TWI241398B - Eddy current loss measuring sensor, film thickness measuring device, film thickness measuring method and recording medium - Google Patents

Description

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、發明說明（! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

[發明之技術領域] 本發明係有關膜厚的測定裝置，尤其是以滿電流測定感 心’其係測定因半導體積體電路裝置的製造步驟中，勵 :鬲頻磁場，激勵晶圓表面之導電性膜之渦電流造成的渦 电流損失；與測定裝置，其係依據所測定之滿電流損失， 非接觸的測定上述導電性膜的膜厚；及可電腦讀取的記綠 媒體爲對象。 [先别技術] 使用渦電流測定導電性膜之膜厚的方法，爲有效之非接 觸/非破壞性的膜厚測定技術。 盥使用渦電流之膜厚測定方法，其產生磁場之線圈（感測器） ，導私性膜之間的距離顯著影響導電性膜内的渦電流損失 里。因此’高精密度控制感測器與導電性膜之間的距離極 爲重要。 、圖23爲以感測器之電感及電阻的變化測定渦電流損失量 又:種實驗例的資料。從該圖中也可以瞭解因應感測器與 導電性膜之間的距離，感測器之電感及電阻的變化。 、爲求降低因此種距離關係造成的測定誤差，提高測定精 密度，提出如下的技術： ，，：如’帛一種万法，如圖23所示，係預先求出感測器及 導黾11膜間之距離與測定値的彼此關係，改變感測器與導 電性膜間之距離，進行數點的測定後，使用上述彼此關係 在各測定點上修正的方法。 此外 第一種为法，如圖24所示，係在測定對象之導電 4- 本紙張尺度適用中國國家X1297 fil 1241398 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2 ) f膜101的表層與底層相對設置激勵渦電流的線圈⑻a， 職，將該線圈103a，103b"卜以阻抗分析器酬定所 獲得之電感Q的方法。 [發明所欲解決之課題] —然而：採用上述第二種測定方法時，會造成裝置的構成 複雜且龐大的缺點。 此外，改變距離實施數點測定的第一種方法，由於僅洌 試次數2 Μ需操作感_器或支撐台，1必須纟各測定點 上執行資料處理，因而需要耗費龐大的測定時間。因而不 通合於大量生產線上要求快速測定或膜厚形成步驟中的即 時測定，導致欠缺實用性的問題。 ^另外，爲求可以執行局部膜厚測定以提高測定精密度， 嘗試將線圈上產生的磁場集中在一點，除了縮小線^直 徑，提高分解能的方法之外，如圖25所示，唯有採用在= 圈10 8内插入鐵磁鐵或磁性材料之磁心11 〇的方法。 用於測定金屬導線之位移的感測器，建議採用使磁場集 中在導線上的感測器。參照圖26説明其一種範例如下：木 圖26所示的位移感測器，如該圖（a)所示，包含··接收線 圈112，其係繞接在鐵磁鐵磁心丨丨丨上；高頻勵磁線圈m : 其係繞接在接收線圈112的外侧；及銅製之上開外側遮蔽板 114 ’其係用於覆蓋鐵磁鐵磁心111、線圈112，11 3。 高頻勵磁線圈113接收高頻電流產生磁場，在測定對象白、 至屬導線C上激勵滿電流。接收線圈112接收因金屬導纟良◦上 產生之滿電流造成磁通量密度減低的磁場。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398 A7 ------2Z------ 五、發明說明（3 ) 外側遮蔽板114以相對配置之半圓筒部1143及n4b構成， 如圖26(b)上主要顯示的，各半圓筒部具有半圓狀的底板半 部114c，U4d。該左右兩半圓筒部114认n4b間保留微小的 ’逢隙相對配置’如圖26( e)之底面圖所示，在各底板半部 114c 114d間形成於直徑線方向的絕緣缝隙丨15。如此，外 ，遮蔽板m由以絕緣縫隙115左右分割，彼此絕緣的各半 f構成本例中係頬示線狀的絕緣缝隙，不過也可以形成 十字狀的絕緣缝隙。 於高頻勵磁線圈丨丨3上流經高頻勵磁電流時產生高頻磁 場丄並在外側遮蔽板114左右各底板半部U4c，u4d上感應 渦私泥。由於孩渦電流係在妨礙磁場的方向產生，因此， 勵磁線圈113產生之磁場與各底板半部U4c，U4d之渦電流 產生4磁場的合成磁場，在各底板半部U4c，丨丨切中的磁通 里被度小，在絕緣縫隙5中的磁通量密度大。因而，如圖 26( d)所不，在感測頭部形成不均勻高頻磁場，於絕緣縫隙 β so的磁通f岔度達到最大値Bmax。因此，如圖26( a)所 示在銅、、泉等金屬導線C的上方配置感測頭時，若在外側遮 蔽板114之絕緣縫隙丨丨5正下方有導線c，導線c佔有之空間 的兒通畺始度最大，此外，外侧遮蔽板114的遮蔽效果對導 線C4渦電流所感應的交流磁場最低，此時，導線c對感測 頭之接收線圈1丨2的阻抗影響最大。 如此’以線狀或十字狀的縫隙在縱長的區域上形成磁通 量的構造，雖然可以有效調查如金屬導線之細長物體的位 移，不過，用於局部膜厚測定時，由於需要形成作爲點的 -6 - 本紙張尺度 + _家鮮(CNS)A4規格（210 x 297公餐） ------11 — --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明（4 ) 磁場，因而尚嫌不足。 # =鑑於上述情況，本發明之目的在提供一種可測定局部 月吴厚的屑電流損失測定感測器、快速且高精密度測定膜厚 的膜厚測定裝置及可電腦讀取的記錄媒體。 [課題之解決手段] 本赉明藉由以下的手段來解決上述課題： 亦即，本發明之第一態樣係提供一種渦電流損失測定感 測器。 心 其包含：激勵接收一體型線圈，其係接收高頻電流，勵 磁高頻磁場，在測定對象之導電性膜上激勵渦電流，同時 2收上述渦電流產生之磁場與上述高頻磁場的合成磁場； 第一導磁性構件，其係以第一導磁性材料形成，插入上述 激勵接收一體型線圈内形成磁心；及第二導磁性構件，其 係以第二導磁性材料形成，設置成包圍上述第一導磁性構 件及上述激勵接收一體型線圈，在與上述導電性膜的相對 面上形成開口，至少露出上述激勵接收一體型線圈的部分 區域。 刀 ί疋供一種咼精备度的渦電流損失測定感測器，其中以上 述激勵接收一體型線圈生成之磁通量形成磁路，其係經由 上述第一導磁性構件，僅自上述開口部向外部露出，之 後，描繪其曲線，經由上述第二導磁性構件返回上述第〜 導磁性構件。此外，以上述第二導磁性構件防止磁通量自 感測器外圍露出。藉此，可以使上述曲線趨於陡峭。固 此，將上述渦電流損失測定感測器靠近上述導電性膜相對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 配，，使上述曲線的頂點位於上述導電性膜内，可以僅在 極微小的區域激勵渦電、流。藉此，由於可以在局部的區域 測疋渦電流損失量，因此不致破壞測定對象，此外，也不 妨礙導電性膜的成膜步驟、蝕刻步驟或研磨步驟， 此外，本發明之第二態樣係提供一種渦電流損失測定咸 測器， Μ 其包含：渦電流激勵線圈，其係接收高頻電流，勵磁高 1、磁场’在測定對象之導電性膜上激勵渦電流；接收線 圈，其係設置在上述渦電流激勵線圈内，被上述渦電流激 勵線圈包圍，接收上述渦電流產生之磁場與上述高頻磁場 之合成磁場；第一導磁性構件，其係以第一導磁性材料形 成，插入上述接收線圈内形成磁心；及第二導磁性構件， 其係以第二導磁性材料形成，設置成包圍上述第一導磁性 構件及上述接收線圈及上述渦電流激勵線圈，於與上述導 電性膜的相對面上形成開口，至少露出上述接收線圈的部 分區域。 如此’ I疋供一種滿電泥知失測定感測器，藉由包含滿電 流激勵用線圈及接收用線圈，具有更優異的分解能。 上述開口也可以凋整與上述第一導磁性構件的距離來設 置，使磁通量僅浸出上述導電性膜的局部區域。 上述之滿電流彳貝失測定感測器，於上述開口的表面部或 上述開口及上述開口附近區域的表面部，宜採用導磁係數 咼於上述第二導磁性材料之第三導磁性材料來形成。藉 此，可使自上述開口浸出之磁通量更集中在局部的區域 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 241398 A7 B7 五、 發明說明（6 内。 上述第一至第三導磁性材料宜包含電絕緣材料，或該電 絕緣材料宜包含鐵磁鐵。 此外，本發明之第二悲樣係提供一種膜厚測定裝置， 其包含1電流損失測定感測器，其係接收高‘電流， 勵磁高頻磁場，在測定對象之導電性膜上激勵渦電流，同 時輸出上述高頻電流，其係受到上述滿電流引起之滿電流 損失的影響電流損失測定手&，其係檢測自該滿電流 損失測定感測器所輸出之上述高頻電流，測定上述渦電流 損失測定感測器之阻抗的變化、上述高頻電流之電流値的 變化或上述高頻電流之相位的變化，冑出顯示上述滿電流 損失大小的資料；距離測定手段，其係測定上述導電性膜 與上述渦電流損失測定感測器之間的距離；及膜厚演算手 ί又，其係依據上述渦電流損失測定手段的測定結果與上述 距離測定手段的測定結果，算出上述導電性膜的膜厚 提供一種非接觸/非破壞性的膜厚測定裝置，其中上述距 離測足手段測定上述導電性膜與上述渦電流損失測定感測 器間的距離，上述膜厚演算手段依據該測定之距離與二述 渦電流損失測定感測器之阻抗的變化、上述高頻電流之電 w値的史化或上述咼頻電流之相位的變化，算出上述導電 性膜的膜厚。藉此，以高精密度測定膜厚。 上述高頻電流的頻率宜約爲1 MHz〜10 MHz。 上述膜厚測定裝置之上述渦電流損失測定感測器宜具 有·激勵接收一體型線圈，其係接收上述高頻電流，勵磁 ------- 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i 9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ；1241398 A7 —一 ----__B7-- 五、發明說明（7 ) 高頻磁場，在測定對象之導電性膜上激勵渦電流，同時接 收上述渦電流產生之磁場與上述高頻磁場的合成磁場，輸 出上述南頻電流，其係受到上述渦電流引起之渦電流損失 的影響；第一導磁性構件，其係以第一導磁性材料形成， 插入上述激勵接收一體型線圈内形成磁心；及第二導磁性 構件，其係以第二導磁性材料形成，設置成包圍上述第一 導磁性構件及上述激勵接收一體型線圈。 此外，上述渦電流損失測定感測器也可以具有：渦電流 激勵線圈，其係接收上述高頻電流，勵磁高頻磁場，在測 足對象足導電性膜上激勵渦電流；接收線圈，其係設置在 上述渦電流激勵線圈内，被上述渦電流激勵線圈包圍，接 收上述渦電流產生之磁場與上述高頻磁場之合成磁場，輸 出上述高頻電流，其係受到上述渦電流引起之渦電流損失 的影響；第一導磁性構件，其係以第一導磁性材料形成， 插入上述接收線圈内形成磁心；及第二導磁性構件，其係 以第二導磁性材料形成，設置成包圍上述第一導磁性構件 及上述接收線圈及上述渦電流激勵線圈。 上述第一導磁性構件，宜在與上述導電性膜的相對面上 形成開口，至少露出上述激勵接收一體型線圈或上述接收 線圈的部分區域。 在上述第一導磁性構件上形成上逑開口時，可以局部性 測定導電性膜的膜厚。藉此，於形成有圖案之基板上所形 成的導電性膜等，縱使是膜厚差距大的導電性膜，可以高 精笟度來測定。此在成膜步驟同時監視膜厚時特別有利。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

五、發明說明（8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，上述開口也可以調整與上述第一導磁性構件的距 離來形成，使磁通量僅浸出上料電性M的局部區域。 此外，於上述開口的表面部或上述開口及上述開口附近 區域的表面部，可採用導磁係數高於上述第二導磁性材料 疋第三導磁性材料來形成。藉此，可使自上述開口浸出之 磁通量更集中在局部的區域内。 包t上述膜厚測定裝置之上述竭電流損失測定感測器的 上述第-至第三導磁性材料宜包含電絕緣材料，或該電絕 緣材料宜包含鐵磁鐵。 、上述膜厚測定裝置還包含記憶手段，其係儲㈣定用資 料，該資料係表示上述渦電流損失測定感測器與上述導電 性膜間之上述距離、上述高頻電流之頻率、上述導電性膜 之膜！及上述導電性膜之電阻率，與上述漏電流損失測定 感測器之阻抗變化的相互關係；或表示上述距離、上述頻 率、上述膜厚及上述電阻率與上述高頻電流之電流値變化 的相互關係、；或上述距離、上述頻率、上述膜厚及上述電 阻率與上述鬲頻電流之相位變化的相互關係；上述膜厚演 算手段宜藉由將所測定之上述渦電流損失測定感測器之阻 抗的變化、上述高頻電流之電流値的變化或上i高;電流 之相位的變化與上述測定用資料對照，來算出上述 膜的膜厚。 ’ ^ 此外，上述膜厚測定裝置還宜包含：支撐台，其係支撐 上述導電性膜於表面成膜的基板；及控制手段，其係依據 上述距離測定手段的測定結果，控制上述支撐台與渦電^ -11 - 本紙張尺度顧+目國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公 ---------------------訂 --------線"^|^丨 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1241398 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（9 ) 損失測定感測器相對的位置關係。 藉由上述控制手段，依據上述距離測定裝置的測定結 果’可以保持上述支撐台與渦電流損失測定感測器間的距 離一定。 上述控制手段宜在對上述導電性膜激勵渦電流之前，移 動上述渦電流損失測定感測器至不受上述渦電流影響的區 域内’上逑滿電流損失測定手段將於不受上述渦電流影響 之區域内測足之上述渦電流損失測定感測器的阻抗、上述 高頻電流的電流値或上述高頻電流的相位作爲測定基準値 來實施測定，上述膜厚演算手段宜依據上述測定基準値修 正所算出之膜厚。 7 藉由上述修正處理，可以適切修正因外部因素或内部因 素造成的測定誤差。 上述腠厚測疋裝置之不受上述渦電流影響的區域内，可 以預先準備具有特定膜厚之作爲測定基準的基準導電性 膜；、上^控制手段，於對上述測定對象之導電性膜激勵滿 電流之前，將上述滿電流損失測定感測器移動至準備有上 述基準導電性膜的區域内；±述滿電流損失測定手段將於 形成有上述基準導電性膜之區域内測定之上述滿電流損失 測定感測器的阻抗、上述高頻電流的電流値或上述高頻電 流的相位作爲測定基準値來實施測定。 此外，上述基準導電性膜還宜爲以具有彼此互異之導電 :的導電材料及彼此互異之膜厚所形成的數個基準導電性 膜，上述漏電流損失測定手段測定數個測定基準値，上述 ---------------I--- I 訂·--------IAW1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 1241398 五、發明說明（1〇 膜厚演算手段依據上述數個 厚。 疋基半値修正所算出的膜 上述之膜厚測定裝置還包本： 動上述支撐台；及感測器㈣牙2動手段，其係移 損失測定感測器，上述控制手//其係移動上述滿電流 段或上述感測器移動手段或上上述支撐台移動手 測器移動手段，俾能於上述導電；：二多動手段及上述感 驟或研磨步驟的同時，在上…=膜步"刻步 丄… k屑电流抽失測定感測哭盥卜 性膜上。 肖《的距離，同時掃描上述導電 藉由上述控制手段及藉由播 器，可以快速測定膜厚。 上相電流損失測定感測 訂 段之膜！測定裝置還可以包含支撐台移動手 々”’、夕力上迷支扣台，上述控制手段控制上述支撐台 移動手段’俾能使上述竭電流損失測定感測器在上述導= 性膜之成膜步驟、蝕刻步驟或研磨步驟的同時，掃描上2 線 導f性膜上，上述膜厚演算手段接收上述距離測定手段的 測足結果，修正所算出之上述膜厚値。 、藉由接收上述距離測定手段的測定結果，來修正所算出 :上逑艇厚値’不需要在測定操作中保持上述距離—定。 藉此’可與成膜步驟同時且更快速的使上述滿電流損失 定感測器在導電性膜上掃描。 、上j渦電流損失測定感測器可以包含··激勵接收—體型 《2芯線圈’其係接收上述高頻電流，勵磁高頻磁場，在 -13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公爱） 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（11 、走、子象之導氣性膜上激勵渦電流，同時接收上述渦電流 產生之磁場與上述高頻磁場之合成磁場，輸出上述高頻電 L /、係义到上述渦電流引起之渦電流損失的影響；上述 距離測足手段可以包含雷射位移感測#，其係設置在上述 良圈的上方，射出雷射光，經由上述空芯線圈的空 ^射入上述導電性膜的表面上，接收經由上述空芯自上 述導電性膜表面反射的光線。 此外’上述渦電流損失測定感測器也可以包含：渦電流 放勵線圈，其係接收上述高頻電流，勵磁高頻磁場，在測 定對象之導電性膜上激勵渦電流；及空芯之接收線圈，其 系。又置在上述渦電流激勵線圈内，以上述渦電流激勵線圈 包圍，接收上述渦電流產生之磁場與上述高頻磁場的合成 =場Y輸出上述高頻電流，其係受到上述滿電流引起之滿 包W相失的於響；上述距離測定手段也可以包含雷射位移 感測器，其係設置在上述接收線圈的上方，射出雷射光， 經由上述接收線圈的空芯，射人上述導電性膜的表面上， 接收經由上述空芯自上述導電性膜表面反射的光線。 上述雷射位移感測器，由於係經由上述空芯線圈或上述 接收線圈的空芯照射雷射在上述導電性膜的表面上，且經 由上述工心接收其反射光’目此，上述雷射光係照射在上 述空芯之中心線與上述導電性膜表面之交叉點或其附近區 域。所以可以直接測定上述渦電流損失測定感測器與上、成 導電性膜間的上述距離。藉此，τ以同時執行上述距離= 測走與滿電流損失的測定。 ' -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398 B7 五、發明說明（12 上述膜厚測定裝置中還包含距離測定誤差修正手段，其 係在上述導電性膜之膜厚測定前，驅動上述雷射位移咸測 器來測定上述距離，並針對該測定結果修正測定誤差；上 述㈣手段宜控制上述支撐台移動手段及上述感測器移動 f段’其係依據以上述距離敎誤差修正手段所修正的測 疋距離’保持上述渦電流損失測定感測器彼此概略一定的 «，同時掃描上述導電性膜上。此外，上述膜厚演算手 段也可以依據以上述距離測定誤差修正手段所修正的測定 所算出的上述膜厚値，來取代保持上述漏電流 知失』疋感測器彼此概略一定的距離，同時 性膜上。 < 子包 訂 上述距離測定誤差修正手段由於係在測定膜厚之前修正 上述距離的測定誤差’因此，縱使是形成在lsi圖案上： 射率變化大的導電性膜及表面粗度大的導電性膜，仍可以 較少的測定點數提高上述距離的測定精密度。 線 此外，本發明之膜厚測定裝置的上述距離測定手段宜~ 含靜電電容式位移感測器，其係具有鄰近上述源電流捐= 測定感測器而設置的電極，依據該電極與上述導電性膜 間的靜電電容來測定上述距離。 由於上述靜電電容式位移感測器不受上述導電性膜表面 之先反射率及表面粗度的影響，因此，上述距離測定手# 可以高精密度測定上述滿電流損失測定感測器與上: 性膜間 '上述距離。此時，上述導電性膜保持有接地： 位’此係、I#由將开j成有上述導電性膜之基板的側面接地^ 15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G x 297公髮 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或藉由將上述導電性膜 表面或底面接地來形成。'^s中，不影響膜厚測定的區域 上述測定電極宜設置成其 測器的底面實質上位於 一 5 %邮扣失測疋感 述距離。 、千面内。精此可以直接測定上 此外，上述測定電極 極:_以減低上述二薄膜電 ^ ΛΛ ^ , ,, A圍、充上述渦電流損失測定感測 备的％狀，上述測定電極 失測定感測器在上述導，性/:、/广由以上述滿電流損 導弘陡腠上所激勵之渦電流而產生之 二: 直徑實質上相等，再者，上述測定電 極的内徑小至在以上诚 —、口 渦^貝失測足感測器測定上述測 “極内所激勵之過電流上可以忽視的程度，且上 迷測定電極與上述導電性膜間之上述靜電電容可以測定程 度的表面積來賦予上述測定電極。藉此，可以更加避免產 生上述渦電流。 U 1 上述膜厚測定裝置中之上述支撐台宜以絕緣材料或接收 上逑同類磁％時，僅產生在測定上可以忽視程度之漏電流 《導電率的材料來形成。藉此，由於可以大幅抑制支擇台 所產生的渦電流損失，因此可以更加提高測定精密度。口 j述膜厚測定裝置還宜包含頻率控制手段，其係控制上 述南頻電流的頻率。 滿電流浸透上述導電性膜的深度係因應激勵渦電流之磁 %的頻率而變化。因此，藉由因應導電性膜之膜厚的預期 -16 本紙張尺度翻巾關家卿（CNS)A4規格（21Q χ 297公髮） ------------f--------ίτ---------Μ ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398 五、發明說明（14 値，彈性調整上述高頻電流的頻率，可以提高裝置的分解 育b 。 严:ΓΙ裝迷：電性膜成膜步驟的同時使用本發明之膜 U疋裝置時，可以因應膜厚的變化適切調整上述高頻電 流的頻率。藉此，可以更快速的掃描上述基板面内，同時 可以即時且鬲精密度的監視膜厚。 此外，，上述導電性膜成膜在包含導電性材料的電路圖案 或底層導電性膜的上方，上述膜厚測定裝置的上述膜厚淨 异手段，罝將上述電路圖案或上述底層導電性膜之膜厚値 作爲下層膜厚植預先算出，i人卜、+、j + ，於上料電性膜成膜中或成膜 後，异出上述下層膜厚値與上述導電性膜之膜厚値的合計 膜厚値，自該合計膜厚値減去上述下層膜厚値。如此，由 於係自合計膜厚値減去預先算出的下層膜厚値，因此，縱 使測足對象（導電性膜在電路圖案或底層導電性膜的上方 成膜時，可以正確的僅測定該膜厚値。 、、目！ ^《膜厚測定裝置宜包含數個上述漏電流損失測定感

測 。 A 藉由同時控制數個揭電流損失測定感測器，在上述基板 ^上述導電性膜的面内實施掃描，可快速測定膜厚的分 上述源電流損失測定感測器包含：與上述測定對象之上 述導電性膜之成膜面、姓刻面或研磨面相對來設置、與上 2測疋對象〈上述導電性膜之形成面背面的基板面相對來 叹置、及上述測定對象之上述導電性膜之形成面與上述測 17 X 297公釐） 訂 線 本紙張尺度翻+關家鮮（CNS)A4規格⑵〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398 五、發明說明（15 定對象之導電性膜乏形士、 設置。 /成面與任一之背面的基板面相對來 將渦電流損失測定咸 _ 膜之成眩而„ 〜、q态相對於測定對象之上述導電性 h 蝕刻面或研磨面之背面的基板面來設置時， 也可以於成膜步驟、丨止 ？， 對象之導電性膜的成膜：=研磨步驟中避免妨礙測定 ,? 风膜蚀刻或研磨，使渦電流損失測定 感測器接觸基板面來測余 $ 土 J ^ 丁& 、 木j疋。再者，於CMP研磨步驟中，冰 不需要避免與研磨工且垃奋 、 ，、接觸來進行掃描。藉此大幅減少測 疋上的限制，可以提供μ 八 厚測定裝置。 、叹计自由度及測定通量均優異的膜 卜本毛月之第四怨樣係提供一種使用膜厚測定裝置 的膜厚測定方法， 該膜厚測定裝置包含1電流損失測定感測器，其係勵 磁南頻磁場，在測定對象之導電性膜上激勵濁電流，同時 檢測該渦電流引起之渦電流損失；及距離測定手段；且包 含：距離測定步驟，其係以上述距離測定手段測定上述渦 電流損失測定感測器及上述導電性膜間的距離；滿電流損 失定步V，其係提供咼頻電流至上述滿電流損失測定感 測器’勵磁上述高頻磁場，在上述導電性膜上激勵渦電 流，自上述渦電流損失測定感測器輸出之上述高頻電流測 定上述渦電流損失測定感測器之阻抗的變化、上述高頻電 流之電流値的變化或上述高頻電流之相位的變化；及膜厚 异出步V，其係依據上述阻抗之變化與上述渦電流損失測 定感測器及上述導電性膜間之上述距離，或上述高頻電流 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- 〈請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 1241398 A7 B7 五、發明說明（16 I :机値足k化與上述渦電流損失測定感測器及上述 。生間〈上述距離，或上述高頻電流之相位之變化與 上述：電流損失測定感測器及上述導電性膜間之上述距 離，算出上述導電性膜的膜厚。 由於上述膜厚測定方法係依據上述阻抗之變化血上述嗎 電，損失測定感測器及上述導電性膜間之上述距離，或: 逑：頻電流〈上述電流値之變化與上述渦電流損失測定感 d 及上逑導電性膜間之上述距離，或上述高頻電流之相 位〈變化與上述渦電流損失測定感測器及上述導電性膜間 、上距離，算出上述導電性膜的膜厚，因此，可以非接 觸/非破壞性的態樣進行高度精密的膜厚測定。 、亡述距離測定手段宜包含光學式位移感測器；上述膜厚 “J疋方法逐S包含距離測定誤差修正步驟，其係在測定上 述導電性膜膜厚之前，驅動上述光學式位移感測器來測定 上iC距離，針對该測定結果修正測定誤差；上述膜厚算出 線 步驟包含修正步驟，其係依據以上述距離測定誤差修正 步驟所修正之測定距離來修正所算出之上述膜厚値。 由方；還包έ上述距離測定誤差修正步壤，因此，縱使是 形成在LSI圖案上，反射率變化大的導電性膜及表面粗度大 的導電性膜，仍可以較少的測定點數提高上述距離的測定 精密度。 上述渦電流測定感測器宜包含空芯線圈；上述距離測定 手段S包含雷射位移感測器，其係設置在上述空芯線圈的 上方，射出雷射光，經由上述空芯線圈的空芯射入上述導 -19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 1241398

------------ (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂---------線· Γ膜的表面上，接收經由上述空芯自上述導電性膜的表 步行。上述距離測定步驟與上述權損失測定 射位移感測器係經由上述空芯線圈的空芯照 導電性膜的表面，且經由上述空芯接收其 上述導二=表：述雷射光係照射在上述空芯之中心線與 、導“生月吴表面〈叉叉‘點或其附近區域上。因此，可以 =測定上❹電流損失敎感測器與上述導電性膜間之 义距離。藉此可以提高上述距離的測定精密度。 。此外 '，由於係同時執行上述距離測定步驟及上述竭 相失測定步.驟，因土匕可以大幅提高膜厚測定通量。* 本發明之膜厚測定方法的上述距離測定手段宜包含靜電 電谷式位移感測器，其係具有鄰近上述漏電流損失測定: 測器所m狀電極，依據該敎f㈣上述導電性月^ 間<靜電電容來測定上述距離； 行士述距離測定步驟與上述源電流損失測定步驟宜同時執 由於上述測定方法係使用不受上述導電性膜表面上之光 反射率及表面粗度影響的上述靜電電容式位移感測器，因 此 了以南精么、度測定上述距離。 、 於上述渦電流損失測定步驟之前，還宜包含基準値測定 f驟，其係在避免影響上述渦電流損失的區域，提供1述 高頻電流至上述渦電流損失測定感測器内，將上述渦電= 損失測定感測器之阻抗、上述高頻電流之電流値或上 20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i 1241398

頻電流之相位作爲測定其淮技 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 測定感測器輸出之」：=!:來測定自上述漏電流損失 含第-算出步驟，其上述膜厚算出步.驟宜包 阻抗的變化、上述高頻電；之：：：流損失測定感測器之 :之相位的變化，算出上述導電性膜的膜厚；及；： 步驟，其係依據上述測定基準値修正所算出之膜厚： 遂包含基率値敎切，其係在避免上述 =的區域取得測定基準値；由〇述膜厚測定包= 據上述測定基準修正所算出之膜厚値的第—修 = 此，可以防止因裝置搖晃等引起測定値的偏移。/ 於避免上料電流影響的區域内，預先準備具有特定膜 準導電性膜，上述基準値測定步驟可以 馬和上述基率導電性膜成膜之區域内測定' :了測器的阻抗、上述高頻電流的電流値二 电流的相位作爲上述測定基準値來測定的步驟。 、 此外’上述基準導電性膜還可以爲數個基準導電性膜， 其係以具有彼此互異之導電率的導電材料及彼此互 厚成膜；上述基準値測^步驟還可以爲測定數個上述 基準値的步驟。 〃疋 上述膜厚測定裝置還包含支撐台，其係支撐表面上成膜 有上述導電性膜的基板；上述源電流損失測定步驟宜包人 ㈣步驟，其係控制上述支擇台與上_電流損失測定^ 測斋之彼此位置關係，俾能依據上述距離測定步騍的 結果’將上述距離保持-定。此外，上述膜厚算出步驟也 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 1241398 五、發明說明（19 ) 可以包含··第-算出步驟，其係依據上述過電流損失測定 感測k阻抗的變化、上述高頻電流之電流値的變化或上 述南頻電流之相位的變化，算出上述導電性膜的膜厚·及 第二修正步驟，其係依據上述距離與上述阻抗之關 上述距離與上述高頻電流之電流値的關係，或上述距㈣ 上述尚頻電流之相位的關係，修正以上逑第一曾二 獲得的膜厚値，來取代控制上述彼此位置關係:保持二 距離一定的步驟。 、 、 此外，上述膜厚測定裝置也可以使用在上述導電性 成膜步騍：蝕刻步驟或研磨步驟上；上逑膜厚測定方 可以與上述成膜步驟、蝕刻步驟或研磨步驟同時執行。 訂 此外，上述月吴厚測疋方法還宜包含控制上述高顧泰 頻率的步驟，俾使該頻率因應上述導電性膜所需的膜 線 再：：上述導電性膜還宜在包含導電性材料之電路子圖案 層導，性膜之上方成膜；上述膜厚料方法還宜包 3 ·預先异出步驟，其係將上述電路圖案或上述底兩 性膜之膜厚値作爲下層膜厚値；#出步驟，其係於：、二 電性膜成膜中或成膜後，算出上述底層膜厚値與上 性腠之膜厚値的合計膜厚値；及減算步驟，其係=出％ 上述合計膜厚値減去上述下層膜厚値。 # 之 此外，本發明之第五態樣係提供—種可電腦讀 媒體’其係將膜厚敎方法記錄在於上述電腦執 = 内，其係使用在膜厚測定裝置上，該膜厚測定裝置包=$ 渦電流損失測定感測器，其係勵磁高頻磁場，二=:· 仕/則足對象 22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 1241398 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（2〇 之導電性膜上激勵渦電流，同時檢測該渦電流引起之滿電 流損失；距離測定手段及電腦；該膜厚測定方法包含：距 離測定步驟，其係以上述距離測定手段測定上述滿電流損 失測定感測器及上述導電性膜間的距離；渦電流激勵步 馬禾’其係提供高頻電流至上述渦電流損失測定感測器内， 勵磁上述咼頻磁場，在上述導電性膜上激勵渦電流；渦電 流損失測定步驟，其係自上述渦電流損失測定感測器輸出 之上述而頻電流測定上述渦電流損失測定感測器之阻抗的 變化、上述高頻電流之電流値的變化或上述高頻電流之相 位的變化；及膜厚算出步驟，其係依據上述阻抗之變化與 上述渦電流損失測定感測器及上述導電性膜間之上述距 離，或上述高頻電流之上述電流値之變化與上述滿電流損 失測定感測器及上述導電性膜間之上述距離，或上述高頻 電流之相位之變化與上述滿電流損失測定感測器及上述導 電性膜間之上述距離，算出上述導電性膜的膜厚。 上述膜厚測定方法還宜包含距離測定誤差修正步驟，其 係在測定上述導電性膜膜厚之前，測定上述距離，對該測 定結果修正測定誤差；上述膜厚算出步驟宜包含修正步 驟，其係、依據上述距離測《誤差修正步驟所修正之測定距 離來修正所算出的上述膜厚値。 上述膜厚载方法中之上述距離測定”與上㈣電流 損失測定步驟宜同時執行。 上述膜厚算出步.驟宜包含：第—算出步驟，其係依據上 述渦電流損失測定感測器之阻抗的變化、上述高頻電流之 -------1--11 11-----訂·丨丨丨丨丨丨— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 23- 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 遠流値的變化或上述高頻電流之相位的變化，曾 、 電性膜的膜厚；及第二修正步驟，其係依據上： = 導 述阻抗的關係，或上述距離與上述高頻電流之 舁上 ^ 1ι£ in 係，或上述距離與上述高頻電流之相位的關係，修正〃、 述第一算出步驟所獲得的膜厚値。 7 以上 [發明之實施形態] 以下，參照圖式説明本發明的幾種實施形態。另外，、 下各圖中相同的部分註記相同的參昭符轳 以 説明。 一虎，並通切省略其 (1)滿電泥損失測定感測器的實施形態 Μ首先説明本發明之渦電流損失測定感測器的幾種實施 態。 、 7 (Θ渦電流損失測定感測器的第一種實施形態 圖U a)爲本發明之渦電流損失測定感測器第一種實施形 態的概略剖面圖，而該圖（b)爲其底面圖。 、y 如圖1(a)所示，本實施形態之渦電流損失測定感測器ι〇 包含：圓筒形狀的線圈12;插入線圈12内部的鐵磁鐵：心 14a (第—導磁性構件）；及設置成包圍線圈12及鐵磁鐵磁心 14a的鐵磁鐵丨仆〜丨“（第二導磁性構件）。 一線圈12形成激勵接收一體型線圈，其係自圖上未顧示的 =頻電源接收高頻電流，形成磁場，㈣，接收以激勵測 疋對象物之導電性膜9之渦電流生成的磁場。 構成中心軸之鐵磁鐵磁心14a與外圍之鐵磁鐵14卜Md均 具有如400之較高的相對導磁係數。 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} -24 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398 五、發明說明（22 ) 本貫施形態之渦電流損失測定感… I4中，於位於導電性广’、w、特徵馬在鐵磁鐵 口16。如圖1(b);r;/ 面的鐵磁鐵i4b中形成開 鐵磁心⑽外圍區域構Γ圓^凹形成以鐵磁 ==:此外，口二表==線 表面5域中郝近開口 16的區域上， 磁鐵14a、14b材料之高導磁#^^以導磁係數高於鐵 <同導磁係數材料實施電鍍15。菸并

可％磁通量MF1僅集中、浸出在局部的區域上。B 圖1所示之揭電流損失測定感測器10的操作如下： 提供高頻電流至線圈12上時，藉由線圈12產生之 線刷形成通過鐵磁鐵磁心14a的中心轴到達開口“二： 開口 16内露出外部，在線圈12的下方騎形成…之二 山肖抛物、線，回至鐵磁鐵14b内，、經由側面部的鐵磁鐵⑷、 頂部鐵磁鐵14 d，再度回到鐵磁鐵磁心14 &之中心抽的磁 路。因此，由於分佈在源電流損失測定感測器2〇之例面方 向的磁場被抑制在極小，且在底部之鐵磁鐵的中央區域 形成圓環狀的開口 16，再者，於包園開口 16外圍與開口 Μ 之鐵磁鐵14b的表面區域實施磁性材料電鍍15，因而，磁通 量僅自開口 1 6露出外部。 、 因此，將渦電流損失測定感測器1〇鄰近導電性膜9來配 置，使自開口 16露出之磁通量線所描繪之拋物線到達導電 性膜9内時，僅在線圈12的下方區域局部性激勵滿電流。= 由測定接收該渦電流產生之磁場與線圈12產生之磁場之I 成磁場之線圈12的阻抗、高頻電流之電流値或高頻電流之 25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------1-----—Μ, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

五、發明說明（23 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 目位的、交化，可以局部性的測定渦電流損失量。 #圖2爲提供高頻電流至渦電流損失測定感測器10内時，以 模^疋刀佈在導％性膜9表面之磁通量密度所求得的圖形。该

圖中，以貫線表示之圖形爲使用滿電流損失測定感測器W 時的，擬結果，此外1虛線表示之圖形爲使用切^術 4渦電流損失測定感測器時的模擬結果。從圖2中可知，採 用本實施形態日寺，磁通量密度係集中分佈在自感測器中心 起約0.3 mm半徑（R)的區域内，與先前技術比較，僅分 極小的區域内。 在 因而’採用本實施形態之渦電流損失測定感測器ι〇時， 由於磁通量僅自開口 16露出外部，因此，藉由使開口 16與 導電性腠9相對，且相隔僅〇· 3 _的距離，使足夠之磁通量 線通過導電性膜9内來配置，可以僅在導電性膜9内極微小 的區域内產生滿電流。由於合成磁場的變化受到該滿電流 的影響，因此，藉由測定滿t流損失測定感；則器10之阻 抗、高頻電流之電流値或高頻電流之相位的變化，可以高 精密度的測定渦電流損失量。 (b)滿電流損失測定感測器的第二種實施形態 其次，參照圖3説明本發明之^流損失測定感測器的第 二種實施形態。 圖3(a)爲本實施形態之渦電流損失測定感測器2〇的概略 剖面圖，而該圖（b)爲其底面圖。與圖丨對照可知，本實施 形態之特徵爲具有渦電流激勵線圈24與接收線圈22作爲感 測器内的線圈。其他的構成與上述之渦電流損失測定感測 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24 ) 器10概略相同。此外，本實施形態之渦電流損失測定感測 器20的操作也與上述之第一種實施形態實質上相同。 因而’由於本實施形態係使用分割成渦電流激勵用及渦 電流損失接收用兩者不同功能的兩個線圈，因此，可以提 供具有更優異分解能的渦電流損失測定感測器。 上述的兩個實施形態中，鐵磁鐵14b〜14d，除了開口 16之 外’是以覆蓋鐵磁鐵磁心l4a及線圈12或線圈22，24的形狀 來構成’若本發明之渦電流損失測定感測器爲自開口 16局 邵露出磁通量至外部的形狀，則不限定於這些形狀。例 如’也可以採用僅在鐵磁鐵磁心14 a及鐵磁鐵14 b之線圈下 方的區域表面附加磁性材膜的形態，或是也可以僅在鐵磁 鐵14c的外圍附加磁性材膜。此外，雖然使用鐵磁鐵材料作 爲第一及第二導磁性材料，不過並不限定於此，若爲導磁 係數"高者，也可以使用其他的導磁性材料。此外，第一 及第二導磁性構件中也不需要全部具有均勾的導磁係數， 若可以防止磁場洩漏至感測器外圍，僅在導電性膜9的局部 區域使洩漏的磁通量集中，其一部分或全部當然也可以詈 換成導磁係數南的導磁性材料。 (2)膜厚測定裝置的實施形態 其次，參照圖式説明本發明之膜厚測定裝置的幾種膏★ 形態。 貫施 (a)膜厚測定裝置的第一種實施形態 圖4爲本發明之膜厚測定裝置第一種實施形態的概略構成 方塊圖。如該圖所示，本實施形態之膜厚測定裝置1勺人 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） --------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 1241398 五、發明說明（25 ) X-Y-Z支撐台36、上述之渦電流損失測定感測器2〇、z支撐 台34、支撐台驅動部38、光學式位移感測器32、光學式= 移感測控制器46、高頻電源44、阻抗分析器48及控制 裝置的控制電腦42。 $ X-Y-Z支撐台36係將表面成膜有測定對象之導電性膜9 (參照圖1)的半導體晶圓8搭載於±面，自支撐台驅動部u 接收其提供的控制信號，在χ-γ_ζ的任何方向上移動半導體 曰曰圓8 Χ-Υ_ζ支撐台3 6係以絕緣材料或導電率低的材料形 成，縱使接收渦電流損失測定感測器2〇所產生之高頻磁場 也完全不會產生渦電流，或僅產生在測定上可以忽視的： 少量渦電流。 光學式位移感測器32藉由光學式位移感測控制器46所提 供之控制信號，測定渦電流損失測定感測器20與導電性膜9 之間的距離’並將測定値經由光學式位移感測控制器Μ提 供至^制t腦42。光學式位移感測器32與光學式位移感測 控制器46構成本實施形態的距離測定手段。 線 Z支撐台34支撐渦電流損失測定感測器，同時接收自支撐 口驅動口”8所提供之控制信號，向乙方向移動渦電流損失測 定感測器。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 、支撐台驅動部38自控制電腦42接收指令信號，提供控制 仏號土 X-Y-Z支撐台36及Z支撐台34。 高頻電源44依據控制電腦42的指令信號，提供所需頻率 之高頻電流至源電流損失測定感測器的源電流激勵線圈Μ (參照圖3)。本實施形態之電流頻率約爲1 MHz〜10 MHz。 28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1241398 A7 五、發明說明（26 ) 接收高頻電流提供的渦電流激勵線圈24形成高頻磁場， 藉此在導電性膜9上產生局部渦電流。接收線圈22則接收導 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電性膜9之滿電流產生之磁場與線圈24產生之磁場的合成磁 場。 阻抗分析器48連接渦電流損失測定感測器20之接收線圈 22 (參照圖3)，提供計測用高頻電流至接收線圈22，測定渦 電流損失測定感測器2〇之阻抗因渦電流損失之影響的變 化、計測用高頻電流之電流値因渦電流損失之影響的變化 或计測用高頻電流之相位因渦電流損失之影響的變化，將 測定結果提供至控制電腦42。 控制電腦42具有膜厚演算部54及記憶體52。 1己憶體52内儲存有接收檔案，其包含測定步驟的程式及 各種測定用資料表。 測疋用貧料包含：渦電流損失測定感測器與導電性膜9間 之距離DSF、自高頻電源44提供之電流頻率f、導電性膜9的 膜厚t及顯示導電性膜9之電阻與滿電流損失測定咸叫 …且抗受到濁電流損失之影響的變化、阻抗分析器48之 計測用高頻電流之電流値的變化或計測用高頻電流之+ & 經濟部智慧財產局員工消費合作社印f 相位的變化之關係的資料。這些資料用於算出膜厚蜮Ζ 修正渦電流損失測定感測器與導電性膜9間的距離〇奸。

控制電腦42自記憶體52讀出接收柃蚩 SF 田木依據孩接收檔案 内所含的測定程式，控制測定裝置i的上述各 圖5及圖6爲接收檔案内所含之測定 1。 斤貝料表的具體範 例。圖5係將膜厚⑴……^—乍爲參數來表示 29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f 1241398 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 因渦電流損失測定感測器2〇與導 汐j口斗、，、w 等兒丨生腠9間〈距離DSF，渦電 i知失測足感測器2〇之電咸（ 化r办丨，L 心（H)的交化與電阻値R( ω )的變 軌例。此外，圖6係將電阻率 亍铒p、λ、、、 早Ρ ( ρ丨，Θ 2)作爲參數，表 '、ί應万；滿電流損失測定咸、目| 而料A、 心、4态20與導電性膜9間之距離DSf 而交化艾渦電流損失測定咸測 6λ 4备20的電感（Η)與電阻値（Ω ) 始主 、、，泉表不的圖形馬電感L·的變化，以虛 、'果表TF的圖形爲電阻値R的變化。 乙制：驷42之胺厚演算部54，藉由將阻抗分析器48所提 〈d疋結果與接收橋案内之資料表對照，纟算出導電性 膜9的膜厚t。 以下説明使用圖4所示之膜厚測定裝置i的膜厚測定方 法·· 、父實施形態之膜厚測定裝置1可以與半導體製造步驟中之 導％性膜 < 成膜步驟、蚀刻步驟或研磨步驟的同時，管線 性的執行上述的膜厚測定。 膜厚的測疋方法有三種，第一種測定方法係將導電性膜9 與渦電流損失測定感測器20間之距離保持一定來測定；第 一種測疋方法係使用導電性膜9與渦電流損失測定感測器20 1之距離的測走結果’修正自阻抗分析器4 8之測定結果所 算出之膜厚t的測定値；第三種方法係在測定膜厚之前，預 先取彳寸導電性膜9與渦電流損失測定感測器2〇間之距離的變 化作烏資料表，依據該資料表，除去因晶圓反轉等造成測 定的疾差’同時測定導電性膜9的膜厚。 第一種測疋方法包含依據光學式位移感測器32的測定結 30

本紙張尺麟财_家⑽： 297《F --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

發明說明（28 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 果由支松口驅動邵38同時操作χ-γ-ζ支撐台36及2支撐台 3 4的處理。此外，策_ 、 一 、 弟一種万法包含不操作Ζ支撐台34，而依 一气4和感/則备3 2的測定結果來修正膜厚t之測定値的 處_理。再：^，签-、、 弟二種測定方法包含概略算出測定範圍内之 膜厚測定點對以：^Ρ γ 〇 、，、 尤、#彳田（Prescan)獲得之距離測定結果之位 移的處理。 圖、4所不的膜厚測定裝置i中，可以適用於第一種測定方 法或第一種測疋方法，唯以下僅説明適用於第一種測定方 法時： 方、定中’逐次測定測定基準値（以下稱基準値），修正 測定誤差（第一修正處理）。此係在成膜步驟中、蝕刻步驟 中或研磨步驟中’因膜厚測定裝置1四周溫度的變化及阻抗 斤 $本身產生搖晃等原因，造成測定値的偏移。具體 而石，於測疋導電性膜9之膜厚的同時，在X· γ-ζ支撐台36 的外圍區域中不常受到渦電流損失影響的區域，逐次測定 渦％机彳貝失測定感測器之阻抗、高頻電流之電流値或高頻 電流的相位。如圖7所示，隨成膜時間t的經過，導電性膜9 未成膜之區域的阻抗，在開始測定時tQ爲L⑽，於t!增加至L()tl 時，可以判斷測定誤差爲（LGtr：L⑽）。因而對導電性膜9成膜 之區域的測定結果Lui的修正處理僅需減去L⑽。 首先’設定鬲頻電源44提供之高頻電流得頻率f。此爲測 足對象之導電性膜9成膜時的基準膜厚t，亦即，參照設計 上的膜厚値’依據顯示接收檔案内之膜厚與分解能之關係 的資料表來設定認爲最適切的頻率f。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} [241398

'發明說明（29 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖8爲以頻帛f作冑參數來測定導電 測定裝置分解能（μϊη)的關係範 腠厗ΗμΓη)與 ^ j 自藏圖的圖形可知，道 兒性膜9的基準膜厚t愈薄 、導 因此可以π古批U V! 馬頻電流的頻率【愈高， q此可以才疋冋裝置的分解能 ^、 此係利用渦電流導電性膜之 叹透深度，因激勵渦電流之磁 r 兹野的頻率而變化的特徵。 如此，將設定有頻率f之高頻雷、、六 咸測哭？η έ! X十、、Α "心才疋七、至滿境流損失測定 : 自滿⑽放勵線圈24產生高頻磁場，自 1 6戌漏之磁通量通過導電性 舛+、六^ ^ ^ 腠9内時，在導電性膜9上激勵 為^，而產生由以下公式1所表示的滿電流損失Ρ: Ρ 二（f2 · t) / .......( 1 ) 其中之導電性膜9的電阻率卜爲自準備成膜之導電性膜 9的材質預先賦予。 于兒[玍胰 導電性膜9上產生此種漏電流損失p時，接收線圈22之阻 抗、流人接收線圈2 2之計測用高頻電流的電流値或高顏電 流的相位因應導電性膜9的膜厚〖而變化。 圖9爲成膜進行中，敎導電性膜9之膜厚！變化時之渦電 2損失測定感測器之電感與電阻値的變化範例。該圖中2 實線表示的圖形爲電感L的變化，以虛線表示的圖形爲電阻 値R的變化。 阻抗分析器48監視如圖9所示的變化，並提供至控制電腦 42。控制電腦42的膜厚演算部54參照預先作成並寫入接收 檔案内，顯示膜厚t與膜之電阻値的關係資料表，演算膜厚丈 並輸出。 膜厚測定裝置1對整個晶圓8進行以上之膜厚測定處理。 --------t--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 32 1241398 A7 —________B7 _ 五、發明說明（3〇 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 亦即，X-Y-Z支撐台36按照預先設定在接收檔案内的步驟連 %移動，藉此，以渦電流損失測定感測器2〇來掃描晶圓8的 表面。控制電腦42將膜厚演算部54所算出之膜厚_値對照 晶圓8的（X，Y)座標來輸出。 在晶圓8的表面形成有圖案時，或在成膜步驟、蝕刻步 綠、化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing, CMP) 之研磨步驟進行中，導電性膜9的膜厚t因應支撐台36的移 動而變化。因而，以渦電流損失測定感測器2〇掃描晶圓8上 時，雖因晶圓8的反轉及χ_γ-Ζ支撐台36的傾斜或2支撐台34 的傾斜，造成渦電流損失測定感測器2〇與導電性膜9的表面 間的距離dsf變化，本實施形態則係由控制電腦42提供控制 信號至支撐台驅動部38，依據光學式位移感測器32的測定 値保持距離dsf—定。支撐台驅動部38依據該控制信號向z 方向驅動X-Y-Z支撐台36或Z支撐台34或兩者，藉此保持渦 電流損失測定感測器20與導電性膜9間的距離Dsf一定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 上述實施形態係於導電性膜未成膜的區域，在測定中逐 次測定基準値’據此修正測定誤差。但是，基準値及其測 足方法並不限定於上述形態。例如，也可以預先在不受滿 電流影響的區域内形成特定膜厚的導電性膜，於測定膜厚 之W，移動X- Y-Z支撐台36至該導電性膜的位置，來測定渦 電流損失測足感測器20之阻抗、測定用高頻電流之電流値 或測足用高頻電流的相位，以此爲基準値來修正測定誤 差。此外，基準値並不限定於一個，也可以因應成膜步驟 4數量及種類，預先在不受渦電流影響的區域形成具有數 ____-33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公董） 五、發明說明（31 ) 個膜厚及數種導兩态t、 修正測定誤差。' % 疋用導電膜，使用數個基準値來 如圖10之概略判 電._也有時二7::二實= 性膜9上測定渦雷产指生咕 了攸目等包 膜1 9中的導電性材〜料上也备底層的電路圖案或底層導電性 器做了測定對象的導電,=9生:電流。因此’阻抗分析 路P!安4 @ s ' 膜9(外，也—併測定底層之電 路圖：或底層導電性膜中的竭電流損失。 t實施形態之膜厚測定裝置】藉由反覆執行 ;來消除因此種底層電路圖案或底層導電性 ： ;二：即，於導電性_之前，先測定自電路圖案； :層導電性膜19之導電性材料構成的膜厚(以下稱下声膜二 ^ /欠，在電路圖案或底層導電性膜19上形成““ 二後：測疋上述下層膜厚値與導電性膜9之膜厚値的合計膜 :。最，，自測定後的合計膜厚値減去預先測定之；^ 外二二以正，的僅測定導電性膜9的膜厚。I …％性"的成膜㈣同時進行膜厚測定時，目" 自“十膜厚値之測定値減去上述預先測得之下層膜严二 結果’作爲導電性膜9的膜厚値。 子L勺 (b)膜厚測定裝置的第二種實施形態 圖U爲本發明之膜厚測定裝置第二種實施形態的概略 成万塊圖。該圖所示之膜厚測定裝置2包含上述圖W _、 激勵接收一體型的滿電流損失測定感測器1〇。本實於= 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（32 ) 中的阻抗分析器49也兼用高頻電源，提供高頻電流至激勵 接收一體型線圈12 (參照圖丨）。其他的構成與圖4所示的膜 厚測定裝置1概略相同。 本實施形態之膜厚測定裝置2的控制方法及使用其之膜厚 測走方法，除阻抗分析器49兼用高頻電源之外，與（a)項中 之上述方法實質上相同。因此，以下有關使用本實施形態 之測定裝置2的測定方法，主要説明適用於上述第二種測定 方法時。 於貫施測定時，與上述第一種測定方法同樣的，在測定 中逐次測定基準値，來修正測定誤差（第一修正處理）。另 外並如前述，也可以在測定一個或數個基準値之前，預先 自成膜之測定用導電膜取得，據此修正測定誤差，來取代 於測定中逐次測定基準値。 於開始測定時，首先，依據設計上的膜厚値與接收檔案 内的資料表來設定高頻電流得頻率f。 其次，此種設定有頻率f的高頻電流自阻抗分析器49提供 至渦電流損失測定感測器10，使線圈12上勵磁高頻磁場， 在導電性膜9上局部激勵渦電流。 由於線圈12之阻抗、提供至線圈丨2之高頻電流的電流値 或提供線圈12之兩頻電流的相位，因受到該渦電流造成滿 電流損失的影響而變化，因此，阻抗分析器49測定這此値 的變化’並將測定結果提供控制電腦42。控制電腦42的膜 厚演算邵54參照預先作成，顯示膜厚t與膜電阻値之關係而 寫入接收檔案内的資料表，算出膜厚t並輸出。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

發明說明（33 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^々牙口驅動邵3 8按照預先設定在接收檔案内的步驟，連 、、、、和動X 支得台3 6。藉此，使渦電流損失測定咸測哭 在晶圓8的表面上掃描。 〜、、叩 本貪施形L的膜厚演算邵5 4係依據光學式位移感測器3 2 才疋=足測足値Dsf來修正所算出的膜厚値（第二修正處理）。 膜厚値的七正係依據接收檔案内之測定資料表（參照圖$)做 處理。 再者，控制電腦42將藉由算出處理及修正處理所獲得的 膜厚値對照晶圓8的(χ，γ)座標來輸出。如此，在整個晶圓 8上執行上述之膜厚測定處理。 、=於本實施形態之膜厚測定裝置2係依據測定値Dsf來修正 所算出的膜厚値，因此，與上述之膜厚測定裝置1不同，不 需要以支撐台驅動部38控制χ-γ_ζ支撐台36與2支撐台科的 彼此位置關係，保持導電性膜9與渦電流損失測定感測器ι〇 的距離走。因而可以使渦電流損失測定感測器更快速的 在晶圓8上掃描，可以及時、高精密度的實施膜厚監視。 (c)膜厚測定裝置的第三種實施形態 其次，參照圖式説明本發明之膜厚測定裝置的第三種實 施形態。 本實施形態之膜厚測定裝置3採用的渦電流損失測定感測 器爲先前之激勵接收一體型渦電流損失測定感測器丨2〇。其 他的構成則與圖11所示的膜厚測定裝置2概略相同，因此省 略其整體概略圖。此外，本實施形態之膜厚測定裝置3的控 制方法及使用其之膜厚測定方法，也與（a)或（項中之上 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -36 - 1241398

發明說明（34 以下參照圖12說明渦電流損失 述方法貪質上相同。因此 測定感測器120。 本實施形態之膜厚測定裝置3所具備的滿電流損失測定咸 測态m具有激勵接收—體型線圈12，其係形成圓筒形狀； 及絕緣構件126，其係設置成覆蓋線圈12。絕緣構件⑶以 樹脂或陶究等絕緣材料形成。線圈12連接阻抗分析器滲 照圖11)。 、渦電流損失測定感測器120自阻抗分析器49輸入高頻電 流，勵磁高頻磁場，同時接收因測定對象之導電性膜9上激 勵之渦電流而變化的合成磁場，將反映渦電流損失的電浦 提供至阻抗分析器49。線圈12產生之磁通量線刪〇形成， 通過線圈12的中心軸，自線圈12下方洩漏後，回到感測器 120端，描繪反拋物線，經由絕緣構件126，再度回到線圈 12夂中心軸的磁路。因此，若以特定距離在導電性膜$的上 方配置渦電流損失測定感測器12〇時，由於可以控制自線圈 12之中心軸洩漏至外部的磁通量線MF丨〇通過導電性膜< 内，因此，僅在孩磁場外圍激勵渦電流。接收因該渦電浦 而變化的合成磁場，藉由使用阻抗分析器49自線圈12輸出 之南頻電流測足滿電流測定感測器12〇之阻抗的變化、高頻 黾之電流値的變化或向頻電流之相位的變化，可以測定 渦電流損失量。 由於本實施形態縱使使用先前之渦電流損失測定感測 器’也能夠測足渦電流損失量，因此，可以按照上述的測 定步驟來測定導電性膜的膜厚t。而測定方法採用上述第一 37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（21〇 X 297公餐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398

五、發明說明（35 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 種測定方法或第二種測定方法均可。 (d)膜厚測足裝置的第四種實施形態 其/人參知、圖式説明本發明之膜厚測定裝置的第 形態。 喱貫施 圖13爲本貫訑形怨之膜厚測定裝置的重要部位概略 如:¾圖(a)所ητ ’本實施形態的膜厚測定裝置3，除了二 在導電性膜9上方的渦電流損失測定感測器20之外，、f ^ 含：滿電流損失測定感測器2〇,其係配置在半導體晶圓^ 底面，亦即，導電性膜9之成膜面的背面；及Z支撐台％，、 其係將該感測器支撐在上面◦此外，膜厚測定裝置3包含X一 Y-Z支撐台37,其係在其外圍部支撐半導體晶圓8,來^又代 X- Υ- Z支撐台36。膜厚測定裝置3的其他構成與 膜厚測定裝置！實質上相同。 ^的 藉由如此構成，本實施形態的膜厚測定裝置3不僅藉由配 置在導電性膜9上方的渦電流損失測定感測器2〇，也藉由配 置在晶圓8底面的渦電流損失測定感測器2〇來勵磁高頻磁 場，經由晶圓8在導電性膜9上產生渦電流，以上述之步驟 檢測因產生之渦電流而變化的合成磁場，來測定導電性^莫: 的膜厚。 由於也在晶圓8的底面配置渦電流損失測定感測器2〇，因 此在該底面即無於成膜步驟及蝕刻步驟中妨礙在晶圓8上成 膜之導電性膜9之成膜的疑慮。因此，如圖i3(b)所示，也 可以使渦電流損失測定感測器2〇的上面接觸晶圓8的底面來 測定。再者，於CMP研磨步驟中，也不需要避免與研磨用 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -38- 消 1241398 五、發明說明（36 工具接觸來實施掃描。藉此，大幅減少測定上的限制。因 二供了設計自由度及測定通量均優異的膜 第1實：η，具體的測定万法與第一種實施形態或 罘一種貫她形怨中揭不的步驟實質上相同。 (e)膜厚測定裝置的第五種實施形態 …其：照圖式説明本發明之膜厚測定裝置的第 她形悲。本實施形態之膜厚測定裝置4的特徵爲包本數個渦 電流損失測定感測器1G，藉此大幅簡化感測器的掃描步 =冋時全面、快速的測定導f性膜9的膜厚分佈。膜厚測 ^裝置4的其他構成與圖丨丨所示之膜厚測定裝置2實質上相 二圖14爲本發明之膜厚測定裝置第五種實施形態的重要部 :义概略圖。該圖(a)〜(c)均爲自晶圓8上方俯視的平面圖， _示數個感測器配置型態的典型範例。 一圖14(a)爲以特定間隔將滿電流損失測定感測器ι〇配置成 —行的範例。如該圖的箭頭^所示，本例中只需使晶圓8在 與感測器之行垂直的方向移動，即可掃描在其表面成膜的 整個導電性膜9,可以快速的測定導電性膜9的膜厚分佈。 圖14( b)爲以特足間隔在彼此垂直的兩個方向配置渦電流 損失測定感測器10成十字狀的範例。本例中，移動χ_γ_ζ支 撐台36，使位於十字形中心的渦電流損失測定感測器⑺位 於晶圓8之中心的上方後，如該圖箭頭Α2所示，只需順時鐘 方向或逆時鐘方向旋轉，即可掃描在其表面成膜的整個導 電性膜9，可以快速的測定導電性膜9的膜厚分佈。 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)A4規格（210 X 297公釐）

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項 I Η t i 'w · 請 先 閱 讀 背 Φ 之 注 線

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五、發明說明（38 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 讲疋裝置2—的其他構成與圖n所示之膜厚測定裝置2實質上 相同。本貫施形態中的控制電腦42、雷射位移感測控制器 58及支撐台驅動部38構成距離測定誤差修正手段。 、圖^爲具有圖15所不之膜厚測定裝置^之滿電流損失測定 單凡6〇的具體構成概略剖面圖。雷射位移感測器63配 :在激勵接收一體型線圈68的上方，使雷射振盪部與雷射 文光部〈中間,點，與激勵接收_體型線圈Μ的中心轴實質 上致因此，自雷射振盪部射出的雷射光LB 1經由線圈68 的工〜，知、射至導電性膜9的表面，其反射光LB2同樣的經 由、f圈68的殳芯射入雷射受光部。藉此，表示雷射位移感 /’ J』63人導私性膜間之距離D丨的信號，經由雷射位移感測 控制器58提供至控制電腦42。記憶體52内預先儲存有雷射 位移感測器63之下面與線圈68之下面間的距離D2，控制電 細42藉由以距離m減去距離〇2，來算出渦電流損失測定感 測單元60與導電性膜9間的距離dsf。 上述的實施形態，由於光學式位移感測器與渦電流損失 測定感測器與導電性膜9在水平方向鄰接，因此，光學式位 和感測卷的測定結果，與渦電流損失測定感測器與導電性 膜9間之貪際距離會產生誤差。反之，圖丨5所示之渦電流損 失測定感測單元60由於係在線圈68之中心軸與導電性膜9之 交叉點概略一致的位置上照射雷射光Lb 1，因此，可以玉確 的測定渦電流損失測定感測單元6〇與導電性膜9間的距離

Dsf 〇 其次’説明使用圖1 5所示之膜厚測定裝置5的膜厚測定方 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398

五、發明說明（39 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 法。 本實施形態之膜厚測定裝置5可以 于同4永適用@ 一種測定方法至第三種測定方法。但是' I罘 採用ί尚電流損失測定感測單元60時，:如上所34 ’由於 性膜9的位置’與將線圈之中心線==LB1照射在導電 交點的位置實質上一致，因此，、二=電」吻面上之 ，本:施：態之膜厚測定裝置5上時的特徵：，= = = 行渦電泥損失測定感測單元6〇與導雷柯 、 — 、、、 导％性腠9間之距離DSF的測 疋’及渦電流損失的測定。上述實 kI她形怨，由於光學 移感測器係離開渦電流損失測定咸 " , 心心釗姦來配置，以避免測 足誤差，因此，僅有其距離必須移動 /、 砂勒渦電泥損失測定咸 器。但是，可能因移動中之Φ # a <v〇> h L1㈣Τ <支心台的振動及滿f流損失 足感測器本身的振動而產生測定誤差。另外，本實施形能 由於可以直接測定渦電流損失測定感測單元6 〇與導電二生’膜: 間的距離DSF，因此，除了可以避免此種測定誤差之外，還 可以減少支撐台的操作次數，因此可以減輕對支撐台性2 的負擔。藉此，彳以更高精密度且侠速的測定膜厚:同: 也使膜厚測定裝置的構成更加小型化、簡單化。 以下參照圖1 7説明使用本實施形態之膜厚測定裝置5，以 第三種測定方法測定膜厚： 首先’在測定膜厚之前，於導電性膜9中所需之膜厚測定 範圍中’僅以預先指定的點數及雷射位移感測器63測定感 測單元至導電性膜9間的距離Dsf。該測定結果呈現出因晶圓 反轉造成的測定誤差。圖17爲顯示晶圓上的位置與感測單 --------訂---------線· (請先閱讀背面之注咅W事項再填寫本頁) -42- 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4〇 ) 凡至導電性膜9間距離DSF之關係的方塊圖。如該圖内的圖形 1 m所示，測定結果顯示距離dsf產生急遽變化。 其次，控制電腦42對該測定結果執行修平（Sm〇〇thing)及 多項式近似等的處理，來除去測定誤差，將其結果儲存在 尤憶體52内。圖π所示的圖形ic顯示對出現圖形im之測定 結果所執行的誤差處理範例。 其次，設定阻抗分析器49提供之高頻電流得頻率f。亦 即，參照導電性膜9成膜時的基準膜厚t，依據顯示接收檔 案内之膜厚與分解能之關係的資料表（參照圖8)，來設定認 爲最適切的頻率f，將具有該頻率f的高頻電流提供至激勵接 收一體型線圈68，使其產生磁場。藉由該磁場在導電性膜9 上激勵滿電流，在導電性膜9内產生以上述公式1表示的滿 電流損失P。 導電性膜9上產生渦電流損失p時，渦電流損失測定感測 單元60的阻抗、流入激勵接收一體型線圈68内之計測用高 頻電流的電流値或高頻電流的相位，因應導電性膜9的膜厚 t而變化（參照圖9)。 阻抗分析器49監視該變化，並提供至控制電腦42。控制 電腦42的膜厚演算部54參照預先作成，並寫入接收檔案内 之頭示膜厚t與膜之電阻値關係的資料表，及測定誤差除去 處理後之感測單元至導電性膜9間距離dsf之變化的資料表， 來演算膜厚t並輸出。 膜厚測足裝置5僅在晶圓8之所需測定範圍中的特定點數 執行以上的膜厚測定。由於本實施形態係藉由使誤差減低 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公髮） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '1241398 五、發明說明（μ 訂 21、掃犏已經取得近似函數，因此，渦電流之測定中的測 疋點=需要與預掃描的測定點一致。膜厚演算部54參照預 先取彳于之近似函數來算出導電性膜9的膜厚^。 μ上述之第三種膜厚測定方法，由於係使用雷射位移感測 、了 63 ’預先取待感測單元至導電性膜9間距離心之變化的資 =表，使用自藏資料表除去測定誤差後的近似函數來算出 奠旱、口此，可以限定渦電流損失的測定點數在必要的最 口艮f同時可以消除光學式位移感測器精密度較低的問 & 此，對LSI圖案上之反射率大的導電性膜及表面粗糙 的導電性膜可以抑制位移測定精密度的惡化，因此，上述 第三種膜厚測定方法在不需要測定各個晶圓的位移時，例 如同#匕内的晶圓、形成有同一電路圖案的晶圓或經過 同處理的晶圓f，晶圓反轉彼此差異不大時，特別有 效。另外，本實施形態係説明具有χ-γ.ζ支撐台36時，不過 於j圓8搬運中等無法利用χ-γ_ζ支撐台刊時，也可以藉由 線 機态人手臂在渦電流損失測定感測單元6〇的下方搭載晶圓 移動，來測定導電性膜9的膜厚。 (g)膜厚測定裝置的第七種實施形態 其=，參照圖18説明本發明之膜厚測定裝置的第七種實 施形悲。本實施形態係在圖15所示的膜厚測定裝置$中，於 導電性膜9的底面配置渦電流損失測定感測單元⑼。 圖18爲本實施形態之膜厚測定裝置重要部位的概略圖。 如該圖（a)所示，本實施形態的膜厚測定裝置5，在半導浐晶 圓8的底面，亦即，導電性膜9成膜面的背面配置有渴 44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

：1241398 五、發明說明（42 ) 損失測定感測單元60及於上面支撐該感測器的z支撐台Μ。 此外，膜厚料裝置5,與圖13所示之第四種f施形態同樣 的具有X-Y-Z支払台37，其係自其外圍部支撐半導體晶圓 8，來取代X-Y-Z支撐台36。膜厚測定裝置5,的其他構成與 圖15所示之膜厚測定裝置5實質上相同。 本實施形態之膜厚測定裝置5,以此種構成，藉由配置在晶 圓8底面的激勵接收一體型線圈68勵磁高頻磁場，經由晶圓 8在導、私性膜9上產生渦電泥，檢測因產生之渦電流而變化 的合成磁場，來測定導電性膜9的膜厚。此外，若預先取得 日口圓8底面與渦電流拍失測定感測單元6〇之距離及晶圓$ 厚度Ts時，可以藉由距離（D3+Ts)來算出感測單元至導電性 膜間的距離DSF。 此外，如圖18(b)所示，也可以使晶圓8底面與渦電流損 失測足感測單元6 0的上面接觸來執行測定。此時，不需要 測定位移。 由於本實施形態之膜厚測定裝置5，係在晶圓8的底面配置 滿電流損失測定感測單元60，因此，消除在成膜步驟及蝕 刻步驟中，妨礙在晶圓8上成膜之導電性膜9成膜等的疑 慮。再者，於CMP研磨步驟中，也不需要避免與研磨用工 具接觸來測定。藉此，大幅減少在測定上的限制，因此， 可以在成膜步驟、研磨步驟或蝕刻步驟等的製造步驟中即 時作爲測定膜厚的In- situ型膜厚測定裝置來操作。因而本 實施形態可以提供在設計自由度與測定精密度及通量上均 優異的膜厚測定裝置。膜厚測定裝置5，的具體測定方法與 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述第一至第三種測定方法實質上 另外，本實施形態係説明僅在晶圓的底面 失測定感測單元，丨過與圖13所 /面配置滿電流損 的，過電流損失測定感測單元60除配置弟在四種^施形態同樣 之外，也可以配置在上方，自兩端測定膜厚广性請底面 (h)膜厚測足裝置的第八種實施形態 其次，參照圖19及圖2〇說明本發 八稀眚说形能 士 — a 如J足嗅厚測定裝置的第 八種貫她形悲。本貫施形態的特徵爲 。 感測器，來取代上述之光學式位 ：私合’位私 器，利用該靜電電容式位移感測哭雷射位移感測 性膜間的距離。 〜、Μ早兀土导私 ’SIT广態之膜厚測定裝置的概略構成方塊圖。 =所厚測定裝置6與上述第二至第七種實施形態同 才水的，除具支撐台36、支撐台 器49及控制電腦42之外，本丨^阻抗刀析 損失測定感測單元70及靜電電容：匕:、逐具有渦電流 Γ % %奋式位移感測控制器88。 流損失測定感測單元70包含：激勵接收_;體型線圈 ⑴其係作爲滿電流損失測定感測器；絕緣構件126，其係 形成覆蓋激勵接收-體型線圈12;及靜電電容式位移感測 電極72。線圈12接收阻抗分析器49提供之高頻電流，形成 南頻磁場，在導電性膜9上局部產生滿電流，同時接收該源 電流產生之磁場與線圈12所產生之磁場的合成磁場。 靜電電容式位移感測控制器88連㈣電流損失測定感測 早兀70内的靜電電容式位移感測電㈣，㈣以配線⑴接 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -46- 1241398

地。此外，晶圓8的側面以配線G3接地。 9也保持接地電位。如此，在靜 9 ， ’電性膜 道个从π 丄 在#私私谷式位移感測電極72盥 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 導“生請成電容器的兩側電極，靜： =電電容式位移感測電極72至導電性㈣ 迅迅谷，將其測定結果提供至护制兩 據靜電電容式位移咸卿哭_:“2。控制電腦42依 砂心d检制态88的測疋結果算出境電電容 式位移感測電極72至導電性膜9間的距離。另外，如圖_ π也可以在導電性膜9之表面區域中不影響膜厚測定的部 位，例如端部，經由配線G4接地，來取代晶圓8的侧面接 地，此外，也可以貫穿χ_γ_ζ支撙台36的配線Μ在其端部的 底面接地。圖19係顯示用於保持導電性膜9在接地電位的配 線G2〜G4 ’不過也可以因應測定環境適切選擇來取代。例 如’若選擇將導電性膜9直接接地的態樣時，縱使於晶圓8 搬運中等’不可以利mz支撐台36時，也可以測定。 以下參知、圖20说明靜電電容式位移感測電極的具體構 成： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖20(a)爲圖19所示之渦電流損失測定感測單元7〇的概略 d面圖，而圖20( b)則爲渦電流損失測定感測單元7〇的底面 圖。靜電電容式位移感測電極72爲以高電阻材料形成厚度 Te的環狀薄膜電極，並配置在絕緣構件126的底部，以包圍 激勵接收一體型線圈12。本實施形態之靜電電容式位移感 測電極72的環形中心軸與線圈12的中心軸一致。本實施形 怨之感測電極72的厚度Te約爲10〜5 0 μηι。此外，於絕緣構 件的底部外圍設有凹部，其具有因應感測電極72之厚度丁^ -47 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

1241398 五、發明說明（45 ) 的深度，感測電極72嵌入該凹部，使其表面位於與線圈以 之底面在同-平面内。藉此，以靜電電容式位移感測器所 測定的距離與線圈12至導電性膜9間的距離一致。 靜電電容式位移感測電極72之外徑ED的大%小，選擇與線 圈12激勵有渦電流之區域的直徑實質上相同。藉此，整個 測足渦電流損失的區域，自感測電極72檢測出之靜電電容 値達到平均化，因此，提高線圈12至導電性膜9間之距離 =測定精密度，因而也提高膜厚測定的精密度。本實施形 態中的外徑ED約爲6〜16 mm。再者，靜電電容式位移感測 電極72的内徑ID大小，須選擇避免以線圈12勵磁之高頻磁 場影響靜電電容的測定精密度，使電極72的内周面與線圈 12的外周面充分隔離，且靜電電容測定時，有足夠大的電 極表面積。本實施形態中之線圈12之外周面與電極”内: 面的距離約爲i〜2 mm。另外，本實施形態之渦電流損失測 足感測單元70 ’於線圈12的磁心内也填充絕緣材料，構成 絕緣構件126的一部分，不過也可以如圖丨6所示之滿電流損 失測定感測單元60同樣的採空芯構造。 使用本實施形態之膜厚測定裝置6的膜厚測定方法與第一 至第7T種實施形態中説明之第一及第二種測定方法概略相 同’不過本實施形態的特徵爲，可以同時執行渦電流捐失 的測定及線圈12至導電性膜9間之距離DSF的測定。因此，可 以大幅減低因X-Y-Z支撐台36之振動及渦電流損失測定感測 單元70之振動造成線圈12至導電性膜9間之距離dsf的測定誤 差。由於可以實施高精密度且快速的膜厚測定，因此可以 -48 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁：> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241398 五、發明說明（46 ) 更加提高測定的通量。此外，由於減少支撐台的移動次 數，因此也可以減少對支撐台性能的負擔，膜厚測定裝置 的構成也可以更加小刑仆、雜cm 又刀口 j』化、間早化。再者，由於係使用靜 電電容來測S、線圈i 2至導電性膜9間的距離d π，目此不受導 電性膜9之表面反射率及表面㈣的影響。藉此，也可以高 精*度的/,、·(定形成在LSI圖案上之導電性膜與線圈i2間的距 離。 (1)膜厚測定裝置的第九種實施形態 其次’參照圖21説明本發明之膜厚測定裝置的第九種實 施形態。本實施形態之膜厚測定裝置6，的特徵爲，構成且 有濁電流損失測定感測單元7〇,之靜電電容式位移感測電極 的形狀。膜厚測定裝置6,的其他構成與圖2〇所示之膜厚測 足裝置6相同，因此，以下僅説明其差異處。 圖21(a)爲具有本實施形態之膜厚測定裝置&之滿電流捐 失測定感測單元70.的概略剖面圖，而圖2Q(b)則爲滿電流損 失1定感測單元70,的底面圖。如該圖（b)所示，配置於滿電 成抽失測定感測單元70'内的靜電電容式位移感測電極^係 以圓弧狀的四個電極片74a〜74d所Μ占 ^ ^ , 所構成，延些電極片採環狀 配置圍繞線圈12。 由於本實施形態係以數個電極片構成感測電極，因此， 可以防止因線圈12勵磁之磁場在電極内產生滿電流。藉 此，可以更加提高膜厚測定的精密度。 曰 斤使用本實施形態之膜厚測定裝置6，的膜厚測定方法與上述 第八種實施形態相同，因此省略其説明。 ” k -49- 本紙張尺度週用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（47 ) (j)膜厚測定裝置的第十種實施形態 其次，參照圖22説明本發明之膜厚測定裝置的第十種實 施形態。 本貪施形怨爲圖19所示的膜厚測定裝置6，於導電性膜9 的底面配置渦電流損失測定感測單元7 〇。 圖22爲本貫施形態之膜厚測定裝置的重要部位概略圖。 如該圖（a)所示，本實施形態之膜厚測定裝置6”具有渦電流 損失測定感測單元70，其係配置在半導體晶圓8的底面，亦 即，導電性膜9成膜面的背面；及z支撐台35，其係在上面 支撐該感測器。此外，膜厚測定裝置6”與圖13所示之第四 種實施形態同樣的，具有X-Y-Z支撐台37，其係在其外圍部 支撐半導體晶圓8，以取代χ_γ_ζ支撐台36。膜厚測定裝置 6f’的其他構成與圖19所示之膜厚測定裝置5實質上相同。此 外’膜厚測定裝置6”的具體測定方法與第九種實施形態中 之上述測定方法實質上相同。 本實施形態之膜厚測定裝置6’，採用此種構成，藉由配置 於晶圓8底面之激勵接收一體型線圈12勵磁高頻磁場，經由 晶圓8在導電性膜9上產生渦電流，檢測因產生之渦電流而 變化之合成磁場，來測定導電性膜9的膜厚。此外，若預先 取得晶圓8底面與渦電流損失測定感測單元6〇間之距離與 晶圓8的厚度Ts，則可便於藉由距離（D3+Ts)來算出感測單 元至導電性膜間的距離DSF ◦ 此外’如圖22( b)所示，也可以使晶圓8的底面接觸滿電 流損失測定感測單元7〇的上面來測定。 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)^格（21㈤97公爱） ---〜------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------- —訂---------線< 1241398 A7 B7 五、發明說明（48 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於本實施形態之膜厚測定裝置6”係在晶圓8的底面配置 滿電流損失測定感測單元7〇,因此，消除在成膜步驟及二 刻步驟中，妨礙在晶圓8上成膜之導電性膜9成膜等的疑 慮。再者，於CMP研磨步驟中，也不需要避免與研磨用工 具接觸來測疋。藉此，大幅減少在測定上的限制，因此， 可以操作本實施形態之膜厚測定裝置6，，作爲§加型膜厚測 疋裝置。因而本實施形態可以提供在設計自由度與測定精 密度及通量上均優異的膜厚測定裝置。 另外，本實施形態係説明僅在晶圓的底面配置渦電流損 失測定感測單元70，不過與圖13所示之第四種實施形態同 樣的，渦電流損失測定感測單元7〇除配置在導電性膜9二底 面之外’也可以配置在上方，自兩端測定膜厚。 一 (3)記錄媒體 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 也可以將上述一連串的測定程序，包含第一〜第三種測定 万法，作爲電腦上執行的程式，儲存在軟碟及唯讀光碟等 記錄媒體内，在電腦上讀取、執行。藉此，可以使用包含 位移感測器及一般控制電腦的膜厚測定裝置，形成上述= 膜厚測定方法。記錄媒體並不限定於磁碟及光碟等可攜帶 式者，也可以是硬碟裝置及記憶體等固定型的記綠媒^。 此外，也可以藉由網際網路等的通信電路（包含無線電通信） 分發容納上述之膜厚測定方法之一連争程序的程式。再 者，也可以經由網際網路等有線電路及無線電路分發，或 儲存於記綠媒體内分發，經過加密、調製、壓縮型態之容 納上述膜厚測定方法之一連_程序的程式。 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 1241398 A7 _ B7 五、發明說明（49 ) 以上，係説明本發明的實施形態，不過本發明並不限定 於上述的型態，只要在不脱離其要旨的範圍内可以做各種 改變。例如，上述之膜厚測定裝置的實施形態，在第四種 實施形態中，係使用渦電流損失測定感測器20的型態加以 說明，不過也可以使用圖1所示的電流損失測定感測器丨〇， 也可以使用圖12所示的電流損失測定感測器120。同樣的， 在第五種實施形態中，係使用電流損失測定感測器1 〇的型 態加以説明，不過也可以使用圖2所示的電流損失測定感測 器20，或使用圖12所示之電流損失測定感測器120。此外， 也可以將這三種型態的電流損失測定感測器適切組合在同 一個裝置内來使用。再者，於第六種至第十種實施形態 中，係説明具有激勵接收一體型線圈的渦電流損失測定感 測單元，不過，顯然也可以適用於具有渦電流激勵線圈及 接收線圈的渦電流損失測定感測單元内。此外，在第六至 第十種實施形態中，係説明具有單一的渦電流損失測定感 測單兀，不過如圖14所示，當然也可以配置數個感測單 元。 [發明之效果] 如以上的詳述，本發明發揮以下的效果： 亦即由表本發明之渦電流損失測定感測器，具有第二 導磁性構件，其係在與上述導電性膜的相對面形成開口， 在測定對象之導電性膜的相對面至少露出高㈣ 區域’因此，可以控制磁路使磁通量僅自該開口 集中向外部戍漏。藉此，可以在上述導電性膜的微小區域 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準（c^^_規格（^厂 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [241398 A7 _____B7__ 五、發明說明（so ) 内集中磁場，可以在上述導電性膜中局部性激勵渦電流。 因而可以自接收線圈所取得之輸出電流，藉由測定渦電流 損失測定感測器之阻抗的變化、上述高頻電流之電流値的 變化或上述高頻電流之相位的變化，來測定渦電流損失， 因此’可以高精密度測定上述導電性膜的膜厚。 此外，由於本發明之膜厚測定裝置具有··距離測定手 4又，其係測足渦電流損失測定感測器與導電性膜間的距 離；及膜厚演算手段，其係依據該上述距離測定手段的測 定結果與渦電流損失測定手段的測定結果來算出上述導電 性膜的膜厚，因此，可以減少因上述距離造成的測定誤 差。藉此可以高精密度的測定導電性膜的膜厚。 由於本發明之膜厚測定裝置中，於具有本發明之渦電流 損失測定感測器時，除了上述效果之外，還可以局部性管 理上述導包性膜的膜厚，因此，縱使於表面設有圖案之晶 圓上成膜的導電性膜等，膜厚誤差較大的被測定物，仍可 高精密度的測定膜厚，也可以在CMP及電鍍裝置等多種裝 置内管理膜厚。 此外，由於本發明之膜厚測定裝置的上述距離測定手段 包含雷射位移感測器時，其係設置於激勵接收一體型空芯 線圈或空芯之接收線圈的上方，可以同時執行上述渦電流 損失測足感測器與上述導電性膜之上述距離的測定及渦電 流損失的測t ’因此’可以更優異的精密度、更高的通量 來測定膜厚。 此外，由於本發明之膜厚測定裝置的上述距離測定手段 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 53 1241398 五、發明說明（51 匕έ #電電容式位移成：哭 損失測定感測器而心二二’、、係具有鄰近上述渦電流 測疋及漏電流損失的測京，…⑽執仃上述距離的 卜、 ^ 並可以不雙上述壤而；Ι4 γ主工 離:光反射率及表面粗糖的影響，更正確的測定= 其係測定上述、局t月，月吴厚測定方法具有距離測定步驟， 距離；及膜厚測定感測器與上述導電性膜間的 的上述距離二：：: =依據該距離測定步驟所獲得 或高 尚““貝失測定步骤所獲得之阻抗的變化 化：：：:、，値的變化或上述高頻電流之相位的變 性二t 導電性膜的膜厚，因此可採非接觸/非破壞 勺4才永，鬲精密度的測定膜厚。 :發明之膜厚測定方法的上述距離測定手段具有上述位 以測器或上述靜電電容式位移感測器，可以同時執行上 述距離測定步碟及上述漏電流損失測定步驟時，可以更高 精密度且更優異的通量測定膜厚。 &再者，本發明之記錄媒體可以使用具有上述距離測定手 段及—般電腦的膜厚測定裝置，高精密度且快速的測定導 電性膜。 [圖式之簡要說明] 圖1爲本發明之渦電流損失測定感測器第一種實施形態之 概略構成的剖面圖與底面圖。 圖2爲以模擬求出渦電流感測器產生之磁通量密度分佈的 圖形。 54 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ΜΨ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（52 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3爲本發明之渦電流損失。# 4 、 、走感測裔第二種實施开彡能少 概略構成的剖面圖與底面圖。 、y心 圖4爲本發明之膜厚測定裝置 的方塊圖。 種貫她形悲义概略構成 圖5爲測定漏電流感測器及導電性 感測器之電感及電阻變化夕防化 雖每局电说 円m 义化〈關係的實驗資料圖形。 圖6馬測定導電性膜之膜厚的 咸75 + h A 又化與渦電流感測器之雷 4及电阻k化之關係的實驗資料圖形。 如夂私 圖鳩説明修正膜厚之測定誤差方法的圖形。 圖8爲將鬲頻電流之頻率 乏八护a、μ 、午作馬參數，測定膜厚與測定裝w 芡刀解旎义關係的實驗資料圖形。 疋裝置 圖9爲測定導電性膜乏腔戶 哭>十“ ；支化時〈渦電流損失測定咸制 。。足笔感與電阻値變化的實驗資料圖形。 心、川 圖U)爲以圖4所示之膜厚測定裝置 之電路圖案或底層導電性膜上成膜之導電二：=料 略剖面圖。 < 万法的概 圖11爲本發明之膜厚測定 成方塊圖。 種貫她形怨的概略構 圖12爲具有本發明之膜厚測定裝 … 電流損失測定感測器的概略構成剖面圖；貫職… 圖13爲本發明之膜厚測定 位概略圖。 ⑬貫犯形毖的重要部 :爲本&明測定裝置第五種實施形態的重要 位概略圖。 “ ~室要部 表紙張尺度翻?ii^^Ns)A4規格⑵〇_ -55- 297公釐） ------------------- —訂---------線{ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（53 ) 圖15爲太；^ 义、各、、、' 1明之膜厚測定裝置第六種實施形態的重要却 位概略圖。 』里要邯 圖16爲且古固，… — 咸胃w ^有圖15所示之膜厚測定裝置之渦電流損失 I /單元的具體構成剖面圖與底面圖。 圖17爲説明使用圖i 5所示之膜厚測定裝置之膜 法的圖形。 于d疋万 圖18馬本發明之膜厚測定裝置第七種實施形態的重 位概略圖。 、圖19馬本發明之膜厚測定裝置第八種實施形態的概略構 成万塊圖。 圖2〇爲圖19所示之渦電流損失測定感測單元之具體構成 的剖面圖與底面圖。 圖2 1爲具有本發明之膜厚測定裝置第九種實施形態之渦 電流損失測定感測單元的具體構成剖面圖與底面圖。 圖22爲本發明之膜厚測定裝置第十種實施形態的重要部 位概略圖。 圖23爲説明一種採用先前技術之膜厚測定方法的圖形。 圖2 4爲是明其他採用先前技術之膜厚測定方法的方塊 圖。 圖2 5爲一種採用先前技術之渦電流感測器的剖面圖與底 面圖。 圖26爲一種採用先前技術之位移感測器的説 明圖 測定 要部 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1241398 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明說明（54 ) [元件符號之説明] 卜4，4,，4'5,5’，6,6’，6"膜厚測定裝置 8 半導體晶圓（基板） 9 導電性膜 10，20，30，120 渦電流損失測定感測器 12 激勵接收一體型線圈 14 鐵磁鐵（導磁性構件） 15 磁性材料電鍍 16 開口部 19 底層電路圖案或底層導電性膜 22 接收線圈 24 渦電流激勵線圈 32 光學式位移感測器 34，35 Z支撐台 36 X-Y-Z支撐台 38 支撐台驅動部 42 控制電腦 44 高頻電源 46 光學式位移感測控制器 48，49阻抗分析器 52 記憶體 54 膜厚演算部 58 雷射位移感測控制器 60，70，70’ 渦電流損失測定感測單元 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1241398 A7 _B7_ 五、發明說明（55 ) 63 雷射位移感測器 68 激勵接收一體型線圈（空芯線圈） 72，74靜電電容式位移感測電極 88 靜電電容式位移感測器 --------------------訂---------^ AW (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 58 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8

   124139¾ 090104919號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年11 申請專利範圍 1. 一種渦電流損失測定感測器，其包括： 一激勵/接收一體型線圈，其係用於接收一高頻電 流，勵磁一高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性 膜上激勵一渦電流，同時接收由該渦電流產生之一磁 場及該咼頻磁場的一合成磁場； 一第一導磁性構件，其係插入該激勵/接收一體型 線圈内形成一磁心者，該第一導磁性構件以一第一導 磁性材料形成；以及 一第二導磁性構件，其係設置成包圍該第一導磁性 構件及該激勵/接收一體型線圈者，該第二導磁性構 件係以一第二導磁性材料構成並具有面對該導電性膜 的一表面，該表面具有包圍該第一磁性構件之一環形 開口 ’以便面對該導電性膜的該激勵接收一體型線圈 僅有一部分露出，面對該導電性膜的該激勵接收一體 型線圈之一剩餘部分由該第二導磁性構件覆蓋。 2. 如申請專利範圍第1項之渦電流損失測定感測器，其 中該開口之一内壁對應該第一磁性構件之一表面的一 部分，該開口之該等内及外壁之間的該距離調整成來 自@亥弟一導磁性構件之一磁通量僅穿過面對該激勵接 收一體型線圈之該導電性膜的一局部區域。 3. 如申請專利範圍第2項之渦電流損失測定感測器，其 中该開口之一表面部分或該開口之一表雨部分及接近 T?亥開口的一应域之一表面部分係由具有1¾於該第二導 磁性材料的一導磁性之一第三導磁性材料構成。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） A B c D 1241398 夂、申請專利範圍 4· 一種渦電流損失測定感測器，其包括： 一渦電流激勵線圈，其係用於接收一高頻電流，勵 磁一兩頻磁場’在作為一測定物件之一導電性膜上激 勵一渦電流； 一接收線圈，其係設置成由該渦電流激勵線圈纏繞 者’其係用於接收由該渦電流產生之一磁場及該高頻 磁場的一合成磁場； 一第一導磁性構件其係插入該接收線圈内形成一磁 心者；以及 一第二導磁性構件，其係設置成包圍該第一導磁性 構件及該接收線圈及該渦電流激勵線圈者，該第一導 磁性構件由一第一導磁性材料構成；且 該第二導磁性構件由一第二導磁性材料構成，以及 ί亥弟一導磁性構件具有面對該導電性膜的一表面， 該表面具有包圍該第一磁性構件之一環形開口，以便 面對該導電性膜的該接收線圈僅有一部分露出，面對 該導電性膜的該接收線圈之一剩餘部分及面對該導電 性膜的該激勵線圈之一部分由該第二導磁性構件覆 蓋。 5·如申請專利範圍第4項之渦電流損失測定感測器，其 中該開口之一内壁對應該第一磁性構件之一表面的一 部分’該開口之該等内及外壁之間的該距離調整成來 自該第一導磁性構件之一磁通量僅穿過面對該接收線 圈及該激勵線圈之該導電性膜的一局部區域。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1241398 六、申請專利範圍

   •如申凊專利範圍第5項之渦電流損失測定感測态’其 中孩開口之一表面部分或該開口之一表面部分及接近 π亥開口的一區域之一表面部分係由具有高於该弟一導 磁性材料的一導磁性之一第三導磁性材料構成。 7. —種膜厚測定裝置，其包括： 一渦電流損失測定感測器，其包括一激勵/接收一 體型線圈，其係用於接收一高頻電流，勵磁一高頻磁 場’在作為一測定物件之一導電性膜上激勵一渦電 流’以及用於接收由該渦電流產生之一磁場及該高頻 磁場的一合成磁場，輸出該高頻電流，其受該渦電流 產生之一渦電流損失影響，該一渦電流損失測定感測 态進一步包括插入該激勵/接收一體型線圈内形成一 磁心的一第一導磁性構件，以及設置成包圍該第—導 磁性構件及該激勵/接收一體型線圈的一第二導磁性 構件； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該高頻電流，測定該渦電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該滿 電流損失測定感測器之間的該距離； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該滿電 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ABCD 1241398 六、申請專利範圍 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 之咸特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 特定電阻及該高頻電流之該電流值變化間的一相關 性’或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 咼頻電流之該相位變化間的一相關性；以及 一膜厚演算手段’其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚；且 該第一導磁性構件由一第一導磁性構件構成，該第 二導磁性構件由一第二導磁性構件構成並具有面對該 導電性膜的一表面，面對該導電性膜之該表面具有包 圍該第一磁性構件之一環形開口，以便面對該導電性 膜的該激勵/接收一體型線圈僅有一部分露出，面對 該導電性膜的該激勵/接收一體型線圈之一剩餘部分 由該第二導磁性構件覆蓋。 8.如申請專利範圍第7項之膜厚測定裝置，其中該開口 之一内壁對應該第一磁性構件之一表面的一部分，該 開口之該等内及外壁之間的該距離調整成來自該第一 導磁性構件之一磁通量僅穿過面對該激勵接收一體型 線圈之該導電性膜的一局部區域。 9·如申請專利範圍第7項之膜厚測定裝置，其中該開口 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1241398 as B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 之一表面部分或該開口之一表面邵分及接近该開口的 一區域之一表面部分係由具有高於該第二導磁性材料 的一導磁性之一第三導磁性材料構成。 10· —種膜厚測定裝置，其包括： 渦電流損失測定感測器’其包括一渦電流激勵線 圈，其係用於接收一高頻電流，勵磁一高頻磁場，在 作為一測定物件之一導電性膜上激勵一渦電流，以及 設置成由該渦電流激勵線圈纏繞的一接收線圈，其用 於接收由該渦電流產生之一磁場及該高頻磁場的一合 成磁場，輸出該高頻電流，其受該渦電流產生之一渦 電流損失影響，該一渦電流損失測定感測器進一步包 括插入該接收線圈内形成一磁心的一第一導磁性構 件，設置成包圍該第一導磁性構件、該接收線圈及該 渦電流激勵線圈的一第二導磁性構件； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該高頻電流’測定該渦電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化’輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渴 電流損失測定感測器之間的該距離； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該滿電 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A B c D 1241398 六、申請專利範圍 之該特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 特定電阻及該高頻電流之該電流值變化間的一相關 性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 高頻電流之該相位變化間的一相關性；以及 一膜厚演算手段，其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚；且 該第一導磁性構件由一第一導磁性構件構成，該第 二導磁性構件由一第二導磁性構件構成並具有面對該 導電性膜的一表面，面對該導電性膜之該表面具有包 圍該第一磁性構件之一環形開口，以便面對該導電性 膜的孩接收線圈僅有一部分露出，面對該導電性膜的 違接收線圈之一剩餘邵分及面對該導電性膜的該激勵 線圈之一部分由該第二導磁性構件覆蓋。 11.如申请專利範圍第1 〇項之膜厚測定裝置，其中該開口 之一内壁對應該第一磁性構件之一表面的一部分，該 開口之該等内及外壁之間的該距離調整成來自該第二 導磁性構件之一磁通量僅穿過面對該接收線圈及該激 勵線圈之該導電性膜的一局部區域。 12·如申請專利範圍第丨〇項之膜厚測定裝置，其中該開口 < 一表面部分或1¾開口之一表面部分及接近該開口的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1241398 - IDO C8 D8 六、申請專利範圍 一區域之一表面部分係由具有高於該第二導磁性材料 的一導磁性之一第三導磁性材料構成。 13. —種膜厚測定裝置，其包括： 一滿電流損失測定感測器，其包括一激勵/接收一 體型的空芯線圈，其係用於接收一高頻電流，勵磁一 高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性膜上激勵一 滿電流’同時接收由該滿電流產生之一磁場及該南頻 磁場的一合成磁場，輸出該高頻電流，其受該渦電流 產生之一渦電流損失影響； 一支撐台，其係支撐該導電性膜成膜於其上的一基 板； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該高頻電流，測定該渦電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離，該距離測定手段 包括一雷射位移感測器，其係設置在該空芯線圈上 方，用以發射一雷射光，使該雷射光經由該空芯線圈 之一空芯射入該導電性膜的該表面上，接收經由該空 芯的光線，該光線自該導電性膜反射； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該渦電 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A BCD 1241398 六、申請專利範圍 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 之該特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 特定電阻及該高頻電流之該電流值變化間的一相關 性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 高頻電流之該相位變化間的一相關性； 一膜厚演算手段，其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚；以及 一距離測定誤差修正手段，其係用於驅動該雷射位 移感測器測定該距離，以及提供一控制手段，用以控 制該支撐台及該渦電流損失測定感測器，其係依據該 距離測定誤差修正手段，保持該渦電流損失測定感測 器及該導電性膜之間的一實質恆定距離。 14. 一種膜厚測定裝置，其包括： 一滿電流損失測定感測器’其包括一激勵/接收一 體型的空芯線圈，其係用於接收一高頻電流，勵磁一 兩頻磁場，在作為一測定物件之一導電性膜上激勵一 滿電流’同時接收由該滿電流產生之一磁場及該高頻 磁場的一合成磁場，輸出該高頻電流，其受該滿電流 產生之一渦電流損失影響； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1241398 - JtSo C8 D8 六、申請專利範圍 測定感測裔輸出的該南頻電流5測定該滿電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離，該距離測定手段 包括一雷射位移感測器，其係設置在該空芯線圈上 方，用以發射一雷射光，使該雷射光經由該空芯線圈 之一空芯射入該導電性膜的該表面上，接收經由該空 芯的光線，該光線自該導電性膜反射； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該渦電 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 之該特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 特定電阻及該高頻電流之該電流值變化間的一相關 性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 高頻電流之該相位變化間的一相關性； 一膜厚演算手段，其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚；以及 一距離測定誤差修正手段，其係用於在該導電性膜 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1241398

   之該膜厚的該測定前，驅動該雷射位移感測器測定該 距離’並修正該測定距離之一測定誤差；且 該膜厚演算手段依據該距離測定誤差修正手段修正 之該測定距離來修正該算出膜厚值。 15.—種膜厚測定裝置，其包括： -滿電流損失測定感測器，其包括一滿電流激勵線 圈，其係用於接收一高頻電流，勵磁一高頻磁場，在 作為一測定物件之一導電性膜上激勵一渦電流，以及 設置成由該渦電流激勵線圈纏繞的一空芯接收線圈， 其用於接收由該渦電流產生之一磁場及該高頻磁場的 一合成磁場，輸出該高頻電流，其受該渦電流產生之 一渦電流損失影響； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該高頻電流，測定該渦電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離，該距離測定手段 包括一雷射位移感測器，其係設置在該空芯線圈上 方，用以發射一雷射光，使該雷射光經由該空芯線圈 之一空芯射入該導電性膜的該表面上，接收經由該空 芯的光線，該光線自該導電性膜反射； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該渦電 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1241398 - C8 D8 六、申請專利範園 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 之該特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 特定電阻及該高頻電流之该電流值變化間的一相關 性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 高頻電流之該相位變化間的一相關性；以及 一膜厚演算手段，其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚。 16·如申請專利範圍第1 5項之膜厚測定裝置，其進一步包 含一距離測定誤差修正手段，其係用於在該導電性膜 之該膜厚的該測定前，驅動該雷射位移感測器測定該 距離，並修正該測定結果之一測定誤差， 其中該控制手段依據該測定距離控制該支撐台移動 手段及該感測器移動手段，其係藉由該距離測定誤差 修正手段修正，以便該滿電流損失測定感測咨掃描該 導電性膜上，同時保持該渦電流損失測定感測器及該 導電性膜之間一實質上恆定的距離。 17.如申請專利範圍第1 5項之膜厚測定裝置，其進一步包 含一距離測定誤差修正手段，其係用於在该導電性膜 之該膜厚的該測定前，驅動該雷射位移感測器測定該 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 8 8 8 8 A B c D 1241398 六、申請專利範圍 距離，並修正該測定結果之一測定誤差， 其中該膜厚演算手段依據該距離測定誤差修正手段 修正之該測定距離來修正該算出膜厚值。 18.—種膜厚測定裝置，其包括： 一渦電流損失測定感測器，其係用於接收一高頻電 流，勵磁一高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性 膜上激勵一渦電流，同時接收由該渦電流產生之一磁 場及該向頻磁場的· 合成磁場，輸出該1¾頻電流’其 受該渦電流產生之一渦電流損失影響； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該高頻電流，測定該渦電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離，該距離測定手段 包括一電容式位移感測器，其具有鄰近該渦電流損失 測定感測器而設置的一測定電極’依據該電極及該導 電性膜之間的一靜電電容來測定該距離； 一記憶體，其係用於儲存一測定資料，表示該渦電 流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離、該高 頻電流之該頻率、該導電性膜之該膜厚、該導電性膜 之該特定電阻及該渦電流損失測定感測器之該阻抗變 化間的一相關性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 8 8 8 8 A B c D 1241398 六、申請專利範圍 特定電阻及該高頻電流之該電流值變化間的一相關 性，或者該距離、該頻率、該膜厚及該特定電阻、該 高頻電流之該相位變化間的一相關性；以及 一膜厚演算手段，其係藉由比較所測定之該渦電流 損失測定感測器的該阻抗變化、所測定之該高頻電流 的該電流值變化或所測定之該高頻電流的該相位變化 與儲存於該記憶體内的該測定資料，算出該導電性膜 之該膜厚；且 該測定電極設置成該測定電極之該底面貪質上配置 在該渦電流損失測定感測器之該底面的該相同平面 内。 19. 如申請專利範圍第1 8項之膜厚測定裝置，其中該測定 電極係一高電阻材料的一薄膜電極。 20. 如申請專利範圍第1 9項之膜厚測定裝置，其中該測定 電極具有複數個電極片。 21. 如申請專利範圍第2 0項之膜厚測定裝置，其中該測定 電極具有包圍該渦電流損失測定感測器的一環狀。 22. 如申請專利範圍第2 1項之膜厚測定裝置，其中該測定 電極之該外徑實質上等於藉由該渦電流損失測定感測 器在該導電性膜上所激勵之該渦電流產生之一渦電流 損失之一區域之該直徑。 23. 如申請專利範圍第2 2項之膜厚測定裝置，其中該測定 電極之該内徑選擇成藉由該電流損失測定感測器在該 測定電極内激勵之該渦電流小至可在測定内忽略，且 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A BCD 1241398 々、申請專利範圍 該測定電極具有可測定該測定電極及該導電性膜間該 靜電電容的一表面積。 24. —種膜厚測定方法，其使用一膜厚測定裝置，其具有 一滿電流損失測定感測器，用以勵磁一高頻磁場，在 作為一測量目標之一導電性膜上激勵一渦電流，同時 偵測該渦電流產生之一渦電流損失，以及一距離測定 手段，該方法包括’· 一距離測定步驟，其係以該距離測定手段測定該渦 電流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離； 一渦電流損失測定步驟，其係提供高頻電流至該渦 電流損失測定感測器，激勵該高頻磁場，在該導電性 膜上激勵一渦電流，依據自該渦電流損失測定感測器 輸出之該高頻電流測定該渦電流損失測定感測器之該 阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化或該高頻電流 之該相位變化；以及 一第一算出步驟，其依據該阻抗變化及該渦電流損 失測定感測器及該導電性膜之間的該距離，或該高頻 電流之該電流值變化及該渦電流損失測定感測器及該 導電性膜之間的該距離，或該高頻電流之該相位變化 及該渦電流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距 離算出該導電性膜之該膜厚；以及 一第一修正步驟，其係用以修正該膜厚值，該膜厚 值在該第一算出步騾獲得，其係依據該距離及該阻抗 間的該關係，或該距離及該高頻電流之該電流值間的 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 1241398 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 該關係，或該距離及該高、、、 係。 及'机艾孩相位間的該關 25. 如申請專利範圍第24嚷之膜厚測定方法 、、 測定手段包括-光學位移感測器，其進…：：離 離敎誤差修正步驟，其在該導電性 測疋前驅動該光學位移感剛器測定該距：二: 測定結果之一測定誤差， 並^正该 該膜厚算出步驟包括依據該距離測 所修正之該測定距離修正該算出膜厚值之―:;步驟 26. 如申請專利範圍第24項之膜厚 疋方法’並中讀供咖 流測定感測器包括一空芯線圈， 、甲以馮兒 该距離測定手段包括一雷斯 、 两射位移感測器，其設置於 該空芯線圈上方，用以發射一雷射光兩 由該空芯線圈之一空芯射入哕 d田、’'經 八4導電性膜的該表面上， 要、、至Ή芯的光線，該光線自該導電性膜反射， 以及 該距離測定步驟及該滿電流損失測定步驟平行地同 時執行。 27·如申請專利範圍第24項之膜厚剛定方法，纟中該距離 測定手段包括-電容式位移感測器，其具有鄰近該源 電流損失測足感測器而設置的—測定電極，依據該電 極及該導電性膜之間的一靜電電容來測定該距離，以 及 該距離測定步驟及該滿電流損失測定步騾平行地同 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1241398 π、申請專利範圍

   時執行。 28·如申請專利範圍第2 4項之膜厚測定方法，其在該渦電 流損失測定步驟前進一步包含一參考值測定步騾，其 係在不受該渦電流損失影響的一區域，提供該高頻電 流至該渦電流損失測定感測器内，依據自該渦電流損 失測定感測器輸出之該高頻電流，其作為一測定參考 值’測定該渦電流損失測定感測器之一阻抗、該高頻 電流之一電流值或該高頻電流之一相位， 該膜厚算出步驟包括一第二修正步驟，其依據該測 足參考值修正該膜厚之該值，該膜厚之該值係在該第 一算出步騾獲得。 29·如申請專利範圍第28項之膜厚測定方法，其中不受該 滿電流影響之該區域内預先準備一參考導電性膜，該 參考導電性膜作為一測定參考，並具有一預定膜厚， 以及 遠參考值測定步驟為測定作為該測定參考值之該滿 電流損失測定感測器之該阻抗、該高頻電流之該電流 值或該高頻電流之該相位之一步騾，該阻抗、該電流 值及該相位係在該參考導電性膜成膜之一區域内測 定。 30.如申請專利範圍第2 4項之膜厚測定方法，並+、、 乃，无具中孩膜厚 測定裝置進一步包含一支撐台，其支撐該導電性膜成 膜的一基板，以及 該渦電流損失測定步驟包括一控制步驟，並 ·+ ，、係控制 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 χ 297公嫠) 1241398 益 C8 D8 六、申請專利範圍 ^ 一 一 该支接台及该滿電流拍失測足感測器之間的一相對位 置關係，以便該距離依據該距離測定步驟之該測定結 果實質上恆定。 31·如申請專利範圍第24項之膜厚測定方法，其平行於該 導電性膜之該成膜蝕刻或研磨步驟執行。 32.如申請專利範圍第24項之膜厚測定方法，其進一步包 含控制該高頻電流之該頻率的一步驟。 3 3.如申請專利範圍第2 4項之膜厚測定方法，其中該導電 性膜係在包括一導電性材料之一電路圖案或一底層導 電性膜之上方成膜，以及 該膜厚測定方法包括一預先算出步驟，其係將該電 路圖案或該底層導電性膜之一膜厚值作為下層膜厚 值’ 一鼻出步驟’其係於1^亥導電性膜之該成膜過程中 或之後算出該下層膜厚值及該導電性膜之膜厚值的一 合計膜厚值，以及一減算步騾，其係自該算出合計膜 厚值中減去該下層膜厚值。 34· —種電腦可讀取之記錄媒體，用於一膜厚測定裝置 内，其包括一渦電流損失測定感測器，用以勵磁一高 頻磁場’在作為一測量目標之一導電性膜上激勵一渦 電流’以及偵測該渦電流產生之一渴電流損失，一距 離測定手段及一電腦，該電腦可讀取之記錄媒體包括 記錄於其中的一程式，用於使該電腦可執行一膜厚測 定方法，其包括： 一距離測定步騾，其係以該距離測定手段測定該渦 -17- 本紙張尺I適i中關家標準「CNS) A4規格(21。X 297公董) 一 1241398 A8 Βδ 申請專利範圍 電流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距離； 一渦電流損失測定步騾，其係提供高頻電流至該渦 電流損失測足感測器，激勵該高頻磁場，在該導電性 膜上激勵一渦電流，依據自該渦電流損失測定感測器 輸出之該高頻電流測定該渦電流損失測定感測器之該 阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化或該高頻電流 之該相位變化； 一第一异出步驟’其依據該阻抗變化及該渦電流損 失測足感測器及該導電性膜之間的該距離，或該高頻 電流之孩電流值變化及該渦電流損失測定感測器及該 導電性膜之間的該距離，或該高頻電流之該相位變化 及該滿電流損失測定感測器及該導電性膜之間的該距 離算出該導電性膜之該膜厚；以及 一第一修正步驟，其係用以修正該膜厚值，該膜厚 值在該第一算出步驟獲得，其係依據該距離及該阻抗 間的該關係，或該距離及該高頻電流之該電流值間的 該關係，或該距離及該高頻電流之該相位間的該關 係。 35.如申請專利範圍第3 4項之記錄媒體，其中該距離測定 步騾及該渦電流損失測定步驟平行地同時執行。 36·如申請專利範圍第3 4項之記錄媒體，其中該膜厚測定 方法進一步包含一距離測定誤差修正步驟，其係在該 導電性膜之該膜厚的該測定前測定該距離，並修正該 測定距離之一測定誤差，以及 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 8 8 8 8 A B c D 1241398 々、申請專利範圍 該膜厚算出步驟包括一第二修正步驟，其係依據該 距離測定誤差修正步驟所修正之該測定距離修正該算 出膜厚值。 37.—種膜厚測定裝置，其包括： 一渦電流損失測定感測器，其接收一高頻電流，勵 磁一高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性膜上激 勵一渦電流，且其輸出該高頻電流，其受該渦電流產 生之一渦電流損失之影響； 一支撐台，其支撐該導電性膜成膜於其上的一基 板； 一渦電流損失測定手段，其偵測自該渦電流損失測 定感測器輸出的該高頻電流，測定該渦電流損失測定 感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化或 該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為表 示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其測定該導電性膜及該渦電流損 失測定感測器之間的該距離； 一膜厚演算手段，其係根據該導電性膜之該膜厚及 該渦電流損失測定手段之該測定結果間的一關係，算 出該導電性膜之該膜厚；以及 一控制手段，其為保持該渦電流損失測定感測器及 該導電性膜之間的一實質上恆定的距離，對該距離測 定手段作出反應，控制該支撐台及該渦電流損失測定 感測器之間的一相對位置關係。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1241398 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 38.—種膜厚測定裝置，其包括： 一渦電流損失測定感測器，其接收一高頻電流，勵 磁一高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性膜上激 勵一滿電流5且其輸出該南頻電流’其受該、/尚電流產 生之一渦電流損失之影響； 一渦電流損失測定手段，其偵測自該渦電流損失測 定感測器輸出的該兩頻電流’測定該滿電流損失測定 感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化或 該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為表 示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離；以及 一膜厚演算手段，其係根據該導電性膜之該膜厚及 該渦電流損失測定手段之該阻抗變化間的一關係、該 導電性膜之該膜厚及該渦電流損失測定手段之該電流 值變化間的一關係或該導電性膜之該膜厚及該渦電流 損失測定手段之該相位變化間的一關係算出該導電性 膜之該膜厚，該膜厚演算手段對該距離測定手段之該 測定結果作出反應，依據該渦電流損失測定手段之該 阻抗變化及該導電性膜與該渦電流損失測定感測器之 間的該距離間的一相關性、該渦電流損失測定手段之 該電流值變化及該導電性膜與該渦電流損失測定感測 器之間的該距離間的一相關性或該渦電流損失測定手 段之該相位變化及該導電性膜與該渦電流損失測定感 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1241398 A B c D 申請專利範圍 /貝1态之間的該距離間的一相關性修正該算出膜厚。 39.如申清專利範圍第3 8項之膜厚測定裝置，其進一步包 含一頻率控制手段，用於控制該高頻電流之該頻率， 以便孩南頻電流之該頻率依據該高頻電流之該頻率、 ▲導電性膜之該膜厚及該膜厚測定裝置之該解析度間 的一關係，隨該導電性膜之一期望膜厚變化。 40·如申請專利範圍第3 8項之膜厚測定裝置，其中該支撐 台由一絕緣材料或具有一小傳導性的一材料構成，以 便接收該咼頻磁場時僅有一少量渦電流產生，其可忽 略。 41. 如申請專利範圍第3 8項之膜厚測定裝置，其進一步包 含一控制手段’其將該渦電流損失測定感測器移動至 一區域，其中實質上不受該渦電流之影響， 該涡電流損失測定手段測定其中實質上不受該渦電 流影響之該區域内的該渦電流損失測定感測器之該陴 抗、該高頻電流之該電流值或該高頻電流之該相位， 輸出該測定結果，其作為一測定參考值；以及 該膜厚演算手段依據該測定參考值進一步修正該算 出膜厚值。 42. 如申請專利範圍第38項之膜厚測定裝置，其進一步包 含一支撐台移動手段，其係用以移動該支撐台，以及 一感測器移動手段，其係用以移動該渦電流損失測定 感測器， 其中該控制手段控制該支撐台移動手段及/或/感 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   1241398六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8

   測器移動手段，以便與該導電性膜之一成膜、飿刻： 研磨方法平行地使用該渦電流損失測定感測器掃捣二、 導電性膜，以及 Λ 該膜厚演算手段接收該距離測定手段之該丨則定奸 果，修正該算出膜厚值。 43. 如申請專利範圍第38項之膜厚測定裝置，其包含複數 個該等渦電流損失測定感測器。 44. 如申請專利範圍第3 8項之膜厚測定裝置，其中該滿兩 泥損失測定感測器設置成面對作為該測量目標之該導 電性膜成膜、蚀刻或研磨的一表面，或設置成面對一 基板表面，其係在作為該測量目標之該導電性膜成 膜、蝕刻或研磨的一表面之該反面上，或設置成面對 作為該測量目標之該導電性膜成膜、蝕刻或研磨的— 表面及在作為該測量目標之該導電性膜成膜、蝕刻或 研磨的一表面之該反面上的一基板表面兩者。 45. 如申請專利範圍第38項之膜厚測定裝置，其中該膜厚 演算手段平行地執行算出該導電性膜之該膜厚及該算 出膜厚之修正。 46. —種膜厚測定裝置，其包括： -滿電流損失測定感測器，其係用以接收一高頻電 流，勵磁一高頻磁場，在作為一測定物件之一導電性 膜上激勵-濁電流，並輸出該高頻電流，其受該滿電 流產生之一渦電流損失之影響； 一感測器移動手段，其係用於移動該滿電流損失剛 -22·

   A B c D 1241398 六、申請專利範圍 定感測器； 一渦電流損失測定手段，用於偵測自該渦電流損失 測定感測器輸出的該南頻電流’測定該、/1¾電流損失測 定感測器之該阻抗變化、該高頻電流之該電流值變化 或該高頻電流之該相位變化，輸出該測定變化，作為 表示該渦電流損失之該大小的資料； 一距離測定手段，其係用於測定該導電性膜及該渦 電流損失測定感測器之間的該距離； 一控制手段，其係依據該距離測定手段之該測定 結果控制該支撐台及該渦電流損失測定感測器之間的 一相對位置關係；以及 一膜厚演算手段，其係根據該導電性膜之該膜厚及 該渦電流損失測定手段之該阻抗變化間的一關係、該 導電性膜之該膜厚及該渦電流損失測定手段之該電流 值變化間的一關係或該導電性膜之該膜厚及該渦電流 損失測定手段之該相位變化間的一關係算出該導電性 膜之該膜厚；且 該控制手段控制該感測器移動手段驅動該渦電流損 失測定感測器，以便在該導電性膜之該測定前使用該 渦電流損失測定感測器掃描該導電性膜，該距離測定 手段在該導電性膜之該測定前在掃描過程中測定該傳 導性膜及該渦電流損失測定感測器之間的該距離，輸 出該導電性膜及該渦電流損失測定感測器之間的該距 離之該變化，該膜厚測定演算手段參考該導電性膜及 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) !241398 λβ B8

   該渦電流損失測定感測器之間的該距離之該輸出變化 在该導電性膜之該膜厚的該測定過程中修正該出 厚值，其係根據該導電性膜及該滿電流損失測定感測 器之間的該距離之該變化及該渦電流損失測定手段之 該阻抗變化間的一相關性、該導電性膜及該渦電流損 失測定感測器之間的該距離之該變化及該渦電流損失 測定手段之該電流值變化間的一相關性或該導電性膜 及該满電流損失測定感測器之間的該距離之該變化及 該渦電流損失測定手段之該相位變化間的一相關性。 47.如申請專利範圍第46項之膜厚測定裝置，其中該滿電 流損失測定感測器包括一激勵接收一體型的空芯線 圈’其係用於接收一高頻電流，勵磁一高頻磁場，在 作為一測定物件之一導電性膜上激勵一渦電流，同時 接收由該渦電流產生之一磁場及該高頻磁場的一合成 磁場，輸出該高頻電流，其受該渦電流產生之一渦電 流損失影響，以及 該距離測定手段包括一雷射位移感測器，其設置於 該空芯線圈上方，用以發射一雷射光，使該雷射光經 由該空芯線圈之一空芯射入該導電性膜的該表面上， 接收經由該空芯的光線，該光線自該導電性膜反射。 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)