TWI756836B - 量測方法和半導體結構的形成方法 - Google Patents

量測方法和半導體結構的形成方法 Download PDF

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Abstract

根據本發明的一些實施例，提供一種量測方法。在一夾具上方安置一探針及一第一感測器，該夾具包含自該夾具突起之一桿。移動該探針，直至該探針之一第一表面與面向該夾具之該桿之一第二表面橫向對準。由該第一感測器獲得該桿之該第二表面與該第一感測器之間的一第一距離。在一磁控管上方安置該探針及該第一感測器。由該探針量測該磁控管上方不同高度處之磁場強度。根據本發明的一些實施例，亦提供一種用於形成一半導體結構之方法。

Description

量測方法和半導體結構的形成方法
本發明實施例係有關一種量測方法和半導體結構的形成方法。
隨著電子技術之進步，半導體裝置之大小不斷變小，同時提供更大功能且包含更多積體電路系統。歸因於半導體裝置之小型化尺度，大量半導體組件組裝於半導體裝置上。此外，在此一小半導體裝置內實施大量製造操作。
在製造半導體裝置之前，執行一製造設備之校準。為了製造穩定性及可重複性，製造設備之組件必須經受調諧或調整。可在半導體裝置之各者上重複實施製造操作，且可在半導體裝置上準確組裝半導體組件。然而，製造設備之校準取決於與製造設備之各組件之物理特性(即，尺寸、熱膨脹係數、壽命、硬度等等)相關聯之資料之準確性。因而，維持製造設備之穩定性及半導體裝置之製造可重複性會面臨挑戰。
因此，需要不斷修改及改良半導體裝置之製造及用於製造半導體裝置之製造設備。
根據本發明的一實施例，一種量測方法包括：在一夾具上方安置一探針及一第一感測器，該夾具包含自該夾具突起之一桿；移動該探針，直至該探針之一第一表面與面向該夾具之該桿之一第二表面橫向對準；由該第一感測器獲得該桿之該第二表面與該第一感測器之間的一第一距離；在一磁控管上方安置該探針及該第一感測器；及由該探針量測該磁控管上方不同高度處之磁場強度。
根據本發明的一實施例，一種量測方法包括：提供一夾具，該夾具包含安裝於該夾具上之一第一感測器及一參考桿；在該夾具上方移動一載體，其中一第二感測器及一探針安裝於該載體上；使該探針及該參考桿分別與該第一感測器及該第二感測器對準；由該第一感測器偵測該探針之一下表面；由該第二感測器記錄該第二感測器與該參考桿之間的一距離；在一磁控管上方移動該載體；基於由該第二感測器記錄之該距離來使該探針接近該磁控管；及在一向上方向上移動該探針以量測不同高度處之該磁控管之磁場強度。
根據本發明的一實施例，一種用於校準之設備包括：一桿及一第一感測器，其等自一夾具突起且安裝於該夾具上；一探針及一第二感測器，其等安裝於一載體上且安置於該第一感測器及該桿上方；一馬達，其經組態以控制該載體之移動；及一控制器，其電連接至該馬達且經組態以控制該馬達，其中可由該馬達使該載體在該夾具上方及朝向該夾具移動以使該探針及該第二感測器分別與該第一感測器及該桿對準。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文將描述元件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在限制。例如，在以下描述中，使一第一構件形成於一第二構件上方或一第二構件上可包含其中形成直接接觸之該第一構件及該第二構件之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成於該第一構件與該第二構件之間使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係為了簡單及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間的一關係。
此外，為便於描述，空間相對術語(諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及其類似者)在本文中可用於描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示。空間相對術語除涵蓋圖中所描繪之定向之外，亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。可依其他方式定向設備(旋轉90度或依其他定向)，且亦可因此解譯本文中所使用之空間相對描述詞。
如本文中所使用，儘管諸如「第一」、「第二」及「第三」之術語描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但此等元件、組件、區域、層及/或區段應不受限於此等術語。此等術語可僅用於使元件、組件、區域、層或區段彼此區分。除非內文明確指示，否則本文中所使用之諸如「第一」、「第二」及「第三」之術語不隱含一序列或順序。
儘管闡述本發明之廣泛範疇之數值範圍及參數係近似值，但應儘可能精確報告具體實例中所闡述之數值。然而，任何數值固有地含有由各自測試量測中所存在之標準差必然所致之特定誤差。此外，如本文中所使用，術語「實質上」、「大致」或「約」一般意謂在一般技術者可考量之一值或範圍內。替代地，如一般技術者所考量，術語「實質上」、「大致」或「約」意謂在平均值之一可接受標準差內。一般技術者應瞭解，可接受標準差可根據不同技術來變動。除在操作/工作實例中之外或除非另有明確說明，否則本文中所揭露之所有數值範圍、數量、值及百分比(諸如材料數量、持續時間、溫度、操作條件、數量比及其類似者之數值範圍、數量、值及百分比)應被理解為在所有例項中由術語「實質上」、「大致」或「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則本揭露及附隨申請專利範圍中所闡述之數值參數係可根據期望來變動之近似值。最後，各數值參數應至少鑑於所報告之有效數字之位數且藉由應用普通捨入技術來解釋。範圍在本文中可表示為自一端點至另一端點或介於兩個端點之間。除非另有說明，否則本文中所揭露之所有範圍包含端點。
本揭露係關於一種校準半導體設備(諸如物理汽相沈積(PVD)設備)之方法。PVD設備廣泛用於半導體製程中之薄膜沈積中。PVD設備之效能與PVD設備之兩個主要組件(即，磁控管及靶)緊密相關。由磁控管產生且圍繞靶之表面形成之一磁場在沈積操作中起重要作用。使用一磁感測器量測磁場，且需要在沈積操作期間維持磁控管與靶之間的一距離以對靶施加磁場之一所需強度。磁控管與靶之間的距離可根據不同沈積應用來變動，且因此必須在執行一PVD任務之前對腔室執行距離之手動檢測及校準。然而，當磁控管離開腔室時，磁控管之手動校準無法提供足夠效率及準確性。因此，沈積效能會降級。
可藉由實施一校準方法來解決上述問題。校準方法可包含：相對於磁控管之一表面映射一感測器之位置；由感測器獲得磁控管上方之若干參數(例如跨磁控管之表面之磁場、感測器與磁控管之間的距離等等)；記錄該等參數且基於參數來模型化一膜產生(磁控管上方不同高度處及跨磁控管之表面之磁場等等)；及基於模型化結果來選擇磁控管上方之一適合高度以在膜產生期間達成所要膜特性。
在一些實施例中，一種校準方法包含：使用一極座標系相對於一圓形磁控管之一表面映射一感測器之位置；量測圓形磁控管上方不同高度處及跨圓形磁控管之表面之磁場；及基於量測來選擇圓形磁控管上方之一適合高度；及接著基於選定高度將圓形磁控管安裝於一PVD腔室內部。
在一些實施例中，提供一種校準或量測方法以：自動偵測一磁感測器與一磁控管之一最小距離；量測磁控管上方不同高度處之一磁強度；及記錄磁控管之一頂面上方不同高度處之磁強度及距離。所記錄之距離用作判定磁控管與靶之間的一間隙之一近似大小之一參考。可將一人工智慧(AI)資料訓練方案併入至校準中，其中可透過AI資料訓練方法來提高使用一光學感測器或一壓力感測器之磁感測器之檢測效能。因此，可提高量測結果之資料可重複性及準確性。
圖1係根據本發明之一些實施例之一校準設備100之一示意圖。校準設備100包含一夾具101，其具有安裝於其上之一參考桿102及一第一感測器103。參考桿102自夾具101突起。在一些實施例中，第一感測器103亦自夾具101突起。在一些實施例中，夾具101可為用於固持第一感測器103及參考桿102之一板。在一些實施例中，夾具101可為一金屬板。在一些實施例中，參考桿102係安裝於夾具101上之一金屬棒。在一些實施例中，第一感測器103安裝於夾具101內且具有一頂面103a。在一些實施例中，第一感測器103具有一朝上感測方向。在一些實施例中，第一感測器103包含一或多種類型之感測器。在一些實施例中，第一感測器103可包含一光學感測器、一壓力感測器或其他適合類型之感測器。可根據不同應用來調整參考桿102之一組態。在圖1所展示之實施例中，參考桿102係一直桿；然而，其不受限於此。在其他實施例中，參考桿102可為呈一圓頂形之一圓形突起或一頂面102a。
校準設備100亦包含一載體111、一量測工具112及一第二感測器113。在一些實施例中，量測工具112及第二感測器113安裝於載體111上。在一些實施例中，載體111、量測工具112及第二感測器113安置於夾具101上方。在一些實施例中，載體111可為沿一第一方向Z延伸之一金屬板，如圖1中所展示。在一些實施例中，第二感測器113包含一或多種類型之感測器。在一些實施例中，第二感測器113包含一光學感測器及一壓力感測器之一或多者。
在一些實施例中，量測工具112經組態以量測一磁場強度。在一些實施例中，量測工具112包含自量測工具112突起之一探針112a。在一些實施例中，探針112a可為任何類型之磁場探針，諸如高斯(Gauss)探針或其類似者。在一些實施例中，探針112a沿第一方向Z自載體111突起。換言之，探針112a自載體111朝向夾具101突起。在一些實施例中，第二感測器113之一下表面113a實質上與載體111之一下表面111a共面。在一些實施例中，第二感測器113完全安置於載體111內。
校準設備100包含一或多個馬達。如圖1中所繪示，一或多個馬達包含一第一馬達121、一第二馬達122及一第三馬達123。第一馬達121經組態以使載體111、量測工具112及第二感測器113沿一第二方向Y移動。第二馬達122經組態以使載體111、量測工具112及第二感測器113沿一第三方向X移動。第三馬達123經組態以使載體111、量測工具112及第二感測器113沿第一方向Z移動。因此，載體111、量測工具112及第二感測器113可一起沿第一方向Z、第二方向Y或第三方向X移動。在一些實施例中，第一馬達121、第二馬達122及第三馬達123直接或間接連接至載體111。在圖1所展示之實施例中，載體111直接連接至第二馬達122，同時間接連接至第一馬達121及第三馬達123。
本揭露不受限於上文。在其他實施例中，可省略載體111。因此，量測工具112及第二感測器113可個別沿第一方向Z、第二方向Y及第三方向X移動。在一些實施例中，可個別控制量測工具112及第二感測器113之一位置或移動。在一些實施例中，可由第一馬達121沿第二方向Y獨立移動量測工具112及第二感測器113。在一些實施例中，可由第二馬達122沿第三方向X獨立移動量測工具112及第二感測器113。在一些實施例中，可由第三馬達123沿第一方向獨立移動量測工具112及第二感測器113。在一些實施例中，一第四馬達124安裝於載體111上以獨立於載體111及量測工具112控制第二感測器113之移動。
在一些實施例中，校準設備100亦包含使一操作者控制載體111、量測工具112及第二感測器113之移動之一使用者介面。在一些實施例中，校準設備100包含一中央處理單元(CPU)。來自使用者介面之一第一指令經發送至CPU且CPU產生經組態以控制載體111、量測工具112及第二感測器113之移動之一第二指令。在一些實施例中，第二指令經傳輸至第一馬達121、第二馬達122、第三馬達123及/或第四馬達124。在一些實施例中，校準設備100可包含經組態以與第一感測器103及第二感測器113通信之一軟體。軟體可整合校準設備100之硬體(例如，包含載體111、量測工具112、第二感測器113、第一馬達121、第二馬達122、第三馬達123等等)以執行一量測或校準方法。在一些實施例中，軟體用於控制該等硬體移動、向硬體發送命令、讀取及判定硬體之位置、獲得量測、載入實驗參數及/或自動收集資料。
本揭露亦提供使用校準設備100來量測一磁控管之一頂面上方不同高度處之磁控管之磁場強度的一方法。不同高度與來自磁控管之磁場強度相關。方法可獲得磁控管之頂面上方之一最佳高度。最佳高度處之一磁場分佈係最佳的。在由方法獲得最佳高度之後，可參考最佳高度在PVD操作期間使磁控管與一靶之間的一距離維持一最佳。因此，可由此PVD操作獲得以良好均勻性安置於一基板上之一膜。
在本發明之一些實施例中，提供一量測方法300。量測方法300包含圖2中所展示之若干操作301至304。圖3至圖14係繪示方法之不同階段中之夾具101、參考桿102、第一感測器103、載體111、量測工具112及第二感測器113的示意圖。另外，為了繪示，圖3至圖14及以下描述中繪示包含一光學感測器作為第一感測器103及一光學感測器作為第二感測器113之實施例，但本揭露不受限於此。
在一些實施例中，操作301包含圖3至圖6中所展示之若干階段。在操作301中，移動一探針112a，直至探針112a之一下表面112b與自一夾具101突起之一桿102之一頂面102a橫向對準，如圖6中所展示。參考圖3，提供或接收夾具101及載體111。在一些實施例中，參考桿102及第一感測器103安裝於夾具101上且自夾具101突起。在一些實施例中，量測工具112及第二感測器113安裝於載體111上。在一些實施例中，量測工具112之探針112a自載體111突起。
參考圖4，載體111在夾具101上方且朝向夾具101移動。在一些實施例中，量測工具112安置於第一感測器103上方，且第二感測器113安置於參考桿102上方。在一些實施例中，探針112a安置於第一感測器103之頂面103a上方，且第二感測器113之下表面113a安置於參考桿102之頂面102a上方。在一些實施例中，量測工具112與第一感測器103垂直對準，且第二感測器113與參考桿102垂直對準。在一些實施例中，在夾具101上方手動(例如，由一操作者)或自動(例如，由具有控制器之馬達)移動載體111。
在一些實施例中，第一感測器103經組態以偵測及定位探針112a。一旦探針112a由第一感測器103定位，則探針112a或載體111停在第一感測器103上方。在一些實施例中，第一感測器103向CPU發送信號，且當探針112a進入第一感測器103之一偵測範圍時，CPU指示及停止第一馬達121、第二馬達122及第三馬達123。在一些實施例中，第二感測器113經個別移動且可偵測及定位參考桿102。在一些實施例中，第二感測器113在其與參考桿102垂直對準時停止。
參考圖5，使載體111朝向夾具101移動。在一些實施例中，載體111朝向夾具101垂直移動。參考圖6，隨著載體111朝向夾具101移動，探針112a之下表面112b變得與參考桿102之頂面102a實質上共面。在夾具101上方垂直移動載體111，直至探針112a之下表面112b與參考桿102之頂面102a處於一相同位準。為了繪示，圖6中之虛線表示參考桿102之頂面102a之一延伸。在一些實施例中，當探針112a之下表面112b與參考桿102之頂面102a橫向對準或共面時，載體111停止。探針112a之下表面112b面向夾具101。在一些實施例中，下表面112b可不是一平坦表面，而是一圓形表面。在一些實施例中，參考桿102之頂面102a面向第二感測器113。在一些實施例中，參考桿102之頂面102a經設計為一平坦表面，但本揭露不受限於此。
在一些實施例中，載體111繼續朝向夾具101移動且可使探針112a之下表面112b低於參考桿102之上表面102a，如圖7中所展示。第一感測器103偵測到探針112a之下表面112b低於參考桿102之頂面102a，且一信號經發送至CPU以控制第三馬達123向上移動載體111，直至探針112a之下表面112b與參考桿102之頂面102a共面，如圖6中所展示。
為準確偵測到探針112a之下表面112b與參考桿102之頂面102a共面，根據第一感測器103之一讀取範圍來設計第一感測器103之頂面103a與參考桿102之頂面102a之間的一高度差H。
參考圖8，根據一些實施例，為了繪示，界定一中心讀數131。中心讀數131係第一感測器103之一讀取範圍132之一中心位置。中心讀數131係讀取範圍132之一半。在一些實施例中，讀取範圍132係約200 mm。在一些實施例中，中心讀數131位於與探針112a之下表面112b相距約100 mm之一位置處。在一些實施例中，第一感測器103之中心讀數C亦指稱零讀數。在一些實施例中，界定一第一位置133及一第二位置134。在一些實施例中，第一位置133位於與中心讀數131相距約Y mm、接近第一感測器103之一位置處，且第二位置134位於與中心讀數131約Y mm且遠離第一感測器103之一位置處。在一些實施例中，Y係大於零之一數字。
當一位置Pl與第一感測器103之間的一距離等於中心讀數131時，第一感測器103之一讀數係零，其接著可被計算或轉化為讀取範圍132之一半(例如100 mm)。當一位置P2低於位置P1且在第一感測器103之讀取範圍132內時，第一感測器103之一讀數係一負值，其接著可被計算為大於讀取範圍132之一半之第一感測器103與位置P2之間的一距離。類似地，當一位置P3高於位置P1且在第一感測器103之讀取範圍132內時，第一感測器103至位置P3之一讀數係一正值，其接著可用於計算小於讀取範圍132之一半之第一感測器103與位置P3之間的一距離。當一位置P4高於位置P1及第一位置133時，位置P4與第一感測器103之間的一距離不可用。類似地，當一位置P5低於位置P1及第二位置134時，位置P5與第一感測器103之間的一距離不可用。應注意，可根據不同應用及第一感測器103之一規格調整中心讀數131及讀取範圍132，且其不受限於此。
返回參考圖6，第一感測器103之頂面103a與參考桿102之頂面102a之間的高度差H經設計為在第一感測器103之讀取範圍132內。第一感測器103能夠偵測到探針112a之下表面112b與參考桿102之上表面102a共面。在一些實施例中，為了偵測及易於計算，將高度差H設計為實質上等於第一感測器103之中心讀數131。在一些實施例中，參考桿102之頂面102a最初界定為第一感測器103之零讀數。
在一些實施例中，如圖6中所展示般實施操作302。在操作302中，當探針112a之下表面112a與參考桿102之頂面102a共面時，第二感測器113與參考桿102之頂面102a之間的一距離D1由第二感測器113獲得或記錄為一參考讀數。在一些實施例中，在操作301之後實施操作302。
參考圖9，在量測方法之隨後操作中，為確保探針112a在量測期間不觸碰磁控管之一頂面，使載體111向上遠離夾具101移動一預設距離D2。在一些實施例中，預設距離D2可等於0.5 cm、1 cm或2 cm。在一些實施例中，預設距離D2小於5 cm。預設距離D2可確保探針112a不會在校準期間損害磁控管。在實施例中，在載體111向上遠離夾具101移動預設距離D2之後，由第二感測器113獲得或記錄參考桿102之頂面102a與第二感測器113之間的一距離D3。在一些實施例中，距離D3等於預設距離D2及距離D1之一總和。
在一些實施例中，操作303包含圖10至圖11中所展示之若干階段。在操作303中，在一磁控管141上方安置探針112a及第二感測器113，如圖11中所展示。參考10至圖11，載體111、量測工具112及第二感測器113朝向磁控管141移動且安置於磁控管141上方。在一些實施例中，載體111由第一馬達121、第二馬達122及第三馬達123移動。在一些實施例中，探針112a安置於磁控管141上方且鄰近於磁控管141之一頂面141a之一中心的一位置處。在一些實施例中，在操作303之前基於任何適合方法獲得磁控管141之頂面141a之中心，使得探針112a安置於磁控管141之頂面141a之中心上方且實質上與中心垂直對準，其中頂面141a面向載體111。在一些實施例中，當載體111安置於磁控管141之頂面141a上方時，第二感測器113與磁控管141之頂面141a之間的一距離大於距離D1。在一些實施例中，根據自操作302獲得之一結果，第二感測器113安置成遠離磁控管141之頂面141a。
參考圖12，基於由第二感測器113記錄為參考讀數之距離D1來使探針112a之下表面112b到達磁控管141上方之一所要位準。由第一馬達121、第二馬達122及第三馬達131使載體111向下朝向磁控管141之頂面141a移動，直至磁控管141之頂面141a與第二感測器113之間的一距離實質上等於距離D1。在圖12所展示之實施例中，下表面112b垂直地位於磁控管141之頂面141a上方且與磁控管141之頂面141a間隔距離D1。在一些替代實施例中，探針112a之下表面112b直接在磁控管141之頂面141a上。
在一些實施例中，如圖14中所展示般實施操作304。在操作304中，由探針112a量測磁控管141上方不同高度處之磁場強度。參考圖13至圖14，供應一電力以操作磁控管141，且由磁控管141產生磁場。因而，由量測工具112透過探針112a量測磁控管141上方不同高度處之磁場強度。具有探針112a及第二感測器113之載體111以一間隔D'向上遠離磁控管141之頂面141a移動以量測磁場強度。可獲得磁控管141上方沿向上方向之間隔D'之順序增量處之磁控管141之磁場強度。間隔D'不受限於此，而是可根據需要調整。如圖13中所展示，載體111遠離磁控管141之頂面141a垂直移動。當第二感測器113與頂面141a間隔等於間隔D'之距離時，在探針112a處於圖13中所展示之位置中時量測一第一磁場強度。接著，載體111繼續遠離磁控管141進一步移動。在一些實施例中，載體111進一步遠離磁控管141之頂面141a垂直移動間隔D'之兩倍，如圖14中所展示。在探針112a處於圖14中所展示之位置中時量測一第二磁場強度。
磁控管141之頂面141a上方不同高度處之磁場強度之一相關性可由上文所繪示之量測方法獲得。接著，磁控管141可安裝於一PVD設備中之一靶上方。
圖15係根據本發明之一些實施例之一PVD設備200之一示意圖。PVD設備200包含一腔室201、一靶202及一基座203。腔室201包含由一虛線圓指示之一電漿區域A，其繪示一PVD操作期間之電漿區域。靶202係安裝於腔室201中且經組態以提供形成於一基板204上之一PVD膜之材料之一濺射靶。基座203亦安置於腔室201中且經組態以在其上固持基板204。在執行量測方法之後，將磁控管141安裝於靶202上方。在磁控管141與靶202之間界定一最佳距離D。
可根據由量測方法獲得之磁控管141之頂面141a上方不同高度處之磁場強度之相關性來判定最佳距離D。在大量生產中使用具有一較佳均勻性結果之最佳距離D。因此，本發明之量測方法可提供最佳距離與PVD膜之均勻性之間的數學相關性，且可提高一製造一致性及可重複性。
在上述實施例中，第一感測器103及第二感測器113兩者係光學感測器，且可如圖16及圖17中所展示般自動執行方法300。如上文所繪示，根據本發明之一些實施例，一控制器205經組態以致動及協調馬達121、122、123來控制載體111之移動，且軟體包含用於與第一感測器103及第二感測器113通信且控制第一馬達12、第二馬達122及第三馬達123來找到最佳距離D之一第一演算法。接著，探針112a使用軟體之一第二演算法在磁控管141之中心上方及圍繞磁控管141之中心移動，如圖17中所展示。第二演算法亦確保第二感測器113之電子束落於磁控管141之頂面141a上。然而，本揭露不限於上文及圖3至圖14中所繪示之實施例。在一些替代實施例中，第一感測器103及第二感測器113可包含一或多個壓力感測器。方法300亦可應用於使用一壓力感測器作為第一感測器103及/或第二感測器113之實施例。
參考圖18至圖19，根據一些實施例，第二感測器113係一壓力感測器，且無第一感測器103安裝於夾具101上。在實施例中，探針112a自載體111之一突起112c經設計成小於第二感測器113自載體111之一突起113b，如圖18中所展示。在參考桿102上方安置第二感測器113之後，由第三馬達123使第二感測器113朝向參考桿102移動，直至由第二感測器113偵測到第二感測器113接觸參考桿102，如圖19中所展示。
在一些實施例中，第二感測器113藉由一操作者控制第一馬達121、第二馬達122及第三馬達123來手動安置於參考桿102上方且與參考桿102對準。在一些實施例中，參考桿102之一位置儲存於校準設備100之軟體中，且第二感測器113可自動安置於參考桿102上方且與參考桿102對準。因此，在圖18至圖19所繪示之實施例中，可半自動或自動執行方法300。
參考圖20至圖21，包含探針112a及第二感測器113之載體111在磁控管141之頂面141a之一中心上方移動，如圖19中所展示。接著，由第三馬達33使載體111朝向磁控管141移動，直至第二感測器113偵測到磁控管141與第二感測器113之間的接觸。接著，藉由使載體111以等於一預定間隔之順序增量向上移動來量測不同高度處之磁控管141之磁場強度。
參考圖22至圖24，根據一些實施例，第一感測器103及第二感測器113兩者係壓力感測器。第四馬達124安置於具有控制第二感測器113之一高度之一軌跡之載體111上。在實施例中，控制第三馬達123垂直移動探針112a。在一些實施例中，在探針112a與第一感測器103接觸之前，在第一感測器103上方手動移動探針112a。在一些實施例中，第一感測器103之一位置儲存於軟體中，且可自動移動探針112a以與第一感測器103垂直對準。在一些實施例中，一旦由第一感測器103偵測到探針112a之下表面112b與第一感測器103接觸，則第一感測器103可定位探針112a，如圖22中所展示。
在定位探針112a之後，由第四馬達124使第二感測器113向下移動以偵測參考桿102之頂面102a，如圖23中所展示。第二感測器113記錄參考桿102與載體111之間的一距離等於第二感測器113之突起113b。應注意，在實施例中，偵測參考桿102之前圖22中所展示之第二感測器113之一突起113b小於圖23中所展示之探針112a之突起112c。
在將一壓力感測器用於第一感測器103之一些實施例中，參考桿102之一高度經設計成實質上等於第一感測器103之一高度。接著，在磁控管141上方移動載體111以量測不同高度處之磁場強度，如圖24中所展示。在一些實施例中，為確保探針112a及磁控管141不接觸以避免損壞，第二感測器113進一步向下移動以在第二感測器113接觸磁控管141之頂面141a之前使突起113b大於突起112c。接著，使第二感測器113朝向磁控管141移動，直至由第二感測器113偵測到第二感測器113與磁控管141接觸。接著，藉由使載體111以等於一預定間隔之順序增量向上移動來量測不同高度處之磁控管141之磁場強度。因此，在圖22至圖24所展示之實施例中，可半自動或自動執行方法300。
參考圖25至圖27，根據一些實施例，第一感測器103係一光學感測器且第二感測器113係一壓力感測器。在實施例中，第一感測器103類似於圖3至圖14中所繪示及以上相關段落中所描述之第一感測器103。第一感測器103經組態以定位探針112a且在下表面112b與參考桿102之頂面102a共面時偵測探針112a之下表面112b。第四馬達124安置於具有控制第二感測器113之一高度之軌跡之載體111上。在實施例中，第二感測器113類似於圖22至圖24中所繪示之第二感測器113。第二感測器113經組態以偵測載體111與參考桿102之間的一距離，其中第二感測器113自載體111之突起113b由第四馬達124控制且可在方法300之不同階段中不同。
如圖26中所展示，當下表面112b與頂面102a共面時，第二感測器113之突起113b用於記錄載體111與參考桿102之頂面102a之間的距離。如圖27中所展示，大於突起112c之突起113b用於偵測磁控管141之頂面141a以確保探針112b與磁控管141分離。接著，藉由使載體111每隔預定間隔向上移動來量測不同高度處之磁控管141之磁場強度。因此，在圖25至圖27所繪示之實施例中，可自動執行方法300。
參考圖28至圖29，根據一些實施例，第一感測器103係一壓力感測器且第二感測器113係一光學感測器。使用第一感測器103偵測探針112a之下表面112b之功能及程序係如圖22及以上相關段落中所繪示。使用第二感測器113判定距離D1及使探針112a到達磁控管141上方之一所要位準之功能及程序係如圖3至圖14中所繪示及以上相關段落中所描述。在第一感測器103偵測到探針112a之下表面112b之後，由第二感測器113記錄距離D1。如圖28中所展示，在一些實施例中，記錄距離D1，無額外間隙。如圖29中所展示，在一些實施例中，在添加額外間隙之後記錄一讀數。因此，在圖28至圖29所繪示之實施例中，可半自動或自動執行方法300。
本發明之一些實施例提供一種量測方法。該方法包含若干操作。在一夾具上方安置一探針及一第一感測器，該夾具包含自該夾具突起之一桿。移動該探針，直至該探針之一第一表面與面向該夾具之該桿之一第二表面橫向對準。由該第一感測器獲得該桿之該第二表面與該第一感測器之間的一第一距離。在一磁控管上方安置該探針及該第一感測器。由該探針量測該磁控管上方不同高度處之磁場強度。
本發明之一些實施例提供一種量測方法。該方法包含若干操作。提供一夾具，該夾具包含安裝於該夾具上之一第一感測器及一參考桿。在該夾具上方移動一載體，其中一第二感測器及一探針安裝於該載體上。使該探針及該參考桿分別與該第一感測器及該第二感測器對準。由該第一感測器偵測該探針之一下表面。由該第二感測器記錄該第二感測器與該參考桿之間的一距離。使該載體朝向一磁控管移動。基於由該第二感測器記錄之該距離來使該探針之該下表面到達該磁控管上方之一所要位準。在一向上方向上移動該探針以量測不同高度處之該磁控管之磁場強度。
本發明之一些實施例提供一種用於校準之設備。該設備包含：一桿及一第一感測器，其等自一夾具突起且安裝於該夾具上；一探針及一第二感測器，其等安裝於一載體上且安置於該第一感測器及該桿上方；一馬達，其經組態以控制該載體之移動；及一控制器，其電連接至該馬達且經組態以控制該馬達，其中該載體可藉由該馬達在該夾具上方及朝向該夾具移動以使該探針及該第二感測器分別與該第一感測器及該桿對準。
上文已概述若干實施例之特徵，使得熟習技術者可較佳理解本發明之態樣。熟習技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作用於設計或修改用於實施相同目的及/或達成本文中所引入之實施例之相同優點之其他程序及結構之一基礎。熟習技術者亦應認知，此等等效建構不應背離本發明之精神及範疇，且其可在不背離本發明之精神及範疇之情況下對本文作出各種改變、替換及更改。
100:校準設備 101:夾具 102:參考桿 102a:頂面 103:第一感測器 103a:頂面 111:載體 111a:下表面 112:量測工具 112a:探針 112b:下表面 112c:突起 113:第二感測器 113a:下表面 113b:突起 121:第一馬達 122:第二馬達 123:第三馬達 124:第四馬達 131:中心讀數 132:讀取範圍 133:第一位置 134:第二位置 141:磁控管 141a:頂面 200:物理汽相沈積(PVD)設備 201:腔室 202:靶 203:基座 204:基板 205:控制器 300:量測方法 301:操作 302:操作 303:操作 304:操作 A:電漿區域 C:中心讀數 D:最佳距離 D':間隔 D1:距離 D2:預設距離 D3:距離 H:高度差 P1:位置 P2:位置 P3:位置 P4:位置 P5:位置 X:第三方向 Y:第二方向 Z:第一方向
自結合附圖閱讀之以下詳細描述最佳理解本發明之態樣。應強調，根據標準工業實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1係根據本發明之一些實施例之一校準設備之一示意圖。
圖2係根據本發明之一些實施例之一量測方法之一流程圖。
圖3至圖14係繪示根據本發明之一些實施例之一量測方法之不同階段的示意圖。
圖15係根據本發明之一些實施例之一PVD設備之一示意圖。
圖16係根據本發明之一些實施例之一校準設備之一示意圖。
圖17係根據本發明之一些實施例之一校準設備之一示意圖。
圖18係繪示根據本發明之一些實施例之一光學感測器之一讀取範圍的一示意圖。
圖19至圖21係繪示根據本發明之一些實施例之僅使用一個壓力感測器來執行圖15至圖17中所展示之方法的示意圖。
圖22至圖24係繪示根據本發明之一些實施例之使用兩個壓力感測器來執行圖15至圖17中所展示之方法的示意圖。
圖25至圖27係繪示根據本發明之一些實施例之使用一光學感測器及一壓力感測器來執行圖15至圖17中所展示之方法的示意圖。
圖28至圖29係繪示根據本發明之一些實施例之使用一壓力感測器及一光學感測器的示意圖。
100:校準設備
101:夾具
102:參考桿
102a:頂面
103:第一感測器
103a:頂面
111:載體
111a:下表面
112:量測工具
112a:探針
113:第二感測器
113a:下表面
121:第一馬達
122:第二馬達
123:第三馬達
124:第四馬達

Claims (10)

  1. 一種量測方法，其包括：在一夾具上方安置一探針及一第一感測器，該夾具包含自該夾具突起之一桿；移動該探針，直至該探針之一第一表面與面向該夾具之該桿之一第二表面橫向對準；由該第一感測器獲得該桿之該第二表面與該第一感測器之間的一第一距離；在該磁控管上方安置該探針及該第一感測器，其中在該磁控管上方安置該探針及該第一感測器包括使該第一感測器在該磁控管之一中心上方移動；及由該探針量測該磁控管上方不同高度處之磁場強度。
  2. 如請求項1之量測方法，其中在該磁控管上方安置該探針及該第一感測器之後，該磁控管與該第一感測器之間的一距離實質上等於該第一距離。
  3. 如請求項1之量測方法，其中移動該探針包括：在一垂直方向上移動該探針；由安裝成鄰近於該桿之一第二感測器偵測該探針之該第一表面；及根據該第二感測器之該偵測，在該探針之該第一表面與該桿之該第二表面橫向對準時停止該探針。
  4. 如請求項1之量測方法，其中該探針及該第一感測器連接至一或多個馬達，且在該夾具上方安置該探針及該第一感測器包含由該一或多個馬達移動該探針及該第一感測器。
  5. 一種量測方法，其包括：提供一夾具，該夾具包含安裝於該夾具上之一第一感測器及一參考桿；在該夾具上方移動一載體，其中一第二感測器及一探針安裝於該載體上；使該探針及該參考桿分別與該第一感測器及該第二感測器對準；由該第一感測器偵測該探針之一下表面；由該第二感測器記錄該第二感測器與該參考桿之間的一距離；在一磁控管上方移動該載體；基於由該第二感測器記錄之該距離來使該探針接近該磁控管；及在一向上方向上移動該探針以量測不同高度處之該磁控管之磁場強度。
  6. 如請求項5之量測方法，其進一步包括：在該夾具上方移動該載體之前，將與該第一感測器之一距離界定為該第一感測器之一零讀數。
  7. 如請求項5之量測方法，其中使該探針接近該磁控管包括： 由該第二感測器偵測該第二感測器與該磁控管之一頂面之間的一距離；及使該載體朝向該磁控管之該頂面移動，直至該第二感測器與該磁控管之該頂面之間的該距離實質上等於由該第二感測器記錄之該距離。
  8. 一種用於校準之設備，其包括：一桿及一第一感測器，其等自一夾具突起且安裝於該夾具上；一探針及一第二感測器，其等安裝於一載體上且安置於該第一感測器及該桿上方；一馬達，其經組態以控制該載體之移動；及一控制器，其電連接至該馬達且經組態以控制該馬達，其中該載體可藉由該馬達在該夾具上方及朝向該夾具移動以使該探針及該第二感測器分別與該第一感測器及該桿對準。
  9. 如請求項8之設備，其中該探針自該載體突起。
  10. 如請求項8之設備，其中該探針經組態以量測一磁場強度。
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