TW202212766A - 用於半導體工業中之晶圓幾何量測之工具架構 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於晶圓形狀及平坦度量測之半導體設備架構WGT。該半導體設備架構WGT包含一反射式空氣軸承卡盤及一混合晶圓厚度計。本發明亦揭示使用該架構、該空氣軸承卡盤及該混合晶圓厚度計來量測晶圓形狀及平坦度之對應方法。

Description

用於半導體工業中之晶圓幾何量測之工具架構
此大體上係關於一種用於半導體工業中之晶圓幾何量測之工具架構，且更明確言之係關於一種使用一反射式空氣軸承卡盤及一干涉儀(例如，一菲左(Fizeau)干涉儀、一基於光柵之剪切干涉儀或其他類型之干涉儀)用於晶圓形狀及平坦度量測之半導體設備架構晶圓幾何工具。
在本發明之一個態樣中，揭示一種半導體設備架構晶圓幾何工具(WGT)，其使用一反射式空氣軸承卡盤及一單一干涉儀以用於晶圓形狀及平坦度量測。在本發明之其他態樣中，揭示WGT工具架構之子系統，即，一反射式空氣軸承卡盤及一混合晶圓厚度計。本發明亦揭示使用本文中揭示之架構及子系統來量測晶圓形狀及平坦度之對應方法。
在較佳實施例之以下描述中，參考形成此描述之一部分之隨附圖式，且在隨附圖式中以繪示方式展示可被實踐之特定實施例。應理解，在不背離本發明之實施例之範疇的情況下，可使用其他實施例且可進行結構改變。例如，在本申請案之圖1c中繪示一單一菲左干涉儀，然而，在此工具架構之各種實施例中，亦可在菲左干涉儀之位置中使用其他類型之干涉儀，諸如剪切干涉儀。
在本文件中，「晶圓幾何」可指代晶圓形狀以及局部平坦度參數(例如，位點平坦度SFQR及SBIR)及全域平坦度(GBIR)。晶圓平坦度(或總厚度變動(TTV))可指代可用於導出SFQR、GBIR及許多其他相關參數之高密度原始資料(＞= 4M個像素/晶圓)。平坦度資料通常與前部及背側表面資訊相關聯。晶圓形狀參數可從一單一表面高度圖導出。其可為晶圓之前或後表面，抑或兩個表面之中值(medium) (晶圓形狀之SEMI定義)。前部及背側形狀之中間值(Medium value)與僅前表面或僅後表面之差對於一先進300 mm晶圓而言非常小。此係因為晶圓形狀約為幾微米至幾百微米，而TTV或GBIR約為數十或數百奈米。在圖案晶圓幾何工具中，晶圓形狀可從前表面抑或後表面計算，此取決於工具之供應商。WaferSight PWG TM從晶圓背側計算晶圓形狀，而SuperFast工具(一晶圓形狀量測工具，其來源於由Veeco收購且現出售給KLA之Ultratech)係一單一剪切干涉儀，其量測晶圓之前側。
晶圓幾何工具(「WGT」)係可用於Si晶圓製造廠中以用於特性化晶圓平坦度、奈米形貌及形狀(彎曲及翹曲)之一計量工具。其亦可用於玻璃晶圓廠中。通常，各晶圓在運送至一客戶之前必須藉由WGT類型之工具認證。存在用於此目的之數種現有工具。例如，ADE之基於電容式感測器之晶圓幾何工具廣泛用於200 mm晶圓廠中。KLA具有用於量測300 mm晶圓之晶圓幾何形狀的一更先進工具，其係基於一種雙菲左干涉儀方法，如圖1a中繪示。基於干涉儀之晶圓幾何工具在精度及處理量兩者方面具有優點。其精度比基於電容式感測器之工具好約一至兩個量級，儘管與200 mm晶圓相比，300 mm晶圓更容易發生振動。然而，市場上尚不存在基於干涉儀之200 mm晶圓幾何工具。針對250 nm、180 nm及130 nm節點程序設計基於電容式感測器之晶圓幾何工具。對於小於90 nm之設計節點，電容式感測器工具無法跟上精度及處理量要求。
圖1b繪示已用於圖案晶圓幾何量測之另一PWG工具。(參見美國專利：7369251 B2)。圖1b之PWG工具係一基於透射光柵之剪切干涉儀。其在一晶圓被支撐於3個銷上時量測晶圓之形狀。經量測形狀包含在重力下之晶圓變形，且必須透過演算法進行校準(calibrate out)。
300 mm工具之雙菲左干涉儀架構已用於300 mm晶圓廠中。然而，其無法用於諸如200 mm晶圓之較小晶圓廠，因為200 mm晶圓為單面拋光的。晶圓之背側不反射光。尚不存在具有一單一干涉儀之晶圓幾何工具(「WGT」)，即使存在此一工具(即，用於200 mm晶圓屋(wafer house)之一準確的且具成本效益的工具，或用於記憶體及邏輯製造廠(「晶圓廠」)之具成本效益的且高處理量的圖案晶圓幾何工具)之市場需求。尚不存在WGT有至少幾個原因。首先，在無另一側之資訊的情況下，難以從一晶圓之一個側量測晶圓之平坦度或總厚度變動(TTV)。量測TTV之一種方法係使用一真空卡盤，其中一晶圓之背側經抽真空下降且展平在卡盤上。因此，晶圓之TTV可出現在前側上，此可能引起微影程序中之失焦誤差且引起良率損失。
WGT 架構
在一個態樣中，本發明係關於一種用於各種類型之晶圓(諸如200 mm晶圓)之晶圓形狀及平坦度量測的半導體設備架構WGT。WGT可能具有比電容式感測器(cap sensor)或基於光學感測器之掃描工具更佳之精度及處理量。本文中揭示之WGT之實施例亦可用於300 mm及450 mm晶圓幾何工具。針對300 mm晶圓使用WGT優於晶圓廠中之當前300 mm工具的優點包含晶圓形狀量測之更佳精度及準確度、更低之擁有成本(「COO」)、處理量、佔用面積以及易於保養及製造。除晶圓幾何工具之外，所揭示架構亦可在用於進行晶圓形狀量測之經圖案化晶圓幾何(PWG)工具中使用。在晶圓形狀量測期間，空氣軸承卡盤用一氣墊支撐一晶圓。卡盤之空氣軸承膜或墊具有非常小的勁度。其施加剛剛好的力以支撐晶圓但不會使晶圓變形。此係晶圓形狀量測之理想條件。
圖1c繪示一例示性工具WGT架構，其可執行與雙菲左工具相同之量測，但以成本之一分率。對於晶圓形狀量測，其具有優於現有雙菲左工具之顯著優點。如圖1c中繪示，WGT 100可包含一單一菲左干涉儀，該干涉儀包含一相機102、中繼透鏡104、一PBSC 106、一光源(例如，照明光) 108、準直器110及測試平面(test flat) (TF) 112，其等全部彼此光學通信，如所繪示。一菲左干涉儀之操作係眾所周知的，且因此，此處不再詳細描述。在此架構中，設立單一菲左干涉儀用於量測晶圓114之形狀。此架構不限於菲左干涉儀，其他干涉儀類型(諸如剪切干涉儀)亦可獲益於此架構以用於晶圓形狀及平坦度量測。
如圖1c中繪示，晶圓可水平地鋪設在於一空氣軸承卡盤116之頂表面上產生之一氣墊上。空氣軸承卡盤116可包含多個交替之壓力及真空通道130、132，以用於在空氣軸承卡盤116之頂表面上產生且維持一氣墊。空氣軸承卡盤116亦可包含一Z翻轉傾斜(Z-tip-tilt)載物台118，其可使空氣軸承卡盤116翻轉及/或傾斜。可提供多個提升銷120以用於將晶圓從空氣軸承卡盤116之表面提升。下文參考圖4a至圖4d進一步詳細論述空氣軸承卡盤之結構。
再次參考圖1c，在晶圓之底部處(嵌入於空氣軸承卡盤116中)之一電容式感測器122及一或多個光學位置感測器(雙胞元或位置感測偵測器) 126之一組合連同在晶圓114之頂部上之一雷射124一起可併入至WGT架構100中，以量測晶圓114之厚度。可藉由使用具有已知厚度之晶圓來校準雙胞元讀數。雙胞元位置可與晶圓頂表面高度相關。電容式感測器122可量測晶圓底表面位置。頂及底表面位置之組合資訊可用於準確地判定晶圓114之厚度。
在晶圓114之頂部處之雙胞元位置感測器存在一額外優點。雙胞元讀數可與晶圓厚度直接相關。雙胞元讀數亦可說明晶圓114與TF 112之間的相對運動/振動。晶圓振動可能由空氣軸承卡盤/凸緣/支撐機構引入，此可為電容式感測器122不可見的，因為電容式感測器122與包含晶圓114及空氣軸承卡盤116之單元一起移動。
工具干涉儀可用於校準電容式感測器及雙胞元或PSD。此架構實現最先進的晶圓厚度量測工具，其充分利用干涉儀之準確度及大範圍的其他感測器。電容式感測器122及光學(雙胞元或PSD)位置感測器126兩者可看見空氣軸承穩定性問題，但僅光學(雙胞元或PSD)感測器可看見卡盤總成振動。當需要隔離振動源時，此可為有用的。
應理解，用於晶圓幾何量測(包含總晶圓形狀及晶圓厚度變動(亦稱作平坦度))之圖1c之此架構不限於一菲左干涉儀。其他干涉儀(諸如剪切干涉儀)亦可用於使用一反射式空氣軸承卡盤之所揭示架構中。
在一項實施例中，揭示一種判定雷射及/或雙胞元位置感測器所定位成之最佳角度之方法。參考圖1d，針對最佳Z軸解析度，雙胞元位置感測器126較佳定位成感測器大小容許之與TF 112之最大角度β。若Δh係Z方向解析度(或Z靈敏度)，則其由β角(beta angle)主導。
Δh=ΔL*Cosβ/(2Cos(alpha))
其中ΔL是雙胞元位置感測器126可偵測之最小位移，對於特定市售感測器，ΔL可為~0.75 um。
Δh=ΔL / M
其中M = [Cosβ/(2Cos(α))]^-1
歸因於掠射角入射，Cos(α)為~1，α係光源(例如，雷射(圖1d中未展示))與TF 112之間的角度，其通常設定為10度至15度。基於上述公式，隨著β增加，M亦增加，此意謂雙胞元位置感測器126之靈敏度亦將增加。然而，歸因於對偵測器上之光斑大小之潛在放大效應(例如，光斑無法具有大於偵測器可偵測到大小之一大小)，β可能不會過大。關於雙胞元感測器可在裝置中定位多遠亦可存在實體限制。例如，在掠射角下，感測器表面上之雷射光斑大小可增加1/Sin(90- β)=1/Sin30 =2。對於較小感測器面積(像Sitek PSD，2x2 mm)，不存在太多的傾斜空間。為了容易對準，可使用250 nm解析度之10x10 mm感測器。下文表1列出基於不同α及β角之以nm為單位的各種PSD解析度。
表1
   α(度) 10.00 0.0175      
   β(度) 0.00 45.00 60.00 75.00
   Mag (M) 1.97 2.79 3.94 7.61
PSD Res (nm) 250.000 126.93 89.75 63.46 32.85
如圖1e中繪示，為了校準雙胞元位置感測器126，可在各種位置中上下調整TF 112。在此實例中，校準晶圓厚度T0可設定為725 um；但各晶圓可略有不同。其厚度可藉由CMM或其他厚度工具量測。位置188處之零浮動高度可藉由使用一潔淨晶圓將晶圓抽真空下降在空氣軸承卡盤上且讀取電容式感測器讀數CP0 (其對於CP可設定為零)而設定。接著，可讀取來自雙胞元位置感測器126之位置感測器(V0 (+-10 V))讀數。接著，可調整真空及壓力，使得晶圓在位置190處浮動，其中電容式感測器讀數為CP1 - CP0 = 20 um (或約20 um)。可記錄CP2-CP0之位置感測器讀數V1。
接著，可再次調整真空及壓力，直至電容式感測器讀數(CP2-CP0)約為30 um(即，晶圓在位置192處浮動)。可記錄位置感測器讀數V2。可分別針對在40 um、50 um、60 um…下之電容式感測器讀數CP3、CP4、CP5…重複上述步驟。接著，可計算Δ(CPn – CP0)，例如，CP1-CP0、CP2-CP0、…。表2繪示來自計算之例示性結果。
表2
校準資料 0 1 2 3 4 5
電容式感測器讀數CPn (um) CP0= 500 CP1=520 CP2=530 CP3=540 CP4=550 CP5=560
Δ (CPn – CP0) = hx 0 20 30 40 50 60
PSD 位置 電壓 v0 V1 v2 v3 v4 v5
運用上述資料，hx對比Vx可經作圖且經線性擬合以獲得斜率 S um/V (參見圖1f)。接著，可保存校準資料，該校準資料包含：1)斜率，S um/V；2)晶圓厚度T0=725 um，3)地平面(ground level) PSD讀數：V0，及4)地平面電容式感測器讀數：CP0，且可藉由使用以下公式來執行校準之軟體實施方案：
T_wafer= T0 + (CP0-CP) + S* (V –V0),
其中CP係晶圓浮動高度之電容式感測器讀數
CP0係當晶圓經抽真空下降在卡盤上時之電容式感測器讀數。
V係以伏特為單位之雙胞元位置感測器讀數。
以um為單位之電容式感測器讀數可從工廠校準常數計算：C=Δh/ΔV, um/volt。電容式感測器um讀數：CP=C * ΔVcp。電容式感測器亦可原位校準。
下文參考圖5a、圖5b、圖6a及圖6b提供使用圖1c之WGT架構100來量測晶圓形狀及厚度之例示性方法之細節。
使用一空氣軸承卡盤及一單一干涉儀用於晶圓幾何量測之此方法具有若干優點。例如，空氣軸承卡盤可對卡盤上之晶圓提供有效空氣阻尼。空氣阻尼效應不僅容許更準確的干涉儀量測，而且由於其不需要昂貴的主動隔離系統及重型隔音器(acoustic isolator)而容許更低成本。與雙菲左架構相比，其亦在工具內部之晶圓傳送方面節約成本，此係歸因於簡化的晶圓裝載程序，例如：在單一干涉儀下之水平晶圓裝載，單一干涉儀架構藉由消除一個干涉儀及相關光學器件而節約成本。亦不需要雙菲左架構中所需之使晶圓從水平至垂直旋轉90度之機構。對於300 mm或450 mm晶圓而言，此WGT架構工具之優點甚至更大，其中300 mm及450 mm晶圓之振動可能為一主要噪聲源，使得難以達成平坦度量測之一高精度。對於300 mm及450 mm工具，光學組件準直器、透射平面及摺疊鏡全部為大的且昂貴的。消除一個干涉儀、一個晶圓垂直裝載系統、一隔音箱及資料獲取系統之一個通道可顯著降低原始設備製造商(OEM)以及其等客戶之成本。另外，空氣軸承卡盤之實施例可提供可用作一振動阻尼器之一氣墊。架構之所揭示實施例之此振動不敏感性質可使低端及高端半導體計量工具兩者獲益。
TTV 量測方法
在圖5a及圖5b中繪示量測晶圓之厚度或TTV時之例示性步驟。參考圖5a，首先，量測由TF 502及反射式空氣軸承卡盤504形成之光學腔。換言之，量測TF 502與空氣軸承卡盤504之相對表面之間的距離變動。歸因於重力，TF 502可在中間凹陷。如圖5a中繪示，空氣軸承卡盤504之表面可非完全平坦的。為了對晶圓進行準確平坦度量測，需要對此等缺陷進行校準。腔校準將量測腔厚度變動。在數學上，其係透射平面表面S TF(x, y)與卡盤表面S CK(x, y)之間的差：ΔS Cavity= S TF– S CK。在此步驟中，卡盤上無晶圓。
參考圖5b，在校準之後，將一晶圓506放置在空氣軸承卡盤504之表面上。為了量測晶圓506之平坦度，晶圓以由空氣軸承卡盤504產生之一小氣隙(例如，5 um至30 um)浮動在空氣軸承卡盤504之表面之頂部上。在此等小間隙處，空氣軸承卡盤設計為具有顯著吸力，以展平晶圓之背側或使晶圓之背側508符合卡盤表面510。在該情況中，晶圓之表面之頂部(S WFR) 507係卡盤表面510及晶圓總厚度變動之簡單相加，S wfr= S CK+TTV。然而，晶圓之背側508實際上不完全符合卡盤表面510。需要加上一不符合項(S N.C.)以準確地判定頂部晶圓表面507：S wfr= (S CK+ TTV + S N.C.)。
干涉儀量測可量測晶圓506與透射平面之間的距離：ΔS WFR= (S TF– S wfr) = (S TF– S CK– TTV - S N.C.)
接著，可藉由取得腔與晶圓表面量測之間的差來計算TTV：(ΔS Cavity– ΔS WFR)。接著，可如下計算總厚度變動：TTV actual= (ΔS Cavity– ΔS WFR– S N.C.)，其中ΔS Cavity及ΔS WFR可藉由圖1c中繪示之WGT架構之菲左干涉儀來量測。S N.C.可從校準獲得。S N.C.可依據晶圓厚度而變化，晶圓厚度可變化+-25 um或25/775=3%。吾人量測晶圓厚度且可在必要時使用晶圓厚度資訊來進一步校正不符合誤差。S N.C.可藉由使用具有已知TTV之一晶圓(例如，雙面拋光200 mm晶圓)來獲得：S N.C.= (ΔS Cavity– ΔS WFR– TTV known)。
S N.C.可隨時間漂移且不時地需要校準。S N.C.依據晶圓厚度、溫度、FH及卡盤平坦度而變化。所有此等參數可用干涉儀資料同時量測。其等可用於2階校正。
形狀量測方法
圖6a及圖6b繪示根據本發明之一實施例之使用圖1c中繪示之WGT架構之一形狀量測方法中的例示性步驟。參考圖6a，為量測形狀，首先，將一參考TF 602放置在一空氣軸承卡盤604之表面上以校準工具中之TF 600。Cal = S TF– S TF-ref。參考TF平坦度(以nm為單位)可比一晶圓形狀(以um為單位)好得多。因此S TF-Ref係一活塞項且可被丟棄。若TF 600較厚且存在最小TF凹陷，則亦可跳過腔校準步驟。在此步驟中，卡盤上無晶圓。此校準可在一工廠處完成。假定TF形狀不變，則在量測時間僅可完成傾斜校正。
參考圖6b，在下一步驟中，將一晶圓606放置在空氣軸承卡盤604之頂表面上。為了量測形狀，晶圓606以一較大氣隙(例如，60 um至300 um)浮動。卡盤經設計且經操作使得壓力抵消(balance out)重力，而未留下額外力以使晶圓變形。因此，以此等較大氣隙，晶圓606在由氣墊支撐時呈現其自然形狀。
SWFR= (S TF– S wfr)
接著，獲得Cal與晶圓表面量測值之間的差以計算晶圓形狀：
Shape = Cal – SWFR = (S TF– S TF-ref.) – (S TF– S wfr) = S wfr- S TF-ref.= S wfr
只要恰當設定氣隙，藉由上述步驟取得之形狀量測值便為準確的且不需要校正。此可為經圖案化晶圓幾何(PWG)工具之一理想工具架構。與雙菲左干涉儀架構相比，其可具有更佳精度、匹配及更低成本。基於光柵之剪切干涉儀可藉由用空氣軸承卡盤替換三個支撐銷而極大獲益於此工具架構，此將改良量測準確度，且藉由容許晶圓傾斜而增加其翹曲動態範圍。
對於大翹曲晶圓，可使用一2-D傾斜站以克服圖1c中繪示之WGT架構中之干涉儀之動態範圍限制。在水平位置中，與相同晶圓706’處於一垂直位置時(在此情況中，若晶圓706’不完全垂直，則重力可改變晶圓706’之形狀，如圖7中繪示)相比，可在傾斜時更佳地維持晶圓706之形狀。
明確言之，圖7繪示在垂直位置中之晶圓706’容易在傾斜時發生形狀變化。此係因為當一垂直固持之晶圓706’傾斜時，一扭矩被施加至晶圓706’。扭矩將引起晶圓形狀改變。此限制習知雙菲左干涉儀工具之量測準確度。相比之下，此處揭示之WGT架構在一薄氣墊上支撐一晶圓706，此有助於甚至在晶圓706處於一小傾斜角(通常小於一度之一分率)時仍維持晶圓706之自然形狀，如圖7之水平設定中展示。
WGT可用於量測一薄晶圓之翹曲，其中晶圓太薄而無法放置在垂直位置中，或太薄而無法在垂直位置中在使晶圓傾斜時保持其形狀不變。對於一些薄晶圓，其能可太薄而無法在晶圓邊緣上之兩個點處支撐。在WGT中，一晶圓位於水平位置且藉由氣墊支撐。將一非常小的徑向力施加至晶圓以在使晶圓傾斜時保持晶圓位置。在恰當浮動高度及真空/壓力設定下，可量測一薄晶圓之翹曲。
因此，與雙菲左架構相比，使用上述方法之晶圓幾何工具及圖案晶圓幾何工具可具有高精度及高處理量但約為半價。其係用於任何尺寸之晶圓(諸如200 mm、300 mm及450 mm晶圓)之晶圓平坦度、奈米形貌及形狀量測工具的具成本效益的且高精度的解決方案。
圖8繪示根據本發明之一實施例之用於經圖案化晶圓傾斜載物台之一例示性測角搖架800。所繪示設置包含用於增加晶圓翹曲動態範圍及處理量之兩個堆疊測角搖架800。可在執行晶圓傾斜時保持晶圓對焦。應注意，X、Y載物台802、804以90度交叉，但是為了便於繪示共同旋轉中心而繪製在一個平面上。
區分 真實晶圓表面特徵部與卡盤痕跡 / 人為產物之方法
圖1c中所繪示之WGT架構100之實施例利用一個垂直安裝之菲左干涉儀用於總厚度變動量測及晶圓形狀量測兩者。然而，實務上，此方法具有許多挑戰。空氣軸承卡盤本身可能不平坦，且空氣軸承卡盤之表面上可能存在人為產物，諸如顆粒。當晶圓經抽真空下降在空氣軸承卡盤上時，人為產物可出現在晶圓之頂表面上。例如，如圖2a中繪示，一大顆粒202可表現為空氣軸承卡盤200之頂側204上的一凸起。根據本發明之另一實施例，此等類型之人為產物可藉由使用本文中揭示之一方法進行校準。圖2b繪示浮動在一空氣軸承卡盤200’上方之一晶圓204’，其中未看見卡盤痕跡。
圖3a至圖3c繪示區分一晶圓310之表面上之真實特徵部304與人為產物306之一方法。圖3a繪示一S1表面量測，其中在干涉儀量測中，真實特徵部304與卡盤痕跡306混合。圖3b繪示一S2表面量測，其中卡盤從用於S1表面量測之其原始位置旋轉180度。真實特徵部304停留在相同位置中，而卡盤痕跡306與卡盤300一起旋轉180度。因此，藉由使晶圓310旋轉180° (如圖3b中繪示)且比較表面與0°下之表面(如圖3a中繪示)，可識別真實晶圓特徵部304 (在旋轉之前及之後在晶圓座標系中停留在相同位置中之特徵部)。相比之下，在晶圓310旋轉180°時，人為產物306之位置將偏離180°。
圖3c提供將卡盤人為產物展示為雙極對316、320之一S1與S2差異圖。若此等卡盤痕跡未在卡盤上四處移動，則可對其等進行校準。卡盤痕跡亦具有容許在卡盤潔淨且卡盤痕跡被隔離的情況下藉由演算法移除卡盤痕跡的特定特徵。當卡盤及/或晶圓之背側上存在有限之人為產物時，晶圓或真空卡盤旋轉方法可起作用。保持卡盤之表面潔淨係非常必要的。否則，量測可能被人為產物污染。
空氣軸承卡盤
圖1c中繪示之WGT架構100之實施例可達成無人為產物之量測。在此架構100中，待測晶圓114可直接從處置器末端效應器裝載至量測腔室。在本發明之另一態樣中，揭示一種空氣軸承卡盤。如圖4a中繪示，空氣軸承卡盤401在卡盤表面上具有壓力及真空噴嘴之一陣列，其中交替之壓力噴嘴402及真空噴嘴404配置成各等距同心環。
真空吸力及壓力支撐力可保持一晶圓400浮動(float)在空氣軸承卡盤401上之幾微米至幾百微米之一氣墊上。氣墊愈薄，則空氣軸承愈剛勁。運用真空及壓力之適當流速，空氣軸承可非常剛勁(對於約為20 um之氣隙，＞ 1 N/um)，此亦將具有顯著晶圓展平能力。然而，一100 um厚之空氣軸承之勁度可低達1 N/um之10分之一，其中幾乎沒有力以使晶圓形狀扭曲。
為了從一晶圓之前側量測晶圓平坦度或TTV，晶圓400之背側可藉由空氣軸承卡盤401展平且變得符合卡盤表面。當空氣軸承間隙被設定為恰當高度(例如，15 um至20 um)時，未在空氣軸承卡盤401上偵測到人為產物。為了量測晶圓之形狀，使晶圓在空氣軸承卡盤401之表面上浮起，將間隙設定為~60 um至300 um，其中晶圓400藉由空氣軸承卡盤401所產生之氣墊支撐，且歸因於在大氣隙處吸力非常小而維持其原始形狀。
為了滿足晶圓平坦度及形狀量測之WGT要求，空氣軸承卡盤401可具有以下特徵，如圖4a中繪示：
(1)配置成同心環之軸對稱的交替壓力及真空噴嘴402、404。
(2)無作用噴嘴超出晶圓參考平面。噴嘴一直向外延伸以將晶圓400支撐到約半徑的最後2 mm至5 mm。對於一200 mm卡盤，噴嘴徑向延伸使得最後一組噴嘴之中心定位於一198 mm或195 mm直徑上。在此實施例中，空氣軸承卡盤401之表面較佳地比晶圓400大，因此無晶圓懸垂超出空氣軸承卡盤401之邊緣。
(3)當半徑增加時，為了將噴嘴之間的切向間隔保持為一常數，較佳地，每個環存在偶數個噴嘴之增加，如下式N=m*n中描述。其中，m係噴嘴增加數(m = 4, 6, 8, 10…)，n係同心環之第n個，且N係每個環之噴嘴數，其中n=0係晶圓400之中心處之第一「環」。數字「6」係較佳的，因為其達成徑向及切向方向兩者上之噴嘴之間的大約相同位移。
(4) WGT 200之卡盤平坦度較佳地為1.5 um。對於先進晶圓平坦度應用，WGT300較佳地為0.5 um或更小。
(5)卡盤表面需要鏡面拋光，根據ISO標準，＞ N4。
(6)卡盤401之直徑較佳地比晶圓400大10 mm，卡盤之大於晶圓之區域可在晶圓量測期間用於校準，此係因為在量測期間晶圓之此部分未被晶圓阻擋。
(7) 3x晶圓抓持器408，兩個固定(相距90度)，一個致動抓持器用於中心晶圓。晶圓400上之力可為可調整的。
(8) 4x提升銷410，其等可以一平滑方式將晶圓400從卡盤401提升。
圖4b繪示具有如圖中展示般以不同ΔR、ΔT配置之真空及壓力噴嘴的一例示性空氣軸承卡盤421。
圖4c及圖4d中繪示真空噴嘴404及壓力噴嘴402之連接。圖4c提供一空氣軸承卡盤431之堆疊層之一俯視圖。堆疊層包含一真空歧管層432、一壓力歧管層433及一頂部卡盤層434。真空歧管層432連接所有真空通道435及真空供應器。壓力歧管層433連接所有壓力通道436及壓力供應器。頂部卡盤層434包含多個穿孔，該多個穿孔將真空歧管層432中之真空通道435連接至頂部卡盤層434之頂表面上之真空噴嘴。頂部卡盤層434亦包含將壓力歧管層433中之壓力通道436連接至頂部卡盤層434之頂表面上之壓力噴嘴的額外穿孔。用於真空及壓力之穿孔對應於圖4a及圖4b中展示之真空及壓力噴嘴配置以一交替方式配置。
圖4d提供空氣軸承卡盤431’之上述堆疊結構之一側視圖，其包含一頂部卡盤層434’、一真空歧管層432’及一壓力歧管層433’。存在將真空通道435’及壓力通道436’分別連接至空氣軸承卡盤431’之頂表面上之真空噴嘴及壓力噴嘴的交替之穿孔440、442。如在圖4d之空氣軸承卡盤之側視圖中繪示，交替之真空噴嘴及壓力噴嘴之間的間隔ΔT可實質上相同。
圖4e提供空氣軸承卡盤461之堆疊結構之另一實施例的一側視圖。在此實施例中，堆疊結構可包含一頂板490、一後蓋板492及夾置在頂板490與後蓋板492之間的一歧管板494。頂板490可為鋁或陶瓷，其較佳厚度在10 mm至60 mm之間。類似於圖4d之實施例，頂板490中存在交替之穿孔480、482，以分別提供真空吸力及壓力支撐力以保持一晶圓(圖4d中未展示)浮動在一氣墊上。穿孔480、482可具有1.25 mm至1.5 mm之直徑。
歧管板494之頂及底表面可各自具有一或多個凹槽，真空及壓力通道496、498可分別位於該等凹槽中。在圖4e中繪示之實例中，歧管板494之頂表面上之凹槽可具有嵌入式真空通道496，真空通道496經由穿孔480將堆疊結構之頂板490上之真空噴嘴連接至堆疊結構之底板上之真空出口497。類似地，歧管板494之底表面上之凹槽可具有嵌入式壓力通道498，壓力通道498經由穿孔482將堆疊結構之頂板490上之壓力噴嘴連接至堆疊結構之底板上之壓力出口499。歧管板之頂及底表面兩者上之凹槽可為幾毫米寬及幾毫米深。
圖4f繪示圖4e之堆疊結構之頂板490之一例示性頂表面802。頂表面包含等距(或不等距)交替之真空及壓力噴嘴(或孔) 804、806，該等真空及壓力噴嘴(或孔) 804、806具有例如5 mm至25 mm之徑向及切向間距。真空孔804之直徑可為幾毫米，例如1.5 mm。壓力孔806之直徑可具有1.25 mm。
圖4g繪示頂板之一例示性底表面810，其展示真空及壓力噴嘴804’、806’之相同圖案。底表面810亦可包含M3.5或M4螺紋孔812，以用於將堆疊結構之板緊固在一起且密封真空及壓力通道。替代地，可使用膠來將板固持在一起，此可導致改良的頂表面平坦度。若使用膠，則板上不需要具有任何M3.5或M4或任何其他螺紋孔。
圖4h提供圖4e之堆疊結構之一例示性歧管板494的一俯視圖。來自頂板(圖4h中未展示)之所有真空孔連接至歧管板494之頂表面818上之凹槽中的真空通道820之一者。相比之下，來自頂板(圖4h中未展示)之所有壓力孔連接至歧管板494中之對應壓力孔822，而形成從頂板向下穿過歧管板494的一直孔(如圖4e中展示)，藉此將頂板上之壓力噴嘴連接至嵌入於歧管板494之底部處之凹槽中的壓力通道(如圖4i中展示)。在一項實施例中，歧管板494之頂表面上之真空通道820可呈圖4h中展示之圖案。通道與頂板上之真空噴嘴對準，且藉由沿著歧管板494之邊緣之一外部圓形通道824連接。圖4h亦展示用於將堆疊結構之板緊固在一起之M3.5或M4螺紋孔812’。
圖4i繪示歧管板494之一仰視圖。在此實施例中，壓力通道/凹槽830可呈連接穿過歧管板494之壓力孔之一內環狀圖案(「壓力供應環」)。歸因於增加的橫截面，壓力供應環可阻力較小。圖4i之仰視圖亦展示在圖4h之俯視圖中可見之M3.5或M4螺紋孔812’’。儘管仰視圖亦展示疊加之真空通道820’，但應理解，其僅用於繪示目的，且實際真空通道820’位於歧管板494之頂表面上之凹槽中，如圖4h中展示。
圖4j提供圖4e之堆疊結構之後蓋板492的一俯視圖。後蓋板492之頂表面可經拋光用於密封嵌入有壓力凹槽之歧管底表面，如圖4i中展示。在此實施例中，存在用於將壓力通道從歧管板494之底表面連接至壓力配件(圖4j中未展示)的三個開口842。另外，存在用於將真空通道從歧管板之頂表面連接至真空配件(圖4j中未展示)的三個其他開口840。相同壓力及真空開口842’、840’亦展示在圖4k中之後蓋板492之仰視圖上。後蓋板492之圖4j之俯視圖及圖4k之仰視圖亦繪示用於將後蓋板與堆疊結構中之其他板緊固之M3.5或M4螺紋孔812’’。
儘管圖4e至圖4k繪示具有分別位於一歧管層之底及頂表面上之凹槽中的壓力及真空通道之空氣軸承卡盤之一堆疊結構，但應理解，此等通道亦可嵌入於其他層之凹槽中。例如，真空通道可位於形成在頂板之底部層上之凹槽中，且壓力通道可位於形成在底部蓋板之頂部層上之凹槽中。此外，應理解，在其他實施例中，可切換真空通道及壓力通道之放置。在各種實施例中，可包含不同數量之真空及/或壓力噴嘴。真空及壓力通道之路線可根據噴嘴之數量及位置調整。堆疊結構之底部處之真空及壓力配件之數量亦可三者各自不同。
為了跨整個卡盤達成均勻之壓力及真空，如圖9a及圖9b中繪示之一充氣歧管900可用於間隔真空噴嘴與壓力噴嘴，其中所有真空噴嘴連接至真空歧管充氣部902，而所有壓力噴嘴徑直穿過真空歧管充氣部902且到達在真空充氣部正下方之壓力歧管充氣部904。CFD模擬顯示，充氣方式極大地改良真空及壓力噴嘴之均勻性。充氣歧管可提供均勻增壓之空氣量，而在可能的最大程度上最佳化增加通道大小。另外，可調諧腔高度以最小化孔口流量變動。
支撐晶圓之氣墊亦具有空氣阻尼效應，此有效地隔離地震及聲波振動，而消除或減少對隔音箱及主動隔振系統之需求。
存在使用在上述實施例中揭示之空氣軸承卡盤之額外優點。例如，其可改良施覆在晶圓上之一遮罩層之厚度量測之準確度。在3D NAND程序中，由於傳統光學方法在不透明膜中並未良好地起作用，故存在用於量測高度不透明硬遮罩膜厚度之未滿足需求。WGT晶圓厚度量測特徵可用於硬遮罩膜厚度之量測。對晶圓厚度進行兩個量測，例如，一個「遮罩前」(T pre)厚度量測，一個「遮罩後」(T post)厚度量測，其中
T pre= T0 + E_RTE_pre
T post= T1 + E_RTE-post
T0及T1分別為在遮罩前及遮罩後之膜沈積之厚度量測。E_RTE_pre及E_RTE-post係在遮罩前及遮罩後晶圓之各自光線追蹤誤差(RTE)。
因此，遮罩之厚度ΔT= T post– T pre= (T1-T0) + (E_RTE-post - E_RTE_pre)
因為在施覆遮罩之後，晶圓可顯著翹曲，所以RTE (即，E_RTE-post - E_RTE_pre)可顯著影響T pre及T post量測值，而導致ΔT計算之顯著誤差。根據本文中揭示之實施例，在將遮罩施覆於晶圓之表面上之後，由空氣軸承卡盤產生之吸力可實質上展平晶圓，使得在遮罩前及遮罩後之晶圓形狀實質上相同，藉此最小化RTE (即，E_RTE-post - E_RTE_pre ~ 0)，且增加厚度量測之準確度。
空氣軸承卡盤可用於藉由迫使高度翹曲之晶圓符合卡盤表面而減小或消除干涉儀之光線追蹤誤差，或減小膜沈積後之晶圓翹曲使得膜沈積後之形狀與膜沈積前之形狀相當，此將導致當藉由從膜沈積前之晶圓厚度減去膜沈積後之晶圓厚度來計算膜厚度之差時消除光線追蹤誤差。此方法適用於不透明硬遮罩層之厚度量測，其中歸因於高度翹曲之晶圓之光線追蹤誤差顯著減小。
在本發明之一個態樣中，揭示一種晶圓形狀及平坦度量測裝置。裝置包含：一單一菲左干涉儀，其包括一透射平面、一光源、一PBSC、一準直器、中繼透鏡及一相機；一空氣軸承卡盤，其經組態以產生用於將一晶圓固持在距空氣軸承卡盤之一表面之一預定距離處的一氣墊，該空氣軸承卡盤包括交替之真空噴嘴及壓力噴嘴。
在一些實施例中，交替之真空噴嘴及壓力噴嘴配置於笛卡兒(Cartesian)或極座標之一者中。
在一些實施例中，交替之真空噴嘴及壓力噴嘴配置成複數個同心環，且相鄰之真空及壓力噴嘴之間的一距離在各同心噴嘴環上實質上均勻。
在一些實施例中，噴嘴經組態以將晶圓支撐到接近晶圓之一邊緣的約2 mm至5 mm。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤具有一5 um至30 um浮動高度，以支撐晶圓且展平晶圓背側用於藉由使用單一干涉儀進行晶圓平坦度量測。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤具有一60 um至350 um浮動高度，以支撐晶圓同時維持晶圓之原始形狀用於藉由使用單一干涉儀進行晶圓形狀量測。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤係由鋁、或剛勁之其他材料製成的一反射式卡盤且可用一鏡面拋光進行拋光；其中經拋光表面足夠平坦以展示干涉條紋。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤及透射平面形成容許執行校準之一光學腔。
在一些實施例中，校準包括去除透射平面及空氣軸承卡盤之任何平坦度缺陷。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤之一直徑略大於晶圓之一直徑。
在一些實施例中，晶圓之直徑係200 mm，且卡盤之直徑係210 mm至2020 mm。
在一些實施例中，晶圓之直徑係300 mm，且卡盤之直徑係310 mm至330 mm。
在一些實施例中，氣墊約為5 um至30 um。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤具有＞= ISO標準之N4的一鏡面拋光之表面。
在一些實施例中，藉由使用一或多個卡盤表面上之腔資料來校準空氣軸承卡盤。
在一些實施例中，利用機械相移或波長相移或PL相移；而且，視情況，藉由使晶圓靠近透射平面，未最小化任何共同路徑。
在一些實施例中，藉由空氣軸承卡盤提供高空氣流量以達成空氣軸承之高勁度。
在一些實施例中，氣墊針對晶圓平坦度量測具有一5 um至30 um浮動高度。
在一些實施例中，氣墊包括60 um至300 um之一氣隙，以減少歸因於晶圓傾斜及晶圓熱膨脹之晶圓形狀變化。
在一些實施例中，交替之真空噴嘴及壓力噴嘴配置成軸對稱之一圖案；且其中交替之真空噴嘴及壓力噴嘴跨整個卡盤均等間隔。
在一些實施例中，晶圓形狀及平坦度量測裝置可進一步包含在空氣軸承卡盤中間之一電容式感測器，該電容式感測器用於氣隙監測及不符合誤差之校正。
在一些實施例中，電容式感測器進一步經組態以在SW需要重設時或在失去電力之後用作用於晶圓恢復之晶圓存在感測器。
在一些實施例中，晶圓形狀及平坦度量測裝置可進一步包含在晶圓之一頂部上之一位置感測器及在晶圓之一底部處之一電容式感測器，位置感測器及電容式感測器形成一混合厚度量測計。
在一些實施例中，晶圓形狀及平坦度量測裝置可進一步包含：用於卡盤對準及機械相移之一Z翻轉與傾斜(Z-tip-and-tilt)載物台。
在一些實施例中，Z翻轉與傾斜載物台進一步經組態用於量測圖案晶圓幾何應用之高翹曲晶圓。
在一些實施例中，S N.C.可藉由使用具有已知TTV之一晶圓來獲得；且S N.C.依據晶圓厚度、溫度、FH及卡盤平坦度而變化；且晶圓厚度、溫度、FH及卡盤平坦度係在量測期間收集且隨後用於校準校正。
在一些實施例中，Z翻轉與傾斜載物台進一步經組態用於量測具有小達300 um之厚度之高翹曲薄晶圓。
在本發明之另一態樣中，揭示藉由調整一空氣軸承卡盤上之晶圓高度且使用工具架構之菲左干涉儀來校準電容式感測器及PSD以精密量測高度變動。
在一些實施例中，空氣軸承卡盤可用於減小或消除干涉儀在晶圓厚度或膜厚度量測中之光線追蹤誤差。
在一些實施例中，揭示空氣軸承相移，一種藉由調整空氣軸承壓力或真空而產生相移之新穎方法。晶圓之浮動高度將改變。在恰當真空、壓力及氣流速率下，線性相移係可能的。其具有以幾乎零成本替換機械式移相器之潛力。
在一些實施例中，揭示干涉儀輔助之晶圓厚度量測，其中原位校準電容式感測器及PSD兩者，此將導致更準確之晶圓及膜厚度量測。干涉儀及厚度計之組合將有助於將膜量測精度改良至＜ 10 nm。
在一些實施例中，晶圓形狀量測可在僅具有空氣壓力噴嘴之一卡盤上完成，其中不需要真空噴嘴。壓力噴嘴支撐空氣軸承卡盤上之晶圓之重量。
在一些實施例中，一種用於晶圓平坦度量測之替代方法，其中藉由翻轉待測晶圓來量測晶圓背側形狀。藉由對準前部及背側晶圓中心及凹口位置而將TTV圖放在一起。藉由原位厚度計判定晶圓中心厚度。
在一些實施例中，WGT TTV量測比傳統方法更準確。WGT更類似於微影卡盤上之晶圓之真實使用情況，其中晶圓之背側藉由微影卡盤展平。藉由WGT進行之TTV量測更有可能與微影工具所經歷之TTV量測一致。
在一些實施例中，對於經圖案化晶圓形狀量測，將使用兩個堆疊測角搖架以增加晶圓翹曲動態範圍及處理量。可在執行晶圓傾斜時保持晶圓對焦。
在一些實施例中，提出一種充氣真空(或壓力)歧管，以極大地改良真空及壓力噴嘴之均勻性。
在一些實施例中，卡盤之氣墊提供空氣阻尼，此有效地隔離地震及聲學振動。
儘管已參考隨附圖式充分描述本發明之實施例，但應注意，各種變化及修改對於熟習此項技術者而言變得顯而易見。此等改變及修改應被理解為包含在如由所附發明申請專利範圍定義之本發明之實施例之範疇內。
100:晶圓幾何工具(WGT)/晶圓幾何工具(WGT)架構 102:相機 104:中繼透鏡 106:PBSC 108:光源 110:準直器 112:測試平面(TF) 114:晶圓 116:空氣軸承卡盤 118:Z翻轉傾斜載物台 120:提升銷 122:電容式感測器 124:雷射 126:光學位置感測器/雙胞元位置感測器 188:位置 190:位置 192:位置 200:空氣軸承卡盤 200’:空氣軸承卡盤 204:頂側 204’:晶圓 300:卡盤 304:真實特徵部/真實晶圓特徵部 306:人為產物/卡盤痕跡 310:晶圓 316:雙極對 320:雙極對 400:晶圓 401:空氣軸承卡盤 402:壓力噴嘴 404:真空噴嘴 408:晶圓抓持器 410:提升銷 421:空氣軸承卡盤 431:空氣軸承卡盤 431’:空氣軸承卡盤 432:真空歧管層 432’:真空歧管層 433:壓力歧管層 433’:壓力歧管層 434:頂部卡盤層 434’:頂部卡盤層 435:真空通道 435’:真空通道 436:壓力通道 436’:壓力通道 440:穿孔 442:穿孔 461:空氣軸承卡盤 480:穿孔 482:穿孔 490:頂板 492:後蓋板 494:歧管板 496:真空通道 497:真空出口 498:壓力通道 499:壓力出口 502:測試平面(TF) 504:空氣軸承卡盤 506:晶圓 507:晶圓之表面之頂部(S WFR)/頂部晶圓表面 508:晶圓之背側 510:卡盤表面 600:測試平面(TF) 602:參考測試平面(TF) 604:空氣軸承卡盤 606:晶圓 706:晶圓 706’:晶圓 800:測角搖架 802:X載物台(圖8)/頂表面(圖4F) 804:Y載物台(圖8)/真空噴嘴/真空孔(圖4F) 804’:真空噴嘴 806:壓力噴嘴/壓力孔 806’:壓力噴嘴 810:底表面 812:M3.5或M4螺紋孔 812’:M3.5或M4螺紋孔 812’’:M3.5或M4螺紋孔 812’’’:M3.5或M4螺紋孔 818:頂表面 820:真空通道 820’:真空通道 822:壓力孔 824:外部圓形通道 830:壓力通道/凹槽 840:開口 840’:開口 842:開口 842’:開口 900:充氣歧管 902:真空歧管充氣部 904:壓力歧管充氣部
圖1a繪示當前在300 mm晶圓廠中用於晶圓幾何量測以及圖案晶圓幾何量測的雙菲左干涉儀架構。
圖1b係已用於圖案晶圓幾何量測之另一PWG工具。
圖1c繪示根據本發明之一實施例之一單一菲左干涉儀的一晶圓幾何工具(WGT)架構。
圖1d提供根據本發明之一實施例之雙胞元位置感測器(censor)在一最佳工作角度之一增強視圖。
圖1e繪示根據本發明之一實施例之雙胞元位置感測器的校準。
圖1f繪示根據本發明之一實施例之來自執行雙胞元位置感測器之校準中之一步驟的資料。
圖2a繪示當一晶圓真空下降(vacuum down)在真空卡盤上時之卡盤痕跡(chuck mark)/人為產物(artifact)之一實例。
圖2b繪示浮動(flying)在一空氣軸承卡盤上方之一晶圓，其中未看見卡盤痕跡。
圖3a至圖3c繪示根據本發明之一實施例之用於區分真實晶圓表面特徵部與卡盤痕跡/人為產物的一方法。
圖4a及圖4b繪示根據本發明之實施例之具有用於將一晶圓固持在一氣墊上之真空及壓力噴嘴的例示性空氣軸承卡盤。
圖4c繪示根據本發明之一實施例之一空氣軸承卡盤之壓力及真空噴嘴連接層。
圖4d繪示根據本發明之一實施例之一空氣軸承卡盤的壓力及真空噴嘴層配置。
圖4e繪示根據本發明之實施例之一空氣軸承卡盤之另一例示性堆疊結構。
圖4f繪示根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構之頂板的一例示性頂表面。
圖4g繪示根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構之頂板的一例示性底表面。
圖4h提供根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構的一例示性歧管板之一俯視圖。
圖4i提供根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構的一例示性歧管板之一仰視圖。
圖4j提供根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構的後蓋板之一俯視圖。
圖4k提供根據本發明之一實施例之圖4e之堆疊結構的後蓋板之一仰視圖。
圖5a及圖5b繪示根據本發明之一實施例之使用圖1c之WGT工具架構從校準及校正資料計算TTV的一方法。
圖6a及圖6b繪示根據本發明之一實施例之用於使用圖1c之WGT工具架構進行形狀量測之一腔校準方法。
圖7繪示當使一晶圓傾斜時，在一垂直位置中之一晶圓容易發生形狀變化。
圖8繪示根據本發明之一實施例之用於經圖案化晶圓傾斜載物台的一例示性測角搖架(goniometry cradle)。
圖9a及圖9b繪示根據本發明之一實施例之一例示性充氣歧管設計。
100:晶圓幾何工具(WGT)/晶圓幾何工具(WGT)架構
102:相機
104:中繼透鏡
106:PBSC
108:光源
110:準直器
114:晶圓
116:空氣軸承卡盤
118:Z翻轉傾斜載物台
120:提升銷
122:電容式感測器
124:雷射
126:光學位置感測器/雙胞元位置感測器

Claims (10)

  1. 一種晶圓形狀及平坦度量測裝置，其包括： 一大孔徑干涉儀，及 一反射式空氣軸承卡盤，其具有空氣壓力噴嘴抑或交替之真空及壓力噴嘴， 其中該大孔徑干涉儀係一單一菲左干涉儀、一基於光柵之剪切干涉儀及一邁克爾遜干涉儀之一者。
  2. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該等交替之真空噴嘴及壓力噴嘴配置於笛卡兒或極座標之一者中。
  3. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該等交替之真空噴嘴及壓力噴嘴配置成複數個同心環，且相鄰之真空及壓力噴嘴之間的一距離在各同心噴嘴環上實質上均勻。
  4. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該等噴嘴經組態以將該晶圓支撐到接近該晶圓之一邊緣的約2 mm至5 mm。
  5. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該反射式空氣軸承卡盤具有一5 um至30 um浮動高度，以支撐晶圓且展平晶圓背側用於藉由使用一單一干涉儀進行晶圓平坦度量測。
  6. 如請求項5之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該反射式空氣軸承卡盤具有一60 um至350 um浮動高度，以支撐晶圓同時維持該晶圓之原始形狀用於藉由使用該單一干涉儀進行晶圓形狀量測。
  7. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該反射式空氣軸承卡盤係由鋁、陶瓷，或剛勁之其他材料製成且可用一鏡面拋光進行拋光；其中經拋光表面足夠平坦以展示干涉條紋。
  8. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該空氣軸承卡盤及該透射平面形成容許執行校準之一光學腔。
  9. 如請求項8之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該校準包括去除該透射平面及該空氣軸承卡盤之任何平坦度缺陷。
  10. 如請求項1之晶圓形狀及平坦度量測裝置，其中該空氣軸承卡盤之一直徑略大於該晶圓之一直徑。
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