TWI495845B - 量測裝置與量測薄膜的厚度的方法 - Google Patents

量測裝置與量測薄膜的厚度的方法 Download PDF

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量測裝置與量測薄膜的厚度的方法
本發明係有關於量測裝置與量測薄膜的厚度的方法，特別係有關於應用在半導體領域的量測裝置與量測薄膜的厚度的方法。
在某些情況中，必須量測一測試結構例如塊材在不同位置的厚度。特別當要量測測試結構之非外緣，亦即內側部分的厚度時，往往需要將測試結構剖開，讓測試結構之內側的部分顯露，以方便量測厚度。
舉例來說，在半導體製程中，濺鍍靶材在使用一段時間後，其表面並不會呈現平整的狀態，相反地，不同位置的厚度係有高低起伏。光是量測靶材外緣的厚度仍不足以推知整體的消耗量，因此無法精確的判斷何時該更換新的靶材並監控製程。而利用一般的方法量測靶材的厚度分佈，必須破壞靶材的結構，造成靶材無法再次使用，使得製造成本提高。
本發明係有關於量測裝置與量測薄膜的厚度的方法。能夠在不破壞測試結構的情況下，量測出測試結構不同位置的厚度。
提供一種量測裝置，用以量測測試結構的厚度。量測裝置包括量測元件。量測元件用以在與測試結構之上表面碰觸的同時，量測測試結構的厚度。
提供一種量測薄膜的厚度的方法，包括以下步驟。利用量測裝置量測測試結構的厚度。測試結構具有基座與位於基座上的薄膜。量測裝置包括量測元件。量測元件用以在與測試結構之上表面碰觸的同時，量測測試結構的厚度。將量測出之測試結構的厚度減掉基座的厚度以得到薄膜的厚度。
實施例中，用以量測測試結構的厚度的量測裝置係包括量測元件，量測元件係用以在與測試結構之上表面碰觸的同時，量測測試結構的厚度。測試結構並不需要被破壞即可量測不同位置的厚度，因此量測完厚度之後的測試結構可完整地繼續使用。
舉例來說，當測試結構具有基座與位於基座上的薄膜，例如為半導體製程中使用的濺鍍靶材，薄膜的厚度可藉由將量測出之測試結構的厚度減掉已知之基座的厚度來得到。因此靶材在量測厚度之後可以繼續利用在製程中，而厚度的結果也幫助操作者了解靶材的消耗情況、製程穩定性，並判斷製程是否發生變異，以即時監控製程。此外，實施例中量測薄膜的厚度的方法簡單、不具破壞性、成本低。
以下例舉數個實施例作說明。
<第一實施例>
第1圖繪示第一實施例中量測裝置的立體透視圖。量測裝置可包括一安置座2，包括相互鄰接的第一安置元件4與第二安置元件6。第一安置元件4與第二安置元件6可實質上互相垂直地設置。
量測元件8係配置在第一安置元件4上。測試結構10係配製置在第二安置元件6上。固定元件12可固定在第二安置元件6上，用以卡止測試結構10在第二安置元件6上的位置不會移動。
量測元件8可包括第一滑接部14例如滑塊，與互相鄰接的第一移動件16及第二移動件18。第一滑接部14係固定在第一安置元件4上。第一移動件16包括第二滑接部20例如滑塊。第一滑接部14與第二滑接部20互相嵌合，更詳細地來說，第一滑接部14的凸出結構與第二滑接部20的凹口結構互相嵌合，使得第一移動件16可跟著第二滑接部20沿著第一滑接部14之延伸的第一方向移動。舉例來說，第一方向實質上為X軸方向。
第二移動件18包括互相鄰接的第三滑接部22、接觸部份24與紀錄部份26。第三滑接部22例如為滑塊。第三滑接部22與第二滑接部20嵌合，更詳細地舉例來說，第三滑接部22的凹口結構與第二滑接部20的凸出結構嵌合，使得第二移動件18可跟著第三滑接部22沿著第二方向移動。於實施例中，第二方向不同於第一方向。舉例來說，第二方向實質上為Z軸方向。
第二移動件18的接觸部份24係用以與測試結構10的上表面接觸。接觸部份24例如是穿過第三滑接部22之穿孔並固定在第三滑接部22的不繡鋼柱狀物。第二移動件18的紀錄部份26用以紀錄第二移動件18移動的情況。於實施例中，紀錄部份26包括書寫結構，例如鋼筆、鉛筆、原子筆、觸控筆等等。書寫結構係與第一安置元件4接觸，以將第二移動件18移動的情況紀錄在第一安置元件4上。
於實施例中，量測測試結構10的厚度的方法，係使紀錄部份26的書寫結構與第一安置元件4(例如設置在表面的紙張、觸控面板等等)接觸。使第二移動件18藉由自體重量，沿著第二方向(例如Z軸由上至下的方向)往測試結構10的上表面移動，使得接觸部份24接觸到測試結構10的上表面。藉由嵌合的第一滑接部14與第二滑接部20，並施力使第一移動件16沿著第一方向(例如X軸由左至右的方向)移動，以帶動第二移動件18往第一方向移動。其中，在第二移動件18往第一方向移動同時，接觸部份24與測試結構10接觸的部分的厚度變化，係使得第二移動件18沿著第二方向移動。第二移動件18移動的同時，紀錄部份26將移動的情況紀錄在第一安置元件4上。根據紀錄的結果可得到測試結構的厚度。
於一實施例中，測試結構10係具有基座與位於基座上的薄膜，例如為半導體製程中使用的濺鍍靶材。薄膜的厚度可藉由將量測出之測試結構10的厚度減掉已知之基座的厚度來得到。利用實施例之量測裝置，可在不破壞靶材的情況下得到不同位置的厚度。於實施例中，可以利用標準的測試結構10例如全新未使用(紀錄出的曲線為平整的水平線)且規格已知的濺鍍靶材來校正量測裝置，以得到精確的量測結果。
<第二實施例>
第2圖繪示第二實施例中量測裝置的立體透視圖。第一實施例中的量測裝置與第二實施例中的量測裝置的不同處在於，第二移動件118的第三滑接部122係利用卡止元件130卡固於第一移動件116的第二滑接部120，使得第二移動件118的第三滑接部122無法延著第二方向(例如實質上為Z軸方向)移動，亦即，第二移動件118的第三滑接部122係固定在Z軸方向上的特定位置。第2圖中的深度規140係取代第1圖中的接觸部份24。深度規140包括殼體142、與穿出殼體142的壓針144。深度規140亦可稱作千分表，並可為電子式或機械式儀器。第1圖所示第一實施例中的紀錄部份26係省略。
於實施例中，量測測試結構110的厚度的方法，係藉由將深度規140的壓針144穿過第二移動件118之第三滑接部122的穿孔，將深度規140的殼體142卡止固定在第三滑接部122的上表面。穿過第三滑接部122的壓針144係與測試結構110的上表面接觸。由於殼體142藉由第三滑接部122固定在第二方向上特定的位置，因此測試結構110的厚度的改變影響壓針144的位移程度，使得深度規140能讀出測試結構110的厚度。
再者，藉由嵌合的第一滑接部114與第二滑接部120，並施力使第一移動件116沿著第一方向(例如X軸由左至右的方向)移動，以帶動第二移動件118往第一方向移動。其中，藉由移動第二移動件118，深度規140得以量測到測試結構110沿著第一方向上不同位置的厚度。
於一實施例中，測試結構110係具有基座與位於基座上的薄膜，例如為半導體製程中使用的濺鍍靶材。薄膜的厚度可藉由將量測出之測試結構110的厚度減掉已知之基座的厚度來得到。利用實施例之量測裝置，可在不破壞靶材的情況下得到不同位置的厚度。於實施例中，可以利用標準的測試結構110例如全新未使用(紀錄出的曲線為平整的水平線)且規格已知的濺鍍靶材來校正量測裝置，以得到精確的量測結果。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2．．．安置座
4．．．第一安置元件
6．．．第二安置元件
8．．．量測元件
10、110‧‧‧測試結構
12‧‧‧固定元件
14、114‧‧‧第一滑接部
16、116‧‧‧第一移動件
18、118‧‧‧第二移動件
20、120‧‧‧第二滑接部
22、122‧‧‧第三滑接部
24‧‧‧接觸部份
26‧‧‧紀錄部份
130‧‧‧卡止元件
140‧‧‧深度規
142‧‧‧殼體
144‧‧‧壓針
第1圖繪示一實施例中量測裝置的立體透視圖。
第2圖繪示一實施例中量測裝置的立體透視圖。
2．．．安置座
4．．．第一安置元件
6．．．第二安置元件
8．．．量測元件
10．．．測試結構
12．．．固定元件
14．．．第一滑接部
16．．．第一移動件
18．．．第二移動件
20．．．第二滑接部
22．．．第三滑接部
24．．．接觸部份
26．．．紀錄部份

Claims (3)

  1. 一種量測裝置，用以量測一測試結構的厚度，該量測裝置包括：一安置座，包括一第一安置元件；以及一量測元件，用以在與該測試結構之上表面碰觸的同時，量測該測試結構的厚度，該量測元件包括：一第一移動件，可沿著一第一方向移動；一第二移動件，與該第一移動件互相鄰接，且可沿著一第二方向移動，該第二方向與該第一方向不同；及一第一滑接部，固定在該第一安置元件上，其中該第一移動件包括一第二滑接部，該第一滑接部與該第二滑接部互相嵌合，使得該第二滑接部可沿著該第一滑接部的延伸方向移動；該第二移動件包括互相鄰接的一第三滑接部、一接觸部份與一紀錄部份，該第三滑接部與該第二滑接部嵌合，使得該第三滑接部可沿著該第二方向移動，該接觸部份用以與該測試結構的上表面接觸，該紀錄部份用以紀錄該第二移動件移動的情況。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中該紀錄部份係與該第一安置元件接觸。
  3. 一種量測薄膜的厚度的方法，包括：利用一量測裝置量測一測試結構的厚度，其中該測試結構具有一基座與位於該基座上的一薄膜，該量測裝置包括：一安置座，包括一第一安置元件；以及 一量測元件，用以在與該測試結構之上表面碰觸的同時，量測該測試結構的厚度，該量測元件包括：一第一滑接部，固定在該第一安置元件上；一第一移動件，可沿著一第一方向移動，該第一移動件包括一第二滑接部，該第一滑接部與該第二滑接部互相嵌合；及一第二移動件，與該第一移動件互相鄰接，且可沿著一第二方向移動，該第二方向與該第一方向不同，該第二移動件包括互相鄰接的一第三滑接部、一接觸部份與一紀錄部份，該第三滑接部與該第二滑接部嵌合；使該第二移動件藉由自體重量，沿著該第二方向往該測試結構的上表面移動，使得該接觸部份接觸到該測試結構的上表面；使該第一移動件的該第二滑接部沿著該第一滑接部之延伸的該第一方向移動，以帶動該第二移動件往該第一方向移動，其中在該第二移動件往該第一方向移動同時，該接觸部份與該測試結構接觸的部分的厚度變化，係使得該第二移動件沿著該第二方向移動；使該紀錄部份與該第一安置元件接觸，以記錄該第二移動件移動的情況，以得到該測試結構的厚度；以及將量測出之該測試結構的厚度減掉該基座的厚度以得到該薄膜的厚度。
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