晶圆量测方法、装置、介质和电子设备与流程

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种晶圆量测方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备。

背景技术：

半导体工厂普遍面临制程多，工艺复杂的问题，为保证晶圆的质量，需要对晶圆的关键尺寸等参数进行量测，从而能够及时侦测到产线是否存在异常，晶圆的量测对于保持制程稳定，降低生产成本具有至关重要的作用。大多数量测机台需要在晶圆上定点量测，量测点的偏移会造成机台作业量的增加，影响正常制程的进行，进而造成产品良率的下降。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种晶圆量测方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备。

本发明的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种晶圆量测方法，所述方法适用于图案化后的晶圆，包括：

获取晶圆量测区域图像；

识别所述晶圆量测区域图像中的特征标记；

确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置；

根据所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量；

根据所述特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。

在一个实施例中，所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的特征唯一。

在一个实施例中，根据所述特征标记在所述晶圆量测区域图像对应的版图中的位置确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的标准位置。

在一个实施例中，根据所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的所述实际位置与所述标准位置计算得到所述特征标记的偏移量。

在一个实施例中，所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的所述实际位置和所述标准位置包括所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标。

在一个实施例中，所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的所述实际位置与所述标准位置的偏移量为所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标的偏移量。

在一个实施例中，还包括：

在无法识别所述晶圆量测区域图像中的所述特征标记时，提示所述量测点发生偏移。

在一个实施例中，还包括：根据所述量测点及机台量测光斑的尺寸设置所述偏移量的预设范围。

在一个实施例中，所述量测点及所述机台量测光斑的尺寸大小固定。

在一个实施例中，所述量测点的尺寸为测量点的长度或宽度，所述量测光斑的尺寸为量测光斑的直径。

在一个实施例中，所述量测点的偏移量在预设范围内时，不发出提示或提示所述量测点未发生偏移。

在一个实施例中，所述量测点的偏移量超出预设范围时，输出报警信息或提示所述量测点发生偏移。根据本发明实施例的第二方面，提供了一种晶圆量测装置，包括：

获取模块，用于获取晶圆量测区域图像；

识别模块，用于识别所述晶圆量测区域图像中的特征标记；

确定模块，用于确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置；

分析模块，用于根据所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量，并根据所述特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，配置为存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上方法中任一项所述的方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上方法中任一项所述的方法。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本发明的一些实施例所提供的技术方案中，根据特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量，由于特征标记与量测点的相对位置固定，因此可以通过特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。本发明方案能够实时判别并发现量测点位的偏移问题，有利于及时调整量测位置，从而保证量测结果的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1示意性示出了本发明示例性实施方式的一种晶圆量测方法；

图2示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像的示意图；

图3示出了本公开一个实施例中的特征标记的示意图；

图4示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像的示意图；

图5示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像的示意图；

图6示出了本公开一个实施例中晶圆量测的流程示意图；

图7示出了本公开一个实施例中的一种晶圆量测装置；

图8示出了本公开一个实施例中电子设备的计算机系统。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的模块翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

半导体工厂普遍面临制程多，工艺复杂的问题，为保证晶圆的质量，需要对晶圆的关键尺寸等参数进行量测，从而能够及时侦测到产线是否存在异常，晶圆的量测对于保持制程稳定，降低生产成本具有至关重要的作用。大多数量测机台需要在晶圆上定点量测，量测点的偏移会造成机台作业量的增加，影响正常制程的进行，进而造成产品良率的下降。

为解决以上问题，本发明提供一种晶圆量测方法，用于判断晶圆量测点是否发生偏移，以提高晶圆量测的准确度。

图1示意性示出了本发明示例性实施方式的一种晶圆量测方法。本发明实施例提供的方法可以由任意具备计算机处理能力的电子设备执行，例如终端设备和/或服务器。参考图1，该晶圆量测方法适用于图案化后的晶圆，可以包括以下步骤：

步骤s102，获取晶圆量测区域图像；

步骤s104，识别所述晶圆量测区域图像中的特征标记；

步骤s106，确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置；

步骤s108，根据所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量；

步骤s110，根据所述特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。

本发明中所述图案化后的晶圆为经过曝光、显影、刻蚀等工艺后的晶圆。

在本发明实施例的技术方案中，根据特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置的偏移量，以及根据特征标记与量测点的相对位置固定，确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量，从而可以实现晶圆中量测点的量测。

在步骤s102中，获取晶圆量测区域图像。

图2示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像200的示意图。参考图2，图像200尺寸固定，定义坐标(0,0)为图像200左下角，(a,b)为图像200中心，(a,b)始终为机台实际量测点中心。定义特征标记201在图像200中相对于原点的标准中心点的坐标为(m,n)；机台实际量测结果中的特征标记201中心点的坐标标记为(m’,n’)。定义量测点202在图像200中相对于原点的标准中心点坐标为(c,d)，机台实际量测点的中心点坐标标记为(c’,d’)。

在步骤s104中，识别所述晶圆量测区域图像中的特征标记。

参考图2，在步骤s104中，识别所述晶圆量测区域图像200中的特征标记201。在一个实施例中，所述特征标记201在所述晶圆量测区域图像200中的特征唯一。在一个实施例中，根据版图中与所述特征标记对应的标准特征标记，识别所述晶圆量测区域图像中的所述特征标记，其中所述标准特征标记的位置为所述特征标记的标准位置。在实际操作时，可以将晶圆量测区域图像200与版图中所述特征标记对应的标准特征标记进行匹配，以获取特征标记201。在一些实施例中，特征标记可以是图像中任意棱角分明易识别的特殊图形，或者与量测图像中其它类似图形有明显的色差。若量测点或多个量测点的组合比较特殊易识别，也可以作为特征标记。同样的，条形、直角形也可以作为特征标记。图3示出了本公开一个实施例中的特征标记的示意图。在一个实施例中，在无法识别所述晶圆量测区域图像中的所述特征标记时，提示晶圆量测区域发生偏移。即，如果在识别所述晶圆量测区域图像时，无法识别出所述特征标记则发出提示。

在步骤s106中，确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置。

参考图2，在步骤s106中，在一个实施例中，确定所述特征标记201在所述晶圆量测区域图像200中的实际位置包括：确定所述晶圆量测区域图像200中的所述特征标记201的中心坐标(m’,n’)。

在步骤s108中，根据所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量。

在一个实施例中，将所述晶圆量测区域图像中的所述特征标记与版图中对应的标准特征标记转换至同一坐标系中。

参考图2，在步骤s108中，在一个实施例中，将所述特征标记201的实际位置坐标(m’,n’)与所述特征标记201的标准位置坐标(m,n)进行比较以确定所述特征标记的偏移量包括：将所述晶圆量测区域图像200中的所述特征标记201的中心坐标(m’,n’)与所述标准特征标记的中心坐标(m,n)进行比较以获取所述晶圆量测区域图像200中的所述特征标记201的中心坐标的偏移量。图2是理想状态中的晶圆量测区域图像，(m’,n’)与(m,n)重合，但是实际量测中(m’,n’)相对于(m,n)具有一定的偏移量，如图4和图5所示。在一个实施例中，所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的所述实际位置和所述标准位置包括所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标。在一个实施例中，所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的所述实际位置与所述标准位置的偏移量为所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标的偏移量。

在步骤s110中，根据所述特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。

参考图2，在步骤s110中，在一个实施例中，根据版图中标准特征标记的标准位置(m,n)与所述版图中所述量测点(c,d)的相对位置以及根据所述特征标记201的偏移量推测所述晶圆量测区域图像200中量测点202的偏移量。即，因为在版图中，特征标记与量测点的相对位置固定，所以在实际量测时，特征标记201的偏移量可以等同于量测点的偏移量。

在一个实施例中，根据所述量测点及机台量测光斑的尺寸设置所述偏移量的预设范围。在一个实施例中，所述量测点及所述机台量测光斑的尺寸大小固定。在一个实施例中，所述量测点的尺寸为测量点的长度或宽度，所述量测光斑的尺寸为量测光斑的直径。在一个实施例中，在所述晶圆量测区域图像中所述量测点的偏移量在预设范围内时，提示检测通过或不发出提示。

图4示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像400的示意图。参考图4，量测点402尺寸与机台量测光斑403尺寸固定，在一实施例中，量测点402的长宽为80μm*80μm，机台量测光斑403的直径d＝60μm，特征标记实际位置的中心坐标为(m’,n’)，标准位置的中心坐标为(m,n)，则预设范围为m-10≤m’≤m+10，且n-10≤n’≤n+10。由于量测点402位置与特征标记401相对位置固定，所以可通过特征标记401实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标的偏移量计算所述量测点402的标准中心点坐标(c,d)与实际量测中心点坐标(c’,d’)的偏移量，进而判断量测点402是否发生偏移，具体判断步骤如下：

若m’＝m，n’＝n，即c’＝c＝a，d’＝d＝b，则机台实际量测点即为需要量测的量测点中心，说明所述量测点的偏移量在预设范围内，如图2所示。

若m-10≤m’≤m+10且n-10≤n’≤n+10，则c-10≤c’≤c+10且d-10≤d’≤d+10，即a-10≤c’≤a+10且b-10≤d’≤b+10，说明此时量测点虽然有一定偏移但仍在预设范围内，如图4所示。

在一个实施例中，所述量测点的偏移量超出预设范围时，输出报警信息或提示所述量测点发生偏移。

图5示出了本公开一个实施例中晶圆量测区域图像500的示意图。

参考图5，量测点502尺寸大小与机台量测光斑503尺寸固定，在一实施例中，量测点502的长宽为80μm*80μm，机台量测光斑403的直径d＝60μm，特征标记实际位置的中心坐标为(m’,n’)，标准位置的中心坐标为(m,n)，则预设范围为m-10≤m’≤m+10，且n-10≤n’≤n+10。由于量测点502位置与特征标记501相对位置固定，所以可通过特征标记501实际位置的中心坐标与所述标准位置的中心坐标的偏移量计算所述量测点502的标准中心点坐标(c,d)与实际量测中心点坐标(c’,d’)的偏移量，进而判断量测点502是否发生偏移，具体判断步骤如下：

若m’≤m-10或m’≥m+10或n’≤n-10或n’≥n+10，则c’≤c-10或c’≥c+10或d’≤d-10或d’≥d+10，即c’≤a-10或c’≥a+10或d’≤b-10或d’≥b+10，则说明量测点已完全超出量测的预设范围，并且机台会在检测到量测点超出预设范围后发出报警信号，以提示技术人员对量测机台进行调整或者修复。

在实际晶圆量测过程中，机台通常会以图像的形式记录最终量测位置，以膜厚量测机台为例，理想情况下，量测点中心与图像的中心点重合，如图2所示。

在实际量测中，量测点的尺寸与机台量测光斑的尺寸大小是已知的，因此，在计算机台最终测试得到的图像中量测点及机台量测光斑的尺寸大小时，可通过图像尺寸与量测点及机台量测范围实际尺寸之间的比例关系进行换算，最终得到图像中量测点尺寸及机台量测光斑尺寸的大小。

定义特征标记并对量测得到的图像进行识别，由于特征标记与量测点中心的相对位置固定，所以可通过特征标记中心点位置的变化得到量测点中心点的变化，进而判断量测点是否偏移，如图4和图5所示。

图6示出了本公开一个实施例中晶圆量测的流程示意图，具体如下：

s602：获取量测区域图像，对图案化后的晶圆位置进行量测，每个位置量测结束后会有实时量测图像产生，可对不同位置的量测图像分别编号为图像1…图像n；

s604：进行特征标记识别，根据版图中特征标记的像素特征对量测图像中的像素点进行识别，当量测图像中的像素点的像素特征与版图中特征标记的像素特征对应时，则对该像素特征进行提取，得到特征标记在量测图像中对应的图像，如果没有对应像素特征，则识别失败，进而判定该晶圆的量测位置发生偏移。

s606：获取特征标记在量测图像中的实际位置坐标，在得到特征标记在量测图像中对应的图像后，如图2所示，可直接根据量测图像200得到特征标记在量测图像200中的实际位置坐标(m’,n’)；

s608：计算偏移量，将特征标记的实际位置坐标(m’,n’)与输入的所述特征标记的标准位置坐标(m,n)进行比对，如果计算得到的偏移量在预设范围内，则显示量测位置正确；反之，则显示量测位置发生偏移。

以下介绍本发明的装置实施例，可以用于执行本发明上述的晶圆的位置量测方法。

如图7所示，根据本发明实施例提供的一种晶圆量测装置700可以包括：

获取模块710，用于获取晶圆量测区域图像；

识别模块720，用于识别所述晶圆量测区域图像中的特征标记；

确定模块730，用于确定所述特征标记在所述晶圆量测区域图像中的实际位置；

分析模块740，用于根据所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置确定所述特征标记的偏移量，并根据所述特征标记的偏移量确定所述晶圆量测区域图像中量测点的偏移量。

由于本发明的示例实施例的晶圆量测装置的各个功能模块与上述晶圆量测方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明上述的晶圆量测方法的实施例。

在本发明实施例提供的晶圆量测装置中，通过所述特征标记的实际位置与所述特征标记的标准位置的偏移量确定所述晶圆量测区域的图像中量测点的偏移量。本发明方案能够实时判别并发现量测点位的偏移问题，有利于及时调整量测位置，从而保证量测结果的准确性。

下面参考图8，其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统800的结构示意图。图8示出的电子设备的计算机系统800仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，计算机系统800包括中央处理单元(cpu)801，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(ram)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram803中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu801、rom802以及ram803通过总线804彼此相连。输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。

以下部件连接至i/o接口805：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至i/o接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)801执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的晶圆量测方法。

例如，所述的电子设备可以实现如图1中所示的各个步骤。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。