[发明专利]晶圆清晰度定位的方法

说明书

本发明涉及到晶圆清晰度定位的方法。由配置有显微镜的相机在晶圆的垂直方向上进行数次移动，相机每次移动时记录下相机当时的驻停位置以及保存相机当时通过显微镜拍摄到的图像。计算各个驻停位置相对参考位置的位置变量，计算图像各自的清晰度相对参考清晰度的清晰度变量，将具有位置变量的数组视为二次函数的离散式自变量、和将具有清晰度变量的数组视为二次函数的因变量，拟合二次函数。定位出相机拍摄晶圆所需的位置为二次函数的顶点横坐标加上参考位置。

技术领域

本发明主要涉及到半导体晶圆的技术领域，更确切的说，涉及到一种在晶圆的各工艺制备环节中针对晶圆的清晰度进行定位的方法。

背景技术

晶圆检测是半导体制造工艺中常用且必备的工艺环节，晶片检测过程通常包括检测目标图像生成和图像数据处理。检测目标图像生成用于获得与被检测对象例如晶圆有关的检测目标图像，数据处理用于对检测目标图像进行提取的处理和判定，常见的处理例如晶圆缺陷分析和特征尺寸测量等。以晶圆缺陷判定为例，核心工作是区分有效缺陷和疑似缺陷如噪声信号，疑似缺陷为检测中非本质性的微小差异或随机所导致。

关键尺寸测量经常十分依赖被测对象的拍摄或图像是否清晰，如果被测对象的图像仅仅只是一个较粗略的大概图像，那么关键尺寸测量必然出现偏差。困扰就在于如何完成关键尺寸的精细化拍摄。现有技术往往是以粗略调光照来实现拍摄，通常扫描电子显微镜图形变得模糊不清而无法实现精确的图像，从而导致无法进行量测。或者扫描电子显微镜图形在观察时被认为是清晰的但实际上并未达到最佳的清晰度。

除类似于关键尺寸测量，在缺陷检测方面最苛刻的要求是图像清晰。问题是如何确保图像的精细程度仍存在改善空间，否则将导致后续打算改善制备工艺来优化半导体工艺偏移量却毫无章法可依，而本申请正是基于这些弊端提出了后文的实施例。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请技术方案进行清楚、完整的阐释说明，方便本领域技术人员的理解，但不限制于这类特定的应用场景中。

发明内容

本申请提出了一种晶圆清晰度定位的方法，其中：由配置有显微镜的相机在晶圆的垂直方向上移动N次，设第K次移动时记录下相机当时的驻停位置P_K和保存相机通过显微镜拍摄到的图像I_K，K＝1、2、3、…N；

相机在一个参考位置处通过显微镜拍摄到的晶圆的图像具有参考清晰度；

计算各个驻停位置P₁、P₂、…P_N相对参考位置的位置变量X₁、X₂、…X_N；

计算图像I₁、I₂、…I_N各自的清晰度相对参考清晰度的清晰度变量Y₁、Y₂、…Y_N；

将具有位置变量X₁、X₂、…X_N的数组视为二次函数的离散式自变量、和将具有清晰度变量Y₁、Y₂、…Y_N的数组视为二次函数的因变量，以拟合出二次函数；

藉此定位出相机拍摄晶圆所需的位置为二次函数的顶点横坐标加上参考位置。

上述的方法，其中：利用能量梯度函数作为评价函数F来评价参考位置处的图像的参考清晰度、各个驻停位置处对应的图像I₁、I₂、…I_N自身的清晰度；

其中f(xp,yp)为像素点(xp,yp)的灰度值、f(xp+1,yp)为像素点(xp+1,yp)的灰度值以及f(xp,yp+1_表示像素点(xp,yp+1)的灰度值。