專利名稱：掃描晶圓表面圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路加工制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種掃描晶圓表面圖像 的方法。
背景技術(shù)：
在晶圓的加工過程中，往往需要通過掃描方式獲取晶圓表面的圖像，利用探頭劃 過晶圓，就可以掃描出晶圓表面高低情況，進(jìn)而推算晶圓表面涂布的材料膜厚相關(guān)情況，以 便進(jìn)行后續(xù)的研究探討。將晶圓置于X-Y平面的載物臺(tái)上，X-Y平面通常為水平平面，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)掃描速度表示掃描時(shí)探頭移動(dòng)的速度；掃描方向表示探頭移動(dòng)的方向，通常只有兩個(gè)方向，即正Y方向和負(fù)Y方向。取樣頻率為探頭獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔的倒數(shù)。取樣頻率越高，則時(shí)間間隔越低。高度范圍表示探頭在Z方向(通常為垂直方向)上能夠變化的高度范圍。圖1所示為對(duì)晶圓進(jìn)行掃描的示意圖，水平為X方向，與X方向垂直的為Y方向。 其中虛線表示晶圓邊緣。圖中每個(gè)小方格為掃描的基本單元。在每個(gè)基本單元中，探頭獲 取一次數(shù)據(jù)，并且探頭的掃描方向以及Z方向的高度在基本單元中保持不變。每個(gè)方格中 的小箭頭代表探頭在該基本單元內(nèi)的掃描方向。掃描儀有兩個(gè)重要參數(shù)，分別稱為近像距(fl)和遠(yuǎn)像距(f2)。只有當(dāng)探頭與晶 圓表面之間的距離h滿足fl < h < f2時(shí)，才能獲得清晰的掃描圖像，否則就會(huì)出現(xiàn)失焦 (defocus)現(xiàn)象。因此，探頭上還具有一定數(shù)目的傳感器，所述傳感器的作用是在掃描過程 中實(shí)時(shí)監(jiān)測探頭與晶圓表面之間的距離h，當(dāng)發(fā)現(xiàn)h不滿足上述條件時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整， 使其能夠滿足上述條件?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)掃描方向的設(shè)置主要有兩種方法，一種是往返式掃描，也就是說，探 頭先按照正Y方向掃描得到一列圖像，掃描到正Y方向上的晶圓邊緣后，在X方向上步進(jìn)一 列，再按照負(fù)Y方向掃描；到負(fù)Y方向的晶圓邊緣后，再在X方向上步進(jìn)一列，按照正Y方向
掃描......如此循環(huán)最終得到整個(gè)晶圓的圖像。另一種是隨機(jī)方向，也就是說，每個(gè)基本
單元的掃描方向是隨機(jī)選取的。這兩種掃描方式都會(huì)有一個(gè)共同的問題，就是在掃描晶圓 邊緣的時(shí)候，如果掃描方向是從晶圓邊緣外向晶圓內(nèi)掃描，如圖1中基本單元101處的掃描 方向，則探頭與晶圓表面之間的距離h就會(huì)難以控制在fl < h < f2范圍內(nèi)，從而引起邊緣 失焦的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種改善晶圓掃描時(shí)邊緣失焦的方法?？梢苑?止晶圓掃描時(shí)出現(xiàn)邊緣失焦的情況。本發(fā)明實(shí)施例提出一種掃描晶圓表面圖像的方法，包括如下步驟A、獲取晶圓的輪廓，并設(shè)置掃描的基本單元；
B、根據(jù)晶圓的輪廓判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元是否位于晶圓的邊緣，若是將掃 描方向調(diào)整為從晶圓內(nèi)向晶圓邊緣外的方向；C、按照調(diào)整后的方向掃描所述基本單元，掃描完畢后轉(zhuǎn)至步驟B。從以上技術(shù)方案可以看出，對(duì)基本單元按照從晶圓內(nèi)向晶圓邊緣外的方向進(jìn)行掃 描，可以避免出現(xiàn)邊緣失焦的問題。


圖1為對(duì)晶圓進(jìn)行掃描的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的掃描晶圓表面圖像的流程。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要內(nèi)容是判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元是否處于晶圓的邊緣，若是， 將掃描方向確定為從晶圓內(nèi)向晶圓外的方向，并按照該掃描方向進(jìn)行掃描；否則，按照現(xiàn)有 的掃描方式進(jìn)行掃描。所述現(xiàn)有的掃描方式可以是往返式掃描或隨機(jī)式掃描。此外，掃描儀的探頭上的傳感器一般在水平平面內(nèi)，沿著垂直于掃描方向分布。設(shè)
傳感器的總數(shù)為M，這M個(gè)傳感器探測探頭與晶圓表面的距離分別為hphy、......hM。將
這M個(gè)值求平均，作為實(shí)際測量的探頭與晶圓表面的距離h = (h1+h2+h3+......+hM)/M，并
以此作為調(diào)整探頭與晶圓表面距離的依據(jù)。當(dāng)探頭在晶圓邊緣處掃描時(shí)，可能其中一部分傳感器的垂直投影已經(jīng)不在晶圓 上，則這部分傳感器探測的距離不再是探頭與晶圓表面的距離，而是探頭與載物臺(tái)之間的 距離IV而該距離氏要比探頭與晶圓表面的距離至少增加了晶圓的厚度。這樣通過求平 均得到的h就不能準(zhǔn)確反映探頭與晶圓表面的距離，而這也是導(dǎo)致失焦的一個(gè)因素。因此本發(fā)明還對(duì)傳感器的工作方式作了相應(yīng)改變判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元 是否處于晶圓的邊緣，若是則設(shè)置探頭上傳感器的一個(gè)傳感器子集，僅使用該傳感器子集 包含的傳感器探測探頭與晶圓表面的距離。所述傳感器子集可以是最靠近晶圓中心方向的N個(gè)傳感器，其中N的取值滿足 1 <N<M。較佳地，可以取N = M/2(M為偶數(shù))或(M+1)/2(M為奇數(shù))。本發(fā)明實(shí)施例提出的一個(gè)對(duì)晶圓表面掃描的流程如圖2所示，包括如下步驟步驟201 獲取晶圓的輪廓，并設(shè)置掃描的基本單元?？梢酝ㄟ^預(yù)掃描的方式得到 晶圓的輪廓，并在該輪廓的基礎(chǔ)上，按照設(shè)置的取樣頻率設(shè)置基本單元的網(wǎng)格。步驟202 判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元是否位于晶圓的邊緣，若是則執(zhí)行步驟203， 否則按照現(xiàn)有的往返掃描或隨機(jī)掃描的方式對(duì)當(dāng)前基本單元進(jìn)行掃描，并返回步驟202。步驟203 將掃描方向調(diào)整為從晶圓內(nèi)向晶圓邊緣外的方向；步驟204:按照調(diào)整后的方向掃描所述基本單元，并在掃描過程中使用預(yù)先設(shè)置 的傳感器子集中的N個(gè)傳感器探測探頭與晶圓表面的距離，并根據(jù)探測結(jié)果調(diào)整探頭高 度判斷所得N個(gè)數(shù)值平均后的結(jié)果h是否滿足n < h < f2，若是則不對(duì)探頭高度進(jìn)行調(diào) 整，否則調(diào)整探頭高度使其滿足n < h < f2。然后返回步驟202。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種掃描晶圓表面圖像的方法，包括如下步驟A、獲取晶圓的輪廓，并設(shè)置掃描的基本單元；B、根據(jù)晶圓的輪廓判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元是否位于晶圓的邊緣，若是將掃描方向調(diào)整為從晶圓內(nèi)向晶圓邊緣外的方向；C、按照調(diào)整后的方向掃描所述基本單元，掃描完畢后轉(zhuǎn)至步驟B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C進(jìn)一步包括在掃描過程中使用N個(gè)傳感器探測探頭與晶圓表面的距離，并判斷所得N個(gè)探頭與晶 圓表面的距離的平均值h是否滿足Π < h < f2，若是則不對(duì)探頭高度進(jìn)行調(diào)整，否則調(diào)整 探頭高度使其滿足Π < h < f2，其中Π為探頭最近成像距離，f2為探頭最遠(yuǎn)成像距離，N 小于探頭上的傳感器總數(shù)M。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述N為1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)M為偶數(shù)時(shí)，N= M/2 ；當(dāng)M為奇數(shù)時(shí)， N = (M+1V2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述N個(gè)傳感器為距離晶圓 中心最近的N個(gè)傳感器。全文摘要
本發(fā)明公開了一種掃描晶圓表面圖像的方法，包括如下步驟A、根據(jù)晶圓的輪廓獲取晶圓的輪廓，并設(shè)置掃描的基本單元；B、判斷當(dāng)前所要掃描的基本單元是否位于晶圓的邊緣，若是將掃描方向調(diào)整為從晶圓內(nèi)向晶圓邊緣外的方向；C、按照調(diào)整后的方向掃描所述基本單元，掃描完畢后轉(zhuǎn)至步驟B。本發(fā)明方案可以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)晶圓表面掃描時(shí)邊緣失焦的問題。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101929846SQ20091005337
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者金燦, 陳忠奎 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司