，以形成第1圖的影像序列132。焦距226係影像平面對焦好的距離。影像序列132可用於形成粒子影像114。
例如，使用影像編結演算法，可將影像序列132編 結在一起，以產生視野中的基板120與一個粒子124的3D地圖。另外，可決定基板120的表面粗糙度與基板彎曲234。基板彎曲234為基板120的變形的量測。
已經發現，藉由結合不同焦距226值的干涉影像142 來形成粒子影像114，可以增加粒子偵測的性能與準確性。利 用三維資訊來形成粒子影像114可允許粒子124的更準確特徵化。
多個反饋光二極體可放置於光束路徑中謹慎選擇的 位置處，以除去散射光，且確保切換於粒子偵測、3D地圖化、與分光鏡量測模式之間時，維持全部光束的對準。
使用光譜儀，光譜儀模組106可決定一個粒子124 的成分。光譜儀228可利用雷射來照射一個粒子124，且量測所產生的光來決定第1圖的粒子成分116。
光譜儀228可用多種方式實施。例如，光譜儀228 可為Raman光譜儀，使用具有532nm的波長的雷射。在另一範例中，光譜儀228可為螢光光譜儀，使用具有532nm的波長的紫外光雷射。在又另一範例中，光譜儀228可為傅立葉轉換紅外線(FTIR,Fourier transform infra-red)光譜儀，使用具有2.5微米與25微米之間的波長的紅外線光源。
光譜儀雷射可為與粒子偵測模組的光源202分開的 裝置。在例示的範例中，光譜儀模組106可包括一組分離的光學元件，設計來用於具有20mW最大功率的532nm綠光二極體雷射。光譜儀模組106可包括偵測器，用於分析來自光譜儀228的產生的光。例如，偵測器可為低溫帕爾帖(Peltier)冷卻裝置，以促成較佳的信號雜訊比。光譜儀模組106可包括光譜儀接物鏡242，用於將來自光譜儀228的光聚焦至基板120上。
在例示的範例中，輸送模組110可移動基板120於 基板處理系統100的各種模組之間。在另一範例中，基板120 可維持固定於基板臺122上，且每一模組可移動來做適當的量測。藉由允許增加額外的功能模組，該固定的配置可提供增加的多功能性。
基板處理系統100可包括識別模組108。識別模組 108可產生第1圖的識別標記118於相關於每一粒子124之感興趣的區域周圍。識別標記118可為識別一個粒子124的資訊。識別模組108可使用標記雷射238，例如脈衝式光纖雷射。例如，標記雷射238可為337nm的氮氣雷射，具有能力來以10Hz的頻率產生每脈衝300微焦耳(μJ)。標記雷射238可對準於反向散射幾何形狀中的接物鏡。當需要做進一步的分析(例如，X光能量散佈(EDX,Energy Dispersive X-ray)分析或截面透射電子顯微鏡(TEM,transmission electron microscopy))時，雷射標記感興趣的區域會是有利的。這些標記在掃描電子顯微鏡(SEM,scanning electron microscope)腔室中清楚可見，使此標記對於粒子偵測系統來說是有價值的加入。
識別模組108可包括光束阻隔器240。光束阻隔器240可阻隔來自標記雷射238的光。
已經發現，形成識別標記118於相關於粒子124之感興趣的區域周圍可以增加功能與實用性。識別標記118在檢驗期間清楚可見，且可針對進一步的分析來識別缺陷。
已經發現，本發明的基板處理系統可分析基板的表面，以偵測小於或等於40nm的尺寸範圍之附著於基板表面的粒子。雙接物鏡提供基板表面的傾斜70°的照射，以達到基 板表面的較大散射橫剖面。
已經出乎意料地確定，基板處理系統100可提供有 價值的表面分析來用於磁性媒體碟裝置。此表面分析可用於品質控制的預製造接收，或用於失效模式分析，以決定什麼粒子會構成磁性媒體碟的失效。
現在參見第3圖，其中繪示基板120的範例。基板 120可包括圖案化的基板，具有基板圖案128形成於基板表面126上。基板120可包括基板表面126上的粒子124。
在例示的範例中，入射光304在掃描處理期間可導 引於一個粒子124處。反射光306的改變可指出一個粒子124的第1圖的粒子位置140。
現在參見第4圖，其中繪示成像一個粒子124的範 例。藉由結合來自基板表面126上的一個粒子124的不同焦距平面402之干涉影像142，第1圖的成像模組104可形成第1圖的粒子影像114。影像序列132的每一干涉影像142可使用影像編結演算法來編結在一起，以形成粒子影像114。
現在參見第5圖，其中繪示第1圖的粒子偵測模組 102的示意圖。粒子偵測模組102可包括光學元件、來源接物鏡214、與接收器接物鏡216，接收器接物鏡216用於接收來自第1圖的基板表面126的反射光。
來自第2圖的光源202的光可前進通過一系列的光 學元件並且進入來源接物鏡214中。來源接物鏡214可定位於相對於基板表面126的70度傾斜角處。該光可照射於第1圖的一個粒子124與基板表面126上並且反射進接收器接物 鏡216中。來自接收器接物鏡216的光可前進通過額外的光學元件並且導引進入第2圖的光電倍增管220。
已經發現，將來源接物鏡214與接收器接物鏡216 定位於相對於基板表面126的70度傾斜角處可以增加操作性能並且允許偵測較小的粒子。光通過來源接物鏡214的角度可配置來在偵測粒子時最大化傳送的UV光的分散。
可瞭解到，可使用一系列的UV反射鏡與光學元件 來重新導引UV光從垂直方向至通過來源接物鏡。接收器接物鏡216可定位來偵測來自基板表面126的反射UV光，以偵測粒子124。
另一個UV反射鏡可用於重新導引所接收的UV光 回去垂直方向，以供進一步的分析。可瞭解到，基板表面126上粒子124的存在會改變來自光源202的UV光的路徑，並且因此偵測粒子124。接收器接物鏡216的位置可改變，以精煉第1圖的粒子尺寸136與第1圖的粒子位置140之分析。
現在參見第6圖，其中繪示第1圖的成像模組104 的示意圖。藉由改變第1圖的基板表面126與成像接物鏡224之間的焦距226並且擷取在不同焦距226值處的干涉影像142，成像模組104可形成粒子影像114。藉由垂直定位成像接物鏡224或基板120，可改變焦距226。可使用安裝有基板120的基板臺122，來垂直定位基板120。
影像序列132為成像模組104所擷取的該組干涉影像142。藉由將影像序列132編結在一起，可形成粒子影像114。影像序列也可包括在不同焦距處的垂直影像以及粒子 124周圍的水平影像兩者。
現在參見第7圖，其中繪示光譜儀模組106與識別 模組108的範例。光譜儀模組106可決定第1圖的粒子成分116。識別模組108可形成第1圖的識別標記118(相鄰於第1圖的粒子位置140)於第1圖的基板表面126上。
光譜儀模組106可用多種方式實施。例如，光譜儀 228可為Raman光譜儀，使用具有532nm的波長的雷射。在另一範例中，光譜儀228可為螢光光譜儀，使用具有532nm的波長的紫外光雷射。在又另一範例中，光譜儀228可為傅立葉轉換紅外線(FTIR,Fourier transform infra-red)光譜儀，使用具有2.5微米與25微米之間的波長的紅外線光源。
光譜儀模組106可用多種方式來決定第1圖的每一 粒子124的粒子成分116。例如，光譜儀模組106可比對一個粒子124的光譜圖反應與資料庫(未圖示)，以決定粒子成分116。
已經發現，識別粒子成分116可以增加系統的性能 與彈性。識別粒子成分116可以簡化基板120上的粒子汙染物的來源的判定。
根據粒子位置140、粒子影像114、與粒子成分116， 識別模組108可決定粒子類型138。例如，光譜儀模組106可比較每一粒子124的粒子特性與資料庫(未圖示)並且選擇第1圖的粒子類型138的最佳匹配。
識別模組108可包括光束阻隔器240。光束阻隔器 240可阻隔來自標記模組702的雷射不會到達基板120。
已經發現，藉由根據粒子位置140、第1圖的粒子 影像114、第1圖的粒子尺寸136、與粒子成分116來識別粒子類型138，識別模組108呈現出改良的品質與功能。利用額外的資訊來特徵化粒子類型138，識別模組108準確地識別每一粒子124的粒子類型138。
識別模組108可包括標記模組702。識別模組108 可形成識別標記118於相關於每一粒子124之感興趣的區域周圍。識別標記118可包括第1圖的粒子識別符134、粒子類型138、粒子位置140、粒子尺寸136、與粒子成分116、或其組合。
已經發現，形成識別標記118(具有粒子識別符 134、粒子類型138、粒子位置140、粒子尺寸136、與粒子成分116、或其組合)可以增加系統的有用性與彈性。直接提供明顯的資訊於基板120的表面上可以簡化基板120上的粒子124與缺陷的分析。
現在參見第8圖，其中繪示本發明的另一實施例中 的基板處理系統的製造方法800的流程圖。方法800包括：在方塊802中，提供光源，該光源用於照射基板的基板表面；在方塊804中，定位接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自基板表面的反射；在方塊806中，根據該反射的反應，偵測一粒子，該粒子具有粒子位置；在方塊808中，針對在粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合具有變化的焦距之複數個干涉影像而形成粒子影像；在方塊810中，決定在粒子位置處的粒子的粒子成分；以及在方塊812中，識別粒子 類型，以決定粒子來源，該粒子類型係根據粒子位置、粒子影像、與粒子成分。
產生的方法、處理、設備、裝置、產品、及/或系統 係正直的、成本有效的、不複雜的、高度通用的、準確的、敏感的、與有效的，且藉由採用已知的元件就可實施，以用於可以使用的、有效率的、與經濟的製造、應用、與使用。
本發明的另一重要態樣係本發明有益地支援與保持了減少成本、簡化系統、與增加性能的歷史趨勢。
本發明的這些與其他有價值的態樣因此將技術狀態提升至至少下一層級。
雖然已經聯結特定最佳模式來敘述本發明，應瞭解到，本領域中熟習技藝者受前述說明的啟發將可輕易得知許多替代、修改、與變化。因此，打算的是，涵蓋落在所包括的申請專利範圍的範圍內的所有此種替代、修改、與變化。本文之前提出與在所附圖式中繪示的所有事項係解釋為例示性而非限制性。
100‧‧‧基板處理系統
102‧‧‧粒子偵測模組
104‧‧‧成像模組
106‧‧‧光譜儀模組
108‧‧‧識別模組
110‧‧‧輸送模組
112‧‧‧粒子位置地圖
114‧‧‧粒子影像
116‧‧‧粒子成分
118‧‧‧識別標記
120‧‧‧基板
122‧‧‧基板臺
124‧‧‧粒子
126‧‧‧基板表面
128‧‧‧基板圖案
130‧‧‧編結的影像
132‧‧‧影像序列
134‧‧‧粒子識別符
136‧‧‧粒子尺寸
138‧‧‧粒子類型
139‧‧‧粒子來源
140‧‧‧粒子位置
142‧‧‧干涉影像
144‧‧‧合成影像

Claims (20)

  1. 一種製造一基板處理系統的方法，該方法包括：提供一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；定位一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；根據該反射的一反應，偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；針對在一粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合在變化的焦距處的複數個干涉影像而形成一粒子影像；決定在該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；及識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該光源係一雷射，具有266奈米(nm)的一波長。
  3. 如請求項1所述之方法，其中決定該粒子成分包括：使用一Raman光譜儀、一螢光光譜儀、或一傅立葉轉換紅外線光譜儀，來決定該粒子成分。
  4. 如請求項1所述之方法，進一步包括：形成一識別標記於該基板上、相鄰於該粒子位置，以用於識別該粒子。
  5. 如請求項1所述之方法，其中形成該粒子影像包括：藉 由調整固持該基板的一基板臺，設定該粒子與一成像接物鏡之間的焦距。
  6. 一種製造一基板處理系統的方法，該方法包括：提供一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；定位一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；根據該反射的一反應，偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；計算一粒子位置地圖，該粒子位置地圖具有該粒子的該粒子位置；藉由結合在該粒子位置地圖的該粒子位置處之變化的焦距處的複數個干涉影像，而形成一粒子影像；決定形成一粒子的該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；及識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該光源係一雷射，具有266奈米(nm)的一波長。
  8. 如請求項6所述之方法，其中決定該粒子成分包括：使用一Raman光譜儀、一螢光光譜儀、或一傅立葉轉換紅外線光譜儀，來決定該粒子成分。
  9. 如請求項6所述之方法，進一步包括：形成一識別標記於該基板上、相鄰於該粒子位置，以用於識別該粒子。
  10. 如請求項6所述之方法，其中形成該粒子影像包括：藉由調整固持該基板的一基板臺，設定該粒子與一成像接物鏡之間的焦距。
  11. 一種基板處理系統，包括：一光源，該光源用於照射一基板的一基板表面；一接收器接物鏡，該接收器接物鏡用以接收來自該基板表面的一反射；一粒子偵測模組，該粒子偵測模組用於根據該反射的一反應，來偵測一粒子，該粒子具有一粒子位置；一成像模組，該成像模組耦接於該粒子偵測模組，該成像模組用於針對在一粒子位置地圖中的該粒子位置，藉由結合在變化的焦距處的複數個干涉影像而形成一粒子影像；一光譜儀模組，該光譜儀模組耦接於該成像模組，該光譜儀模組用於決定在該粒子位置處的該粒子的一粒子成分；及一識別模組，該識別模組耦接於該光譜儀模組，該識別模組用於識別一粒子類型，以決定一粒子來源，該粒子類型係根據該粒子位置、該粒子影像、與該粒子成分。
  12. 如請求項11所述之系統，其中該光源係一雷射，具有266奈米(nm)的一波長。
  13. 如請求項11所述之系統，其中使用一Raman光譜儀、一螢光光譜儀、或一傅立葉轉換紅外線光譜儀，來決定該粒子成分。
  14. 如請求項11所述之系統，其中該識別模組係用於形成一識別標記於該基板上、相鄰於該粒子位置，以用於識別該粒子。
  15. 如請求項11所述之系統，其中藉由調整固持該基板的一基板臺，設定該粒子與一成像接物鏡之間的焦距，而形成該粒子影像。
  16. 如請求項11所述之系統，其中該粒子偵測模組係用於計算該粒子位置地圖，該粒子位置地圖具有該粒子的該粒子位置。
  17. 如請求項16所述之系統，其中該光源係一雷射，具有266奈米(nm)的一波長。
  18. 如請求項16所述之系統，其中使用一Raman光譜儀、一螢光光譜儀、或一傅立葉轉換紅外線光譜儀，來決定該粒子 成分。
  19. 如請求項16所述之系統，其中該識別模組係用於形成一識別標記於該基板上、相鄰於該粒子位置，以用於識別該粒子。
  20. 如請求項16所述之系統，其中藉由調整固持該基板的一基板臺，設定該粒子與一成像接物鏡之間的焦距，而形成該粒子影像。
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