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TW201702423A - 基於化學氣相沉積系統中原位傾斜量測之晶圓表面３－ｄ表面形貌映射 - Google Patents

基於化學氣相沉積系統中原位傾斜量測之晶圓表面３－ｄ表面形貌映射 Download PDF

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TW201702423A
TW201702423A TW105116739A TW105116739A TW201702423A TW 201702423 A TW201702423 A TW 201702423A TW 105116739 A TW105116739 A TW 105116739A TW 105116739 A TW105116739 A TW 105116739A TW 201702423 A TW201702423 A TW 201702423A
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TW
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Prior art date
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TW105116739A
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English (en)
Inventor
戴文 宮
Original Assignee
維克儀器公司
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Publication date
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Abstract

本發明描述至少一個晶圓之表面形貌可基於表面傾斜之撓度計量測經原位測定。該撓度計係由掃描定位器重新定位以促進對該至少一個晶圓中之每一者之晶圓表面進行傾斜映射。表面高度映射引擎係經組態以基於該傾斜映射而產生該至少一個晶圓之每一者之表面的三維表面形貌映射。

Description

基於化學氣相沉積系統中原位傾斜量測之晶圓表面3-D表面形貌映射
本發明大體上係關於半導體製造技術，且尤其關於化學氣相沉積(CVD)處理及具有在處理期間減少半導體晶圓表面上溫度不均勻性之特徵的相關設備。
在製造發光二極體(LED)及其他高效能裝置，諸如雷射二極體、光學偵測器及場效電晶體的過程中，化學氣相沉積(CVD)方法通常用以在藍寶石或矽基板上使用諸如氮化鎵之材料生長薄膜堆疊結構。CVD工具包括處理腔室，其為允許灌注氣體沉積於基板(通常呈晶圓形式)上以生長薄膜層的密封環境。此類製造設備之當前產品線的實例包括由Plainview,New York之Veeco Instruments Inc.製造的MOCVD系統之TurboDisc®、MaxBright®及EPIKTM系列。另一實例為亦由Veeco Instruments製造之PROPELTM Power GaN MOCVD系統。
控制數個方法參數，諸如溫度、壓力及氣體流速以達成所要的晶體生長。使用不同的材料及方法參數來生長不同的層。舉例而言，通常藉由使用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)生長化合物半導體之連續層來形成自諸如III-V半導體之化合物半導體形成的裝置。在此方 法中，晶圓曝露於氣體組合，其通常包括作為第III族金屬來源的金屬有機化合物，且亦包括第V族元素來源，當在高溫下維持晶圓時，該氣體組合在晶圓之表面上方流動。大體而言，金屬有機化合物及第V族來源與不顯著參與反應之載氣(例如氮氣)加以組合。III-V半導體之一個實例為氮化鎵，氮化鎵可藉由有機鎵化合物與氨在具有適合晶格間距之基板(例如藍寶石晶圓)上的反應而形成。在氮化鎵及相關化合物沉積期間，通常在約700至1200℃的溫度下維持晶圓。
在MOCVD方法腔室中，薄膜層待生長之半導體晶圓置放於快速旋轉之旋轉料架(稱作晶圓載體)上，以在反應器腔室內使其表面均勻曝露於氛圍，從而沉積半導體材料。轉速為約1,000RPM。晶圓載體通常由諸如石墨之高度導熱材料加工而成，且常常塗佈有諸如碳化矽之材料的保護層。每一晶圓載體在其置放個別晶圓之頂部表面中具有一組環形凹痕或凹穴。相關技術之一些實例描述於美國專利申請公開案第2012/0040097號、美國專利第8,092,599號、美國專利第8,021,487號、美國專利申請公開案第2007/0186853號、美國專利第6,902,623號、美國專利第6,506,252號及美國專利第6,492,625號中，其揭示內容以引用之方式併入本文中。
在一些實施例中，在反應腔室內之轉軸上支撐晶圓載體，以使得具有晶圓之曝露表面的晶圓載體之頂部表面向上面向氣體分配裝置。當軸旋轉時，氣體向下經引導至晶圓載體之頂部表面上，且橫跨頂部表面朝向晶圓載體之周邊流動。經由安置於晶圓載體下方之埠將所用氣體自反應腔室抽空。藉由加熱元件，通常安置於晶圓載體之底部表面下方的電阻加熱元件將晶圓載體維持於所要高溫下。此等加熱元件維持於高於晶圓表面之所要溫度的溫度下，而氣體分配裝置通常維持於遠低於所要反應溫度之溫度下，以便防止氣體過早反應。因此，熱自加熱元件轉移至晶圓載體之底部表面，且經由晶圓載體向上 流動至個別晶圓。在其他實施例中，晶圓載體可藉由無需轉軸之旋轉系統支撐且旋轉。此類旋轉系統描述於美國專利申請公開案第2015/0075431號中，其內容特此以引用之方式併入本文中。在又其他實施例中，固持至少一個晶圓之晶圓載體面朝下(倒置)置放於反應腔室中，且氣體分配裝置位於晶圓載體下方，使得處理氣體朝向至少一個晶圓向上流動。此等倒置式氣體注入系統之實例描述於美國專利第8,133,322號、美國專利申請公開案第2004/0175939號及美國專利申請公開案第2004/0060518號中，其內容特此以引用之方式併入本文中。
在MOCVD方法中，其中晶體之生長藉由基板之表面上的化學反應而產生，必須特別小心地控制方法參數以確保化學反應在所需條件下進行。即使處理條件之較小變化亦可不利地影響裝置品質及產率。舉例而言，若氮化鎵及氮化銦層沉積，則晶圓表面溫度的變化將引起所沉積層之組成及帶隙的變化。因為銦具有相對較高的蒸氣壓，所以所沉積層將具有較低銦比例，且在晶圓之表面溫度較高的彼等區域中具有較大帶隙。若所沉積層為LED結構之主動發光層，則自晶圓形成之LED的發射波長將亦改變至不可接受之程度。
已對在處理期間使晶圓之溫度變化最小化的系統設計特徵作出了大量努力。在此努力中遭遇的一個挑戰涉及在處理之不同階段上晶圓之表面輪廓的改變。在磊晶生長過程中，形成半導體層之材料沉積至基板表面上，由此形成大體上晶體之結構。晶格內之原子之間的間距(稱作「晶格間距」)取決於晶體之組成。其中所生長層具有與基板之組成不同的組成，所沉積層可具有不同於基板之晶格間距的標稱晶格間距。在此情況下，所沉積結晶層在其晶格間距經拉伸或經壓縮以與基板之晶格間距一致的情況下形成。隨著所生長層堆積，在每一晶圓之表面處自晶格失配產生的力使得晶圓變形。
變形傾向於呈大體上凸面或凹面形狀，其取決於所生長晶格及 基板材料之相關物理特性。晶圓之變形形狀引起每一晶圓之底部與晶圓載體之對應凹穴層之間的間距變化。隨後此等間距變化影響晶圓之加熱均勻性。此問題已在美國專利第7,570,368號中予以描述，其揭示內容以引用之方式併入本文中，各自係針對量測及估計晶圓變形之曲率。歐洲專利第EP 2546600號，其揭示內容亦以引用之方式併入本文中，估計平均球面曲率以及方位角非球面曲率偏差。
此等方法基於所採集量測而產生每一晶圓之曲率近似值。然而，在實踐中每一晶圓傾向於以不規律方式變形。因此，舉例而言，而非形成基於有限組之量測可經建模之球面彎曲或甚至具有方位角偏差之球面彎曲，每一晶圓傾向於以特有的、馬鈴薯片狀形式彎曲。此外，隨著生長層增大且隨著熱條件可能在反應腔室中改變，變形的程度及形狀隨著方法過程而改變。
需要解決方案以獲得對方法中晶圓變形之更準確的表徵，由此各種設備或處理最佳化可得以改良。
本發明之一態樣係針對一種用於分析至少一個晶圓之表面的系統。該系統包括撓度計，其經佈置以朝向該至少一個晶圓上之量測點發射光束，使得該光束自該至少一個晶圓之表面反射至偏轉感測器，其中該至少一個晶圓之表面的傾斜改變引起可由該偏轉感測器偵測到之該光束之偏轉。
掃描定位器經佈置以將該撓度計重新定位於該至少一個晶圓上方，使得由該撓度計發射之光束在該至少一個晶圓之表面上掃描。
另外，該系統包括傾斜映射引擎，其以操作方式與該撓度計之輸出耦合，且經組態以產生在該至少一個晶圓之整個表面中之複數個量測點處藉由該撓度計量測的傾斜映射。表面高度映射引擎以操作方式與該傾斜映射引擎耦合，且經組態以基於該傾斜映射而產生該至少 一個晶圓之表面的三維表面形貌映射。該三維表面形貌映射儲存於非暫時性電腦可讀媒體中用於經由使用者介面裝置輸出，或用於另外計算處理。
在一相關態樣中，該系統與用於藉由化學氣相沉積(CVD)在至少一個晶圓上生長磊晶層的工具整合。該工具包括反應腔室，其具有界定處理環境空間之罩殼；氣體分配裝置，其位於該反應腔室內且經佈置以將至少一種處理氣體輸送至該處理環境空間中；及旋轉系統，其經佈置以支撐保持該至少一個晶圓之晶圓載體。在一些實施例中，耦合至旋轉驅動機構之轉軸用以支撐該晶圓載體。在其他實施例中，該晶圓載體在其周邊處由旋轉管支撐，其中該晶圓載體支撐該晶圓之全部或一部分底部表面。在又其他實施例中，個別晶圓由不具有任何晶圓載體之旋轉系統保持。
5‧‧‧反應腔室
10‧‧‧氣體分配裝置
15‧‧‧來源
20‧‧‧來源
25‧‧‧來源
30‧‧‧冷卻劑系統
35‧‧‧排氣系統
40‧‧‧轉軸
45‧‧‧中心軸
50‧‧‧習知旋轉直通裝置
55‧‧‧配件
60‧‧‧旋轉驅動機構
65‧‧‧加熱元件
70‧‧‧開口
75‧‧‧前室
80‧‧‧門
85‧‧‧第一晶圓載體
90‧‧‧第二晶圓載體
95‧‧‧本體
100‧‧‧平坦底部表面
110‧‧‧底部表面
115‧‧‧晶圓
120‧‧‧凹穴
125‧‧‧原位量測控制器
130‧‧‧感測器
205‧‧‧凹穴
210‧‧‧本體
215‧‧‧頂部表面
220‧‧‧中心軸
225‧‧‧底表面
230‧‧‧周邊壁表面
235‧‧‧升高突出部分
300‧‧‧掃描定位器
302‧‧‧撓度計
304‧‧‧光束發射器
305‧‧‧光束
306‧‧‧光束偏轉感測器
307‧‧‧所反射光束
310‧‧‧資料轉換器
312‧‧‧線性定位器
330‧‧‧傾斜映射引擎
332‧‧‧表面高度映射引擎
340‧‧‧原始資料儲存區
342‧‧‧座標系統轉換引擎
344‧‧‧資料儲存區
346‧‧‧偏轉至傾斜角轉換引擎
348‧‧‧晶圓位置座標系統轉換引擎
350‧‧‧晶圓載體佈局資料
352‧‧‧晶圓傾斜映射
360‧‧‧旋轉管
402‧‧‧點
402r‧‧‧徑向方向
402t‧‧‧切向方向
404‧‧‧點
404r‧‧‧徑向方向
404t‧‧‧切向方向
502‧‧‧群組
504‧‧‧群組
602‧‧‧內插引擎
604‧‧‧高度計算引擎
606‧‧‧三維表面形貌映射
620a‧‧‧所量測點
620b‧‧‧所量測點
620c‧‧‧所量測點
620d‧‧‧所量測點
622a‧‧‧額外點
622b‧‧‧額外點
622c‧‧‧額外點
622d‧‧‧額外點
622e‧‧‧額外點
630a‧‧‧解析度
630b‧‧‧解析度
632a‧‧‧解析度
630b‧‧‧解析度
D‧‧‧距離
P1‧‧‧點
P2‧‧‧點
P3‧‧‧點
P4‧‧‧點
P5‧‧‧點
P6‧‧‧點
P7‧‧‧點
θ‧‧‧角度
鑒於結合附圖以下詳細描述本發明之各種實施例，可更全面地理解本發明，其中：圖1說明根據本發明之一個實施例的化學氣相沉積設備。
圖2為說明根據本發明之一個實施例的與CVD系統一起使用之晶圓載體的透視圖。
圖3為根據本發明之一個實施例的沿著所展示線而獲得之橫截面圖，其詳述圖2之晶圓載體之晶圓凹穴。
圖4A及圖4B為說明根據本發明之一個態樣的原位量測佈置之方塊圖，該等原位量測佈置在處理期間經由撓度計儀器自晶圓之表面獲得二維傾斜角量測，且基於彼等量測來計算表示晶圓表面之高度輪廓的三維表面形貌映射。
圖5為說明根據一個實施例的撓度計之構造及操作之示意圖。
圖6為說明根據一個實施例之傾斜映射引擎的方塊圖。
圖7為說明根據一個實施例之沿著晶圓載體上方之線性定位器而可徑向移動的撓度計之量測佈置的俯視圖。
圖8A至圖8B為晶圓載體及所量測傾斜角值之例示性視覺表示，其中不同色度表示傾斜量。圖8A說明徑向方向之傾斜值，且圖8B說明切線方向之傾斜值。
圖9為說明根據一個實施例之各種晶圓專用座標系統的圖，該等晶圓專用座標系統可藉由晶圓位置座標系統轉換引擎用於表示對晶圓之傾斜角量測。
圖10為根據一個實施例之說明表面高度映射引擎的方塊圖。
圖11說明根據一個實施例之內插引擎的操作。
圖12為說明根據一個實施例之建構表面高度映射的原理之實例的簡化圖。
圖13為根據一個實施例之如根據表面高度映射引擎操作而產生的複數個晶圓位於上面之晶圓載體之3維表面形貌映射的視覺描繪，其中各種色度表示不同高度值。
圖14為根據一個實施例之如根據表面高度映射引擎操作而產生的單個晶圓之3維表面形貌映射的視覺描繪，其中表面高度沿著z軸展示。
儘管本發明容許各種修改及替代性形式，但其細節已藉助於實例在諸圖中展示且將詳細地描述。然而，應理解，目的並非將本發明限制於所描述之特定實施例。相反，目的為涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所定義之本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代方案。
圖1說明根據本發明之一個實施例的化學氣相沉積設備。反應腔室5具有界定處理環境空間之罩殼。氣體分配裝置10佈置於腔室之一 端。具有氣體分配裝置10之末端在本文中稱作反應腔室5之「頂部」末端。腔室之此末端在正常重力參照系中通常(但不必)安置於腔室之頂部處。因此，如本文所使用之向下方向係指遠離氣體分配裝置10之方向；而向上方向係指腔室內朝向氣體分配裝置10之方向，不論此等方向是否與重力向上及向下方向對準。類似地，參考反應腔室5及氣體分配裝置10之參照系在本文中描述元件之「頂部」及「底部」表面。
氣體分配裝置10連接至來源15、20及25，其用於供應用於晶圓處理製程中之處理氣體，諸如載氣及反應氣體，諸如有機金屬化合物及第V族金屬之來源。氣體分配裝置10經佈置以接收各種氣體，且通常以向下方向引導處理氣體流。氣體分配裝置10亦宜連接至經佈置以經由氣體分配裝置10循環流體之冷卻劑系統30，以便在操作期間將氣體分配裝置之溫度維持於所要溫度下。可提供類似冷卻劑佈置(未展示)用於冷卻反應腔室5之壁。反應腔室5亦配備有排氣系統35，其經佈置以經由位於腔室之底部處或接近其之埠(未展示)自腔室內部移除廢氣，以便准許來自氣體分配裝置10之向下方向的連續氣體流。
適合之旋轉系統之實例包括轉軸40，其佈置於腔室內以使得轉軸40之中心軸45沿向上及向下方向延伸。轉軸40係藉由併入有軸承及密封件(未展示)之習知旋轉直通裝置50安裝至腔室以使得轉軸40可圍繞中心軸45旋轉，同時將密封件維持在轉軸40與反應腔室5之壁之間。轉軸在其頂端處，亦即在最接近氣體分配裝置10之轉軸末端處具有配件55。如下文進一步論述，配件55為經調適以可釋放方式嚙合晶圓載體之晶圓載體保持機構的實例。在所描繪特定實施例中，配件55為朝向轉軸之頂端逐漸變窄且在扁平頂部表面處終止的大體上截頭圓錐形元件。截頭圓錐形元件為具有圓錐截體形狀的元件。轉軸40連接至諸如電馬達驅動機之旋轉驅動機構60，其經佈置以使轉軸40圍繞中 心軸45旋轉。
加熱元件65安裝於腔室內且圍繞配件55下方之轉軸40。反應腔室5亦配備有通向前室75之進入開口70及門80用於關閉及打開進入開口。在圖1中僅示意性地描繪門80，且將其展示為可在以實線展示之關閉位置(其中門將反應腔室5之內部自前室75隔離)與在80'處以虛線展示之打開位置之間移動。門80配備有適當之控制及致動機構用於使門80在打開位置與關閉位置之間移動。實際上，門可包括可沿向上及向下方向移動之擋板，如例如在美國專利第7,276,124，號中所揭示，其揭示內容特此以引用之方式併入本文中。圖1中所描繪的設備可進一步包括裝載機構(未展示)，其能夠將晶圓載體自前室75移動至腔室中，且在操作條件下使晶圓載體與轉軸40嚙合，且亦能夠使晶圓載體離開轉軸40且移動至前室75中。
根據所描繪實例之設備亦包括複數個晶圓載體。在圖1中所展示操作條件中，第一晶圓載體85在操作位置中安置於反應腔室5內部，而第二晶圓載體90安置於前室75內。每一晶圓載體均包括大體上呈具有中心軸之圓形盤形式的本體95(參見圖2)。本體95對稱地圍繞中心軸形成。在操作位置中，晶圓載體本體之中心軸與轉軸40之中心軸45重合。本體95可形成為單個片件或複數個片件之組合件。舉例而言，如在美國專利申請公開案第2009/0155028號中所揭示，其揭示內容特此以引用之方式併入本文中，晶圓載體本體可包括界定圍繞中心軸的本體之小區域的轂及界定圓盤狀本體之剩餘部分的較大部分。本體95宜自不損害方法且可耐受方法中所遭遇之溫度的材料形成。舉例而言，圓盤之較大部分可主要地或完全自諸如石墨、碳化矽或其他耐火材料之材料形成。本體95一般具有大體彼此平行延伸且大體垂直於圓盤之中心軸的平坦頂部表面100及底部表面110。本體95亦具有一個或複數個經調適以固持複數個晶圓之晶圓固持特徵。
在操作中，晶圓115，諸如自藍寶石、碳化矽或其他結晶基板形成之圓盤狀晶圓安置於每一晶圓載體之每一凹穴120內。通常，晶圓115之厚度與其主表面之維度相比較小。舉例而言，直徑約2吋(50mm)之圓形晶圓可為約430μm厚或更小。如在圖1中說明，晶圓115以頂部表面面朝上安置，以使得該頂部表面曝露於晶圓載體之頂部處。應注意，在各種實施例中，晶圓載體85攜載不同量之晶圓。舉例而言，在一個例示性實施例中，晶圓載體85可經調適以固持六個晶圓。在另一例示性實施例中，如圖2中所展示，晶圓載體固持12個晶圓。
在典型MOCVD方法中，裝載有晶圓之晶圓載體85係自前室75裝載至反應腔室5中且置放於圖中1展示之操作位置中。在此情況下，晶圓之頂部表面面朝上，朝向氣體分配裝置10。加熱元件65經致動，且旋轉驅動機構60操作以使轉軸40轉動，且由此使晶圓載體85圍繞軸45轉動。通常，轉軸40以約50至1500轉/分鐘之轉速旋轉。處理氣體供應單元15、20及25經致動以經由氣體分配裝置10供應氣體。氣體朝向晶圓載體85向下流通，在晶圓載體85之頂部表面100及晶圓115上方，且朝下圍繞晶圓載體之周邊流通至出口及排氣系統50。因此，晶圓載體之頂部表面及晶圓115之頂部表面曝露於處理氣體，其包括由各種處理氣體供應單元供應之各種氣體的混合物。最通常地，頂部表面處之處理氣體主要由藉由載氣供應單元20供應之載氣組成。在典型化學氣相沉積方法中，載氣可為氮氣，且因此晶圓載體之頂部表面處的處理氣體主要由氮氣與一些量之反應氣體組分組成。
加熱元件65主要藉由輻射熱傳遞將熱傳遞至晶圓載體85之底部表面110。施加至晶圓載體85之底部表面的熱經由晶圓載體之本體95向上流動至晶圓載體之頂部表面100。經由本體向上流通之熱亦經由間隙向上流通至每一晶圓之底部表面，且經由晶圓朝上流通至晶圓115之頂部表面。熱自晶圓載體85之頂部表面100及自晶圓之頂部表面 擴散至處理腔室之較冷元件，例如擴散至處理腔室之壁及至氣體分配裝置10。熱亦自晶圓載體85之頂部表面100及晶圓之頂部表面轉移至流經此等表面之處理氣體。
在相關實施例中(在圖1中未展示)，晶圓載體85安裝於代替轉軸40之可旋轉平台或其他保持結構上，諸如僅在其邊緣或接近其邊緣處接觸晶圓載體之轉台或旋轉管結構。
在另一相關實施例(在圖1中亦未展示)中，系統經設計以操作於單一晶圓上且因此並不需要晶圓載體。在此後一類型之實施例中，晶圓係由轉台或旋轉管之一或多個保持特徵保持。在更廣意義中，轉軸、轉台或旋轉管以及用以賦予及控制其旋轉運動之必需機械可視為旋轉系統。
在所描繪實施例中，系統包括各種感測器及相關聯量測硬體以執行對實體參數之原位量測，諸如(例如)溫度感測、光致發光量測或表面特徵量測。如在圖1中所示意性地說明，原位量測控制器125獲得來自一或多個感測器130之資料以及自彼等感測器獲得之表示相關感測器之各別位置的位置資訊。另外，原位量測控制器125接收晶圓載體位置資訊，其在一個實施例中可來自旋轉驅動機構60。晶圓載體位置資訊表示晶圓載體之角度位置，自其可辨別給定感測器130及給定晶圓115之相對位置。藉由此資訊，原位量測控制器125計算可映射至晶圓115或晶圓載體85上之特定點的原位量測資料。
在一相關實施例中，感測器130安裝於掃描定位器300上。掃描定位器300，其在下文更詳細地予以描述，包括經佈置以將一或多個感測器130移動至晶圓載體100上方之不同位置的機構。
圖2及圖3更詳細地說明亦稱作晶座之晶圓載體85。每一晶圓保持位點係呈大體圓形凹部或凹穴205形式，其自頂部表面215向下延伸至本體210中。圖3為凹穴205(在圖2中藉由水平線及兩個成角度箭頭 來區分)之橫截面圖。製作大體圓形形狀以對應於晶圓115之形狀。每一晶圓載體85包括大體上呈具有中心軸220之圓形盤形式的本體210。本體210圍繞中心軸220對稱地形成。在操作位置中，晶圓載體本體210之中心軸220與轉軸之軸重合(參見圖3)。本體210可形成為單個片件或複數個片件之組合件。每一凹穴205具有安置於頂部表面215之周圍部分下方的底表面225。每一凹穴205亦具有圍繞底表面225且界定凹穴205之周邊的周邊壁表面230。周邊壁表面230自本體210之頂部表面215向下延伸至底表面225。在各種實施例中，如在圖3中所特別描繪，周邊壁表面230具有底切，其中壁朝向凹穴之中心在周邊之至少一部分上方朝內傾斜。因此，周邊壁表面230相對於底表面225形成銳角。在一相關實施例中，如在圖3中說明，每一凹穴205包括圍繞凹穴之周邊的升高突出部分235，其沿著最接近晶圓115之外緣的一小部分底部表面支撐晶圓115，使底部表面之較大部分(例如>95%)距凹穴層225上方一些距離懸掛。此佈置有助於在凹穴層225與晶圓115之間使用氣體以影響熱傳遞至晶圓，且為晶圓提供由於彎曲而變形的空間，又不會引起晶圓凹穴周邊介面之任何顯著的改變。
現轉而參考圖4A及圖4B，描繪根據本發明之一態樣的原位量測佈置，其在處理期間自晶圓115之表面獲得二維傾斜角量測，且基於彼等量測而計算表示晶圓表面之高度輪廓的三維表面形貌映射。圖4A為說明根據一個實施例之一例示性組組件的示意圖，其中容納了晶圓載體85。圖4B為類似佈置在此處，僅單個晶圓115而非如圖4A中所描繪之晶圓載體85由旋轉管360保持。在圖4A及圖4B中之每一者中，更詳細地展示原位量測控制器125及感測器130之部分。
感測器130在此實施例中包括撓度計302，其具有光束發射器304及光束偏轉感測器306，以及下文更詳細地描述之額外硬體。大體而言，當晶圓載體由旋轉驅動機構60旋轉時，光束發射器304經佈置以 將入射雷射光束引導至晶圓載體85之頂部上，包括引導至晶圓115上。當晶圓行進於光束下面時，入射光束自晶圓115之表面反射。取決於晶圓載體表面材料，入射光束可或可不自晶圓載體85之頂部表面未由晶圓115覆蓋的部分反射。所反射光束大體上朝向光束偏轉感測器306加以反射。
在所描繪實施例中，可以此方式掃描每一晶圓115之整個表面。因此，撓度計302在晶圓載體85之表面上方為可移動的。在一個實施例中，掃描定位器300促進此運動。舉例而言，掃描定位器300提供對撓度計302之重新定位，以使得入射光束可在位於離晶圓載體85中心之較小徑向距離處的晶圓115之最內部邊緣與位於離晶圓載體85中心之最大徑向距離處的晶圓115之最外部邊緣之間的任何位置定位。在一個特定情況下，在晶圓載體85之中心上方的點至晶圓載體85之外邊緣之間(基本上大致橫跨晶圓載體85之半徑)的撓度計302之線性移動係由線性定位器312推動。
在一個此類實施例中，線性定位器312包括撓度計302橫向移動之導軌、軌條、通道或其他適合的引導件。運動可由任何適合之機械佈置，諸如經由傳動帶或鏈傳動、滑輪、螺桿、齒輪、線性馬達或其類似者(或其任何組合)提供。
沿著線性定位器312之撓度計的線性位置在操作期間為已知或可辨別參數。同樣，晶圓載體85之角度位置係由旋轉驅動機構60或諸如(例如)編碼器之其他角度感測佈置報告。撓度計302之線性位置及晶圓載體85之角度位置在任何給定時刻上及時提供充足資料，可自該等資料判定沿著晶圓115(或晶圓載體85)的表面之入射光束對準的點。
在一相關實施例中，撓度計302經由掃描定位器300之移動並不精確地為線性的。舉例而言，弧形、橢圓形、拋物線形、螺旋形或其他移動可由對應弧形導軌結構及適合之致動器推動。
圖5為根據一相關實施例更詳細地說明撓度計302之構造及操作的示意圖。光束發射器304，其可為紅外光、可見光或紫外線光譜之雷射器，產生入射光束305，其衝擊於晶圓115之表面上。所反射光束307行進至偏轉感測器306。偏轉感測器306可包含對所反射光束307之波長敏感的光學影像感測器(例如電荷耦合裝置(CCD)或CMOS裝置之陣列)。該儀器亦可包括光學組件，諸如鏡片、鏡面、濾波器、光束分光器及其類似者，但為清楚起見此等組件並未展示於圖5中。
偏轉感測器306經佈置使得通常當入射光束305對準之晶圓115的表面上之目標點為平坦的(亦即，具有零傾斜或斜度)時，所反射光束307照在感測器之中心處或接近中心。當晶圓上之目標點在傾斜之表面的一部分上時，如當晶圓115具有凹面或凸面曲率時將發生的情況，例如所反射光束307自其標稱點經偏轉至偏轉感測器306上。因此，撓度計302可量測傾斜(就偏轉感測器306上之x及y偏轉而言)。資料轉換器310自偏轉感測器306讀取輸出且將輸出轉換成待經由串行或並列資料匯流排或以無線方式傳達至原位量測控制器125的數位格式(例如浮點值)。
再次參看圖4，原位量測控制器125包括根據所描繪實施例之傾斜映射引擎330及表面高度映射引擎332。每一引擎經建構、經程式化、經組態或以其他方式經調適以自主地執行功能或功能組。如本文所使用之術語「引擎」意謂真實世界裝置、組件或組件之佈置，以上各者使用硬體諸如由專用積體電路(ASIC)或現場可編程門陣列(FPGA)實施，例如或作為硬體與軟體之組合諸如由微處理器系統及調試引擎以實施特定自主功能之一組程式指令予以實施，該等程序指令(儘管正被執行)將該微處理器系統轉換成專用機器。引擎亦可作為硬體與軟體之組合實施，其中某些功能由硬體單獨促進，且其他功能由硬體與軟體之組合促進。在某些實施方案中，引擎之至少部分，且 在一些情況下，引擎之全部可使用執行作業系統、系統程式及應用程式同時亦實施引擎(且從而變成專用機器)之一或多個電腦的處理器予以實施。可使用多任務、多線、分佈式(例如叢集、同級間、雲端等)處理或(若適合)其他此等技術來實施引擎。因此，每一引擎可以多種適合的物理及邏輯組態中之任一者物理上加以實現，且除非明確地說明此等限制，否則應大體上不限於在本文中舉例說明之任何特定實施。另外，引擎自身可由多於一個子引擎組成，子引擎中之每一者自身可視為引擎。此外，在本文中所描述的實施例中，各種發動機中之每一者對應於所界定功能；然而，應理解，在其他所涵蓋實施例中，每一功能可分佈至多於一個引擎。同樣，在其他所涵蓋實施例中，多個所界定功能可由執行彼等多個功能(可能)以及其他功能的單個引擎實施，單個引擎或以與在本文中之實例中所具體說明的不同方式分佈於組引擎之間。
傾斜映射引擎330經程式化或另外經組態以產生傾斜之映射，如在晶圓表面上方之多個點處所量測。表面高度映射引擎332經程式化或另外經組態以基於每一晶圓之傾斜映射而產生特定晶圓表面之表面形貌映射，表面形貌映射表示表面上方的多個點處之晶圓表面的高度。值得注意地，表面形貌映射為自二維撓度計量測獲得的晶圓之表面的三維表示。在反應器中僅存在單個晶圓的實施例中，傾斜映射引擎330經程式化或另外經組態以產生傾斜之映射，如在晶圓表面上方之多個點處所量測。表面高度映射引擎332經程式化或另外經組態以基於單個晶圓之傾斜映射而產生特定晶圓表面之表面形貌映射，表面形貌映射表示表面上方的多個點處之晶圓表面的高度。值得注意地，表面形貌映射為自二維撓度計量測獲得的晶圓之表面的三維表示。
根據一個實施例，用於表面形貌映射中之多個點可為與傾斜的映射中相同之多個點(亦即，相同位置)；或其可根據其他實施例而不 同。舉例而言，表面形貌映射可界定為在晶圓上具有比傾斜映射多或少的點。
圖6為更詳細地說明傾斜映射引擎330之方塊圖。原始資料儲存區340含有由偏轉感測器306聚集之所有資料點。此原始資料係基於撓度計302之座標系統，亦即，其沿著掃描定位器300之線性位置及晶圓載體之角度位置。圖7為說明沿著晶圓載體85上方的線性定位器312而徑向地可移動之撓度計302的俯視示意圖。當晶圓載體85旋轉時，所反射光束307之偏轉由感測器306量測，且針對每一經取樣點，記錄撓度計302之徑向位置及晶圓載體85之角度位置。
在所描繪實施例中，偏轉感測器306之x及y偏轉軸分別與晶圓載體85之半徑對準，且垂直至半徑上(亦即，沿著切向方向)。因此，在每一經取樣點處，就徑向及切向組件而言記錄可自其中判定傾斜的原始資料。舉例而言，在點402處，將原始資料記錄為根據線性定位器300及晶圓載體之旋轉驅動機60的座標系統(例如半徑及角度)之點402的位置、以及徑向方向402r中之點402處的偏轉、及切向方向402t中之點402處的偏轉。類似地，在點404處，在以較大半徑離晶圓載體之中心定位的另一晶圓處，將原始資料記錄為點404之位置以及徑向方向404r中之偏轉及切向方向404t中的偏轉。值得注意地，在其他實施例中，感測器306之x及y偏轉軸未必與晶圓載體85之徑向軸對準。
應注意，儘管為解釋清楚起見僅兩個點展示於圖7中，但在實際實施例中量測幾乎晶圓載體85之整個表面，以獲得與大量複數個接近地間隔之量測點的偏轉。因此，原始資料儲存區340將含有大量量測點。此資料可儲存於任何適合之資料結構中，例如位元映射、表格、清單、樹狀、向量、多維陣列或其他適合之資料結構。
仍參考圖6，座標系統轉換引擎342經程式化或另外經組態以處理來自原始資料儲存區340之原始資料，以便將每一資料點與晶圓載 體上之位置聯繫起來。因此，相對於晶圓載體85之參考點，提供資料儲存區344中之感測器晶圓載體佈置資料以表示撓度計302之徑向位置及由旋轉驅動機60報告之角度位置的映射。因此，偏轉資料之每一點經映射至晶圓載體85上之特定位置，如由圖7中之點402及404表示。
偏轉至傾斜角轉換引擎346經程式化或另外經組態以將沿著每一所量測軸之偏轉量轉換成傾斜角。資料庫344中之感測器-晶圓載體佈置資料包括將沿著每一軸之光束位移值與正經量測之表面的對應傾斜角相關的參數。因此，偏轉至傾斜角轉換引擎346將此等關係應用於在感測器306處所量測之偏轉距離，以為晶圓載體85之座標系統中的每一所量測點產生傾斜角。
圖8A至圖8B為晶圓載體及測傾斜角值之例示性視覺表示(其中不同色度表示傾斜量)。圖8A說明徑向方向的傾斜值，且圖8B說明切向方向的傾斜值。儘管來自視覺表示之每一組傾斜資料可儲存為單獨資料結構(亦即，第一數據結構對應於沿著徑向方向之傾斜且第二資料結構對應於切向方向之傾斜)，但可產生表示每一所量測點之傾斜方向及傾斜量的合成資料結構。
晶圓位置座標系統轉換引擎348經程式化，或另外經組態以將每一所量測點之位置座標以及傾斜角轉換成每一晶圓之晶圓專用座標系統。基於晶圓載體佈局資料350而執行此轉換，晶圓載體佈局資料表示每一晶圓之相對於晶圓載體之座標系統的位置及定向。舉例而言，在一個實施例中，每一圓晶之中心可經界定為對應晶圓座標系統之原點，且特定晶圓參考軸(例如該y軸)可相對於(例如與對準、垂直於等)晶圓載體85之半徑而界定。
圖9為說明可由晶圓位置座標系統轉換引擎348施加以表示對晶圓115的傾斜角量測之各種晶圓專用座標系統的圖。在一個實施例中，如由群組502(標記為A至F)之量測點表示，根據一對對應笛卡耳 座標(Cartesian coordinate)(x1,y1)而表示每一點之位置。由偏轉至傾斜角轉換引擎346計算之傾斜角亦在x-y平面中表示為沿著x向量具有第一傾斜角組分，且沿著y向量具有第二傾斜角組分。
在另一實施例中，由群組504之點表示，每一量測點，標記為I至IV，在一對對應笛卡耳座標(x2,y2)處就其位置而表示。在此實施例中並未以笛卡耳座標，而是以特定針對於晶圓之極性座標(r,θ)表示傾斜角。因此，傾斜角由具有方向及振幅之向量表示。較佳地，使用相同座標系統呈現每一晶圓115上之所有量測點，使得給定晶圓上之兩個量測點群組皆不具有不同座標類型，但若未明確地號召此等侷限性，則並非必需將排除此類佈置自本發明之範疇。
在一相關實施例中，每一量測點之位置以及傾斜角兩者由極性座標表示。在再一實施例中，每一量測點之位置以極性座標表示，其中以笛卡耳座標表示傾斜角。此等實施例例證任何適合之座標系統可用於表示位置及傾斜角的一般原理。
亦應理解，晶圓位置座標系統轉換引擎348及晶圓載體佈局資料庫350為可選組件。因此，舉例而言，呈現量測點之位置及傾斜角的座標系統可為晶圓載體之座標系統。
由傾斜映射引擎330執行之處理的所得產品為晶圓傾斜映射352。晶圓傾斜映射352為儲存於有形資料儲存媒體中之表示每一量測點之位置及對應傾斜角的資料結構(或資料結構之相關聯組合)。
值得注意地，儘管圖7至圖9藉由展示晶圓載體85及晶圓115之視覺描述說明傾斜映射，但應理解，晶圓傾斜映射352可亦呈現(且處理)為數值構造，諸如清單、表格、樹狀、向量、多維陣列、位元映射或其他適合之資料結構。
圖10為根據一個實施例之更詳細地說明表面高度映射引擎332的方塊圖。表面高度映射引擎332產生每一晶圓115之表面的三維表面形 貌映射606。表面高度映射引擎332包括內插引擎602及高度計算引擎604。表面高度映射引擎332獲得每一晶圓(或在僅使用晶圓載體之座標系統的實施例中，獲得晶圓載體表面)之晶圓傾斜映射352。內插引擎602為可選組件，在一些實施例中提供可選組件用於估計未經量測之晶圓115上之位置處的傾斜。
圖11說明根據一個實施例之內插引擎602的操作。晶圓115描繪為具有若干所量測點620a至620d，自其取得傾斜角資料。所量測點620a至d中之每一者的位置沿著x方向按解析度630a，且沿著y方向按解析度630b展示。內插引擎602估計位於所量測點620a至620d之間額外點622a至622e之傾斜。在此實例中，自動選擇每一額外點之x及y位置作為其他點之間的中點。因此，額外點622a至622d各自位於來自點620a至620d之間的一對所量測點之間值得注意地，點622e經界定為額外點622a至622d之間的中點。對於對點622a至e之每一傾斜角估計，可將傾斜內插為自已知傾斜角之相鄰點之間的平均值。結果，產生傾斜角點之更精細解析度(例如632a及632b)。
應注意，在相關實施例中，可在極性座標中呈現座標系統。亦，在其他相關實施例中，內插引擎602可操作於表示晶圓載體表面，而非個別晶圓之表面的資料上。在另一相關實施例中，內插引擎602可推外插接近其他點而定位之點的傾斜角值，已基於線性外推或曲線適配函數外插技術而判定或另外估算其他點之傾斜角。
高度計算引擎604經程式化或另外經組態以基於每一點之(所量測或內插)傾斜，及基於相鄰點之傾斜而產生晶圓115的表面上之點的相對高度。在一個實施例中，使用一種有限元件方法，其中估算晶圓115之表面的小區段，且將區段縫合至一起以產生較大表面之三維表面形貌映射。
圖12為說明根據一個此等實施例的原理之實例的圖，為簡單起 見按減小之維度描述。在圖中，點P1至P7表示沿著軸(例如此實例中之x軸)定位之所量測或內插點。點P1至P7沿著軸離彼此距離D而定位。每一點處的晶圓115之表面的傾斜表示為重疊於每一點上之區段。每一區段之角度0表示沿著軸所量測之傾斜的角度。
根據一個實施例，每一區段之中心與對應點P1至P7對準。因此，每一區段根據等式h=D-tanθ沿著軸貢獻高度調整之元件，其中h為沿著z軸之對應於沿著軸的傾斜之高度組分。將區段端對端拼接至一起產生表面形貌映射。每一後續點添加至先前點之高度、自先前點之高度減去、抑或使先前點之高度不變，分別取決於傾斜具有正斜度、負斜度還是斜度。儘管說明此簡化實例沿著單個軸具有傾斜，但應理解，亦考慮沿著第二座標(例如y軸、或極性座標切線)之傾斜。
在x-y座標系統用於給定晶圓115之情況下，其中所量測或內插點之間的間距經界定為(Dx，Dy)，且每一點處之傾斜表示為(θx，θy)，接著按以下等式給出給定點處之高度：h=h 0 +D x θ x +D y θ y ，
其中h 0 為自其中給定距離D x 及D y之 鄰近點而判定的高度。在一相關實施例中，將參考高度指派至某一點或某組點。舉例而言，可將定位於凸耳235(圖3)之拐角上方之晶圓表面的部分指派至零之標稱高度。在一相關實施例中，選擇標稱高度作為晶圓之中心點。
圖13至圖14說明三維表面形貌映射606之各種實施例。圖13為於其上定位有複數個晶圓的晶圓載體之3維表面形貌映射的視覺描述。在此視覺描述中，各種色度表示不同高度值。圖14為單個晶圓115之3維表面形貌映射的視覺描述，其中沿著z軸展示表面高度。實際上，三維表面形貌映射606可表示為數值構造，諸如清單、表格、樹狀、向量、多維陣列、位元映射或其他適合之資料結構。描繪每一晶圓115之三維表面的圖形影像可由圖形產生器引擎(未展示)產生，圖形 產生器引擎與使用者介面耦合，其中可選擇性地回應於使用者命令而操控圖形影像以便改變映射類型、檢視視角、變焦等。
可進一步將三維表面形貌映射606傳遞至分析引擎(未展示)，其中每一晶圓115之晶圓表面表面形貌與一或多個模型、或如其他晶圓115之間的晶圓至晶圓而形成比較。可自一個處理流程自下一流程在定位於相同晶圓保持凹穴之間比較晶圓表面形貌，以便確定給定程序之可重複屬性是否負責某些表面形貌特徵。此類型之資訊可適用的於程序參數、晶圓載體、處理腔室硬體及CVD處理或儀器之其他態樣的開發或改進中。
本發明之另一態樣係針對在掃描定位器300上使用多個不同儀器之多峰表面掃描。舉例而言，在一個實施例中，紫外線(例如375nm)雷射反射性量測儀器連同可見光(450至700nm)雷射反射性儀器用以當場特徵化及監測多量子井厚度、粗糙度及組成物，以及2D至3D生長過渡、層末端偵測。在一相關實施例中，額外光致發光(PL)儀器併入至掃描定位器300上，以在或接近程序流程之重點處將所有晶圓之同時波長及強度映射提供至載體上。此等儀器可用以為晶圓提供數個標記。舉例而言，晶圓載體表面GaN薄膜之厚度、多個量子井之厚度、表面粗糙度、表面均一性及光致發光。儀器可當場為晶圓載體表面提供溫度及發射率量測。
在旋轉系統為旋轉管或轉台的其他實施例中，晶圓之映射類似於上文所描述之具有多於一個晶圓之晶圓載體。對於晶圓載體支撐單個晶圓，或旋轉系統在無晶圓載體之情況下操作的一實施例，晶圓之映射類似於上文所描述映射，惟晶圓載體之角度位置及撓度計之線性位置在任何給定時刻在時間上提供充足資料除外，可自資料判定沿著晶圓的表面之入射光束對準的點。接著如上文所論述映射晶圓。
以上實施例意欲為說明性而非限制性的。其他變化預期屬於申 請專利範圍內。另外，儘管已參考特定實施例描述本發明之態樣，但熟習此項技術者將認識到可在不脫離本發明之範疇的情況下對形式及細節作出改變，如由申請專利範圍定義。一般熟悉此項技術者將認識到本發明可包含比上文所描述之任何個別實施例中所說明更少的特徵。本文中所描述的實施例並不意欲為可經組合本發明之各種特徵的方式的窮盡性呈現。因此，實施例並非特徵之互相獨佔式組合；確切而言，本發明可包含選自不同個別實施例之不同個別特徵的組合，如由一般熟習此項技術者將理解。
對上述文件之引用方式的任何併入受到限制，使得不併入與在文中之明確揭示內容相反的標的物。對上述文件之引用方式的任何併入進一步受到限制，使得包括於文件中之申請專利範圍不以引用之方式併入至本申請案之申請專利範圍中。然而，除非特定排除，否則任一文件之申請專利範圍作為本發明之部分而併入本文中。對上述文件之引用方式的任何併入又進一步受到限制，使得提供於文件中之任何定義並不以引用之方式併入本文中，除非明確地包括於本文中。
出於解譯本發明之申請專利範圍的目的，意欲明確地，除非在申請專利範圍中列舉特定術語「用於……的構件」或「用於……之步驟」，否則不應援引35 U.S.C之第六段，第112章節的規定。
85‧‧‧第一晶圓載體
302‧‧‧撓度計
312‧‧‧線性定位器
402‧‧‧點
402r‧‧‧徑向方向
402t‧‧‧切向方向
404‧‧‧點
404r‧‧‧徑向方向
404t‧‧‧切向方向

Claims (20)

  1. 一種系統，其用於對至少一個晶圓之表面的非接觸分析，該系統包含：撓度計，其經佈置以朝向該至少一個晶圓發射光束，使得該光束自該至少一個晶圓之表面反射至偏轉感測器，其中該至少一個晶圓之表面的傾斜改變引起可由該偏轉感測器偵測到之該光束之偏轉；掃描定位器，其耦合至該撓度計且可操作以將該撓度計重新定位於該至少一個晶圓之表面上方，使得由該撓度計發射之光束在該至少一個晶圓之表面上掃描；傾斜映射引擎，其以操作方式與該撓度計之輸出耦合，且經組態以產生在該至少一個晶圓之整個表面中之複數個量測點處藉由該撓度計量測的傾斜映射；及表面高度映射引擎，其以操作方式與該傾斜映射引擎耦合，且經組態以基於該傾斜映射而產生該至少一個晶圓之表面的三維表面形貌映射。
  2. 如請求項1之系統，其中該傾斜映射引擎經組態以使該複數個量測點中之每一者與晶圓專用座標系統中該至少一個晶圓之表面上的對應位置相關聯。
  3. 如請求項1之系統，其中該至少一個晶圓包含複數個晶圓，且其中該傾斜映射引擎經組態以使該複數個量測點中之每一者與晶圓專用座標系統中對應晶圓之表面上的對應位置相關聯，其中該至少一個晶圓中之每一者對應於獨特的晶圓專用座標系統。
  4. 如請求項1之系統，其中該至少一個晶圓包含單個晶圓，且其中該傾斜映射引擎經組態以使該複數個量測點中之每一者與晶圓 專用座標系統中該晶圓之表面上的對應位置相關聯。
  5. 如請求項1之系統，其中該至少一個晶圓之表面的該三維表面形貌映射表示該至少一個晶圓上多個點處之每一晶圓表面高度，其中表示該高度之該多個點係位於與該等量測點相同位置處。
  6. 如請求項1之系統，其中該至少一個晶圓之表面的該三維表面形貌映射表示該至少一個晶圓之每一者上多個點處之對應表面高度，其中表示該高度之該多個點包括位於與該等量測點相同位置處之點。
  7. 如請求項1之系統，其中該至少一個晶圓之表面的該三維表面形貌映射表示該至少一個晶圓上多個點處之每一晶圓表面高度，其中表示該高度之該多個點包括位於與該等量測點相同位置處之點，且進一步包括額外點。
  8. 如請求項1之系統，其中該傾斜映射引擎根據笛卡耳座標(Cartesian coordinate)系統將表示沿著晶圓載體專用座標系統中徑向及切向組件的每一量測點處之傾斜的初始組原始資料轉換成每一量測點處之傾斜表示。
  9. 如請求項1之系統，其中該表面高度映射引擎經組態以將每一晶圓載體之表面的該傾斜以計算方式建模為端對端拼接在一起的複數個小元件。
  10. 如請求項1之系統，其中該表面高度映射引擎包括內插引擎，其經組態以基於相鄰量測點之所量測傾斜值來估計該至少一個晶圓之表面上之額外點的傾斜值。
  11. 一種系統，其用於藉由化學氣相沉積(CVD)在至少一個晶圓上生長磊晶層，該系統包含：反應腔室，其包括界定處理環境空間之罩殼；氣體分配裝置，其位於該反應腔室內且經佈置以將至少一種 處理氣體輸送至該處理環境空間中；旋轉系統，其經佈置以支撐晶圓載體，該旋轉系統耦合至旋轉驅動機構；撓度計，其經佈置以朝向該晶圓載體上之量測點發射光束，使得該光束自藉由該晶圓載體保持之至少一個晶圓之表面反射至偏轉感測器，其中該至少一個晶圓之表面的傾斜改變引起可由該偏轉感測器偵測到之該光束之偏轉；掃描定位器，其固定至該反應腔室且經佈置以將該撓度計重新定位於該晶圓載體上方，使得由該撓度計發射之光束在該至少一個晶圓中之每一者之表面上掃描；傾斜映射引擎，其以操作方式與該撓度計之輸出耦合，且經組態以產生在該至少一個晶圓之整個表面中之複數個量測點處藉由該撓度計量測的傾斜映射；及表面高度映射引擎，其以操作方式與該傾斜映射引擎耦合，且經組態以基於該傾斜映射而產生該至少一個晶圓中之每一者之表面的三維表面形貌映射。
  12. 如請求項11之系統，其中該旋轉系統為耦合至該旋轉驅動機構之轉軸。
  13. 如請求項11之系統，其中該旋轉系統為耦合至該旋轉驅動機構之旋轉管。
  14. 如請求項11之系統，其中該傾斜映射引擎經組態以使該複數個量測點中之每一者與晶圓載體專用座標系統中該對應晶圓之表面上之對應位置相關聯。
  15. 如請求項11之系統，其中該傾斜映射引擎經組態以使該複數個量測點中之每一者與晶圓專用座標系統中對應晶圓之表面上之對應位置相關聯。
  16. 如請求項11之系統，其中該至少一個晶圓中之每一者之表面的該三維表面形貌映射表示該至少一個晶圓中之每一者上的多個點處之每一晶圓表面高度，其中表示該高度之該多個點位於與該等量測點相同位置處。
  17. 如請求項11之系統，其中該至少一個晶圓中之每一者之表面的該三維表面形貌映射表示該至少一個晶圓中之每一者上的多個點處之每一晶圓表面高度，其中表示該高度之該多個點包括位於與該等量測點相同位置處之點，且進一步包括額外點。
  18. 如請求項11之系統，其中該掃描定位器經佈置使得由該撓度計發射之光束沿著該晶圓載體上方之徑向方向掃描。
  19. 如請求項11之系統，其中該傾斜映射引擎根據笛卡耳座標系統將表示沿著晶圓載體專用座標系統中徑向及切向組件的每一量測點處之傾斜的初始組原始資料轉換成每一量測點處之傾斜表示。
  20. 一種方法，其用於對至少一個晶圓之表面的非接觸分析，該方法包含：朝向該至少一個晶圓發射光束使得該光束自該至少一個晶圓之表面反射；基於自該表面反射之該光束的偏轉來偵測該表面之傾斜改變；使該光束在該至少一個晶圓之表面上方掃描；產生在該至少一個晶圓之整個表面中之複數個量測點處所量測的傾斜映射；及基於該傾斜映射而產生該至少一個晶圓之表面的三維表面形貌映射。
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