[发明专利]扫描晶圆表面图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路加工制造技术领域，特别涉及一种扫描晶圆表面图像的方法。

背景技术

在晶圆的加工过程中，往往需要通过扫描方式获取晶圆表面的图像，利用探头划过晶圆，就可以扫描出晶圆表面高低情况，进而推算晶圆表面涂布的材料膜厚相关情况，以便进行后续的研究探讨。

将晶圆置于X-Y平面的载物台上，X-Y平面通常为水平平面，并设置相关参数：

扫描速度：表示扫描时探头移动的速度；

扫描方向：表示探头移动的方向，通常只有两个方向，即正Y方向和负Y方向。

取样频率：为探头获取数据的时间间隔的倒数。取样频率越高，则时间间隔越低。

高度范围：表示探头在Z方向(通常为垂直方向)上能够变化的高度范围。

图1所示为对晶圆进行扫描的示意图，水平为X方向，与X方向垂直的为Y方向。其中虚线表示晶圆边缘。图中每个小方格为扫描的基本单元。在每个基本单元中，探头获取一次数据，并且探头的扫描方向以及Z方向的高度在基本单元中保持不变。每个方格中的小箭头代表探头在该基本单元内的扫描方向。

扫描仪有两个重要参数，分别称为近像距(f1)和远像距(f2)。只有当探头与晶圆表面之间的距离h满足f1≤h≤f2时，才能获得清晰的扫描图像，否则就会出现失焦(defocus)现象。因此，探头上还具有一定数目的传感器，所述传感器的作用是在扫描过程中实时监测探头与晶圆表面之间的距离h，当发现h不满足上述条件时对其进行实时调整，使其能够满足上述条件。

现有技术中对扫描方向的设置主要有两种方法，一种是往返式扫描，也就是说，探头先按照正Y方向扫描得到一列图像，扫描到正Y方向上的晶圆边缘后，在X方向上步进一列，再按照负Y方向扫描；到负Y方向的晶圆边缘后，再在X方向上步进一列，按照正Y方向扫描......如此循环最终得到整个晶圆的图像。另一种是随机方向，也就是说，每个基本单元的扫描方向是随机选取的。这两种扫描方式都会有一个共同的问题，就是在扫描晶圆边缘的时候，如果扫描方向是从晶圆边缘外向晶圆内扫描，如图1中基本单元101处的扫描方向，则探头与晶圆表面之间的距离h就会难以控制在f1≤h≤f2范围内，从而引起边缘失焦的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种改善晶圆扫描时边缘失焦的方法。可以防止晶圆扫描时出现边缘失焦的情况。

本发明实施例提出一种扫描晶圆表面图像的方法，包括如下步骤：

A、获取晶圆的轮廓，并设置扫描的基本单元；

B、根据晶圆的轮廓判断当前所要扫描的基本单元是否位于晶圆的边缘，若是将扫描方向调整为从晶圆内向晶圆边缘外的方向；

C、按照调整后的方向扫描所述基本单元，扫描完毕后转至步骤B。

从以上技术方案可以看出，对基本单元按照从晶圆内向晶圆边缘外的方向进行扫描，可以避免出现边缘失焦的问题。

附图说明

图1为对晶圆进行扫描的示意图；

图2为本发明实施例提出的扫描晶圆表面图像的流程。

具体实施方式

本发明的主要内容是：判断当前所要扫描的基本单元是否处于晶圆的边缘，若是，将扫描方向确定为从晶圆内向晶圆外的方向，并按照该扫描方向进行扫描；否则，按照现有的扫描方式进行扫描。所述现有的扫描方式可以是往返式扫描或随机式扫描。

此外，扫描仪的探头上的传感器一般在水平平面内，沿着垂直于扫描方向分布。设传感器的总数为M，这M个传感器探测探头与晶圆表面的距离分别为h₁、h₂、h₃......h_M。将这M个值求平均，作为实际测量的探头与晶圆表面的距离h＝(h₁+h₂+h₃+......+h_M)/M，并以此作为调整探头与晶圆表面距离的依据。

当探头在晶圆边缘处扫描时，可能其中一部分传感器的垂直投影已经不在晶圆上，则这部分传感器探测的距离不再是探头与晶圆表面的距离，而是探头与载物台之间的距离H₀。而该距离H₀要比探头与晶圆表面的距离至少增加了晶圆的厚度。这样通过求平均得到的h就不能准确反映探头与晶圆表面的距离，而这也是导致失焦的一个因素。

因此本发明还对传感器的工作方式作了相应改变：判断当前所要扫描的基本单元是否处于晶圆的边缘，若是则设置探头上传感器的一个传感器子集，仅使用该传感器子集包含的传感器探测探头与晶圆表面的距离。