用于分析晶圆的形状的方法和设备的制造方法

用于分析晶圆的形状的方法和设备的制造方法
【专利摘要】一种根据实施例的用于分析晶圆的形状的方法包括以下步骤：采集显示有待分析的晶圆的剖面图像；在该剖面图像中发现该晶圆的表面轮廓的坐标行；并且使用该坐标行获得包括关于该晶圆的形状的信息在内的形状分析数据。
【专利说明】用于分析晶圆的形状的方法和设备 【技术领域】
[0001 ]实施例设及一种分析晶圆的形状的方法和设备。 【【背景技术】】
[0002] 半导体器件形成在晶圆上。在运种情况下，为了实现半导体器件的高集成度和高 产出，要求晶圆的边缘具有高纯度W及适合制造半导体器件的方法的适当形状。为此，要求 一种实用并容易的分析晶圆的边缘的形状的方法。例如，晶圆的边缘的形状的最重要的数 学参数之一是曲率，并且由晶圆的边缘和晶圆的前表面形成的总体曲率应当尽可能小。运 是因为当曲率较小时晶圆的前表面和晶圆的边缘是在彼此之间没有边界的情况下平滑地 形成的。
[0003] 然而，当由晶圆的边缘和前表面形成的曲率并不小时，晶圆可能不均匀地涂覆有 光刻胶(PR)等的关键问题可能发生在用于在晶圆上制造半导体器件的过程中。
[0004] 在一种常规的分析晶圆的边缘形状的方法中，通过光学原理(诸如激光散射等)分 析晶圆的表面的粗糖度。然而，在运种常规的方法中，为了执行与边缘曲率的计算相对应的 极其精确的分析，不仅需要被精屯、对准的昂贵设备而且还存在激光点的大小较小的技术负 担。 【
【发明内容】
】
[000引【技术问题】
[0006] 实施例设及提供一种分析晶圆的形状的方法和设备，其中，可W通过图像处理技 术在不需要单独的设备(诸如激光器等)的帮助下简单地分析晶圆的形状。
[0007] 【技术方案】
[000引本发明的一方面提供了一种分析晶圆的形状的方法，该方法包括:采集显示有待 分析的晶圆的剖面图像;在该剖面图像中发现该晶圆的表面轮廓的坐标系列；并且使用该 坐标系列获得包括关于该晶圆的形状的信息在内的形状分析数据。
[0009] 该剖面图像可W显示该晶圆的边缘和边缘附近，并且该晶圆的形状可W包括该边 缘和该边缘附近的形状。
[0010] 所述采集该剖面图像可W包括使用电子显微镜捕捉该晶圆的该边缘和该边缘附 近。该剖面图像中的每个像素的水平大小和竖直大小各自可W小于等于该晶圆的形状的大 小的1%。进一步地，该剖面图像中的每个像素的水平大小和竖直大小各自可W在0.25WI1至 2皿的范围内。
[0011] 所述采集该剖面图像可W包括通过捕捉该边缘和该边缘附近若干次来采集多个 划分图像并且通过组合该多个划分图像采集该剖面图像。
[0012] 所述组合该多个划分图像可W包括分析该多个划分图像各自的亮度、重叠具有相 似亮度的间隔并且采集该剖面图像。
[0013] 分析晶圆的形状的该方法可W进一步包括在该剖面图像中增加该晶圆与该晶圆 的外围之间的对比度，并且可W在该对比度增加的该剖面图像中发现该表面轮廓的坐标系 列。
[0014] 所述发现该表面轮廓的该坐标系列可W包括:获得该剖面图像中的每个像素的亮 度;获得相邻像素之间的亮度差;使用运些亮度差确定临时轮廓像素；当要求对由运些临时 轮廓像素形成的临时表面轮廓进行修改时重新确定运些临时轮廓像素;并且当不要求对该 临时表面轮廓进行所述修改时将运些临时轮廓像素的阵列确定为该表面轮廓的该坐标系 列。
[0015] 所述确定运些临时轮廓像素可W包括发现显示在运些亮度差中相对较大亮度差 的相邻像素并且将所发现的运些相邻像素确定为运些临时轮廓像素。
[0016] 所述确定运些临时轮廓像素可W包括按照从最大到最小的顺序列出运些亮度差 并且将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像素确定为运些临时轮廓像素。
[0017] 可W由操作人员要求对该临时表面轮廓的所述修改。
[0018] 当运些临时轮廓像素之间的间隔在阔值距离之外时可W确定要求对该临时表面 轮廓进行所述修改。该阔值距离可W在1个像素到100个像素的范围内。该阔值距离可W是 在距该表面轮廓的距离的10%内的距离。该阔值距离可W是对应于该晶圆的形状的大小的 1 %的距离。
[0019] 所述发现该表面轮廓的该坐标系列可W进一步包括将被确定为该表面轮廓的该 坐标系列的运些临时轮廓像素的该阵列变换为具有笛卡尔坐标形式的坐标系列。
[0020] 当该亮度差在阔值亮度范围之外时，该亮度差可W被确定为相对较大的亮度差。 该阔值亮度范围可W在0.01灰度级到0.1灰度级的范围内。
[0021] 所述获得该形状分析数据可W包括对由该表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线 进行平滑并且使用该经平滑的曲线计算该形状分析数据。
[0022] 该形状分析数据可W包括由该边缘和该边缘附近两者形成的曲率。
[0023] 该形状分析数据可W包括通过将从未经处理的区域和经处理的区域导出的间隙 区域归一化所获得的经归一化的间隙区域。
[0024] 本发明的另一方面设及一种晶圆形状分析设备，该设备包括：图像采集单元，该图 像采集单元采集显示有待分析的晶圆的剖面图像;表面轮廓确定单元，该表面轮廓确定单 元在从该图像采集单元输出的该剖面图像中发现该晶圆的表面轮廓的坐标系列；W及数据 分析单元，该数据分析单元使用从该表面轮廓确定单元输出的该坐标系列计算包括关于该 晶圆的形状的信息在内的形状分析数据。
[0025] 该剖面图像可W显示该晶圆的边缘和边缘附近，并且该晶圆的形状可W包括该边 缘和该边缘附近的形状。
[0026] 该图像采集单元可W包括：图像捕捉单元，该图像捕捉单元捕捉该晶圆的该边缘 和该边缘附近若干次；W及图像组合单元，该图像组合单元将在该图像捕捉单元中捕捉若 干次的多个划分图像组合并且生成该剖面图像。
[0027] 该晶圆形状分析设备可W进一步包括:对比度调整单元，该对比度调整单元在该 剖面图像中增加该晶圆与该晶圆的外围之间的对比度并且将具有增加的对比度的该剖面 图像输出到该表面轮廓确定单元，其中，该表面轮廓确定单元可W在从该对比度调整单元 输出的具有增加的对比度的该剖面图像中发现该坐标系列。
[0028] 该表面轮廓确定单元可W包括:亮度确定单元，该亮度确定单元确定该剖面图像 中的每个像素的亮度;亮度差计算单元，该亮度差计算单元接收从该亮度确定单元输出的 该亮度并且计算相邻像素之间的亮度差；临时轮廓像素确定单元，该临时轮廓像素确定单 元使用所计算的亮度差确定临时轮廓像素，并且响应于修改请求信号来重新确定运些临时 轮廓像素或输出运些临时轮廓像素;轮廓修改检查单元，该轮廓修改检查单元检查是否要 求对由运些临时轮廓像素形成的该临时表面轮廓进行修改，并且生成该修改请求信号；W 及坐标系列确定单元，该坐标系列确定单元将从该临时轮廓像素确定单元接收的运些临时 轮廓像素的阵列确定为该晶圆的该表面轮廓的该坐标系列，并且输出所确定的该坐标系 列。
[0029] 该临时轮廓像素确定单元可W发现显示在运些所计算的亮度差中相对较大亮度 差的相邻像素，并且将所发现的运些相邻像素确定为运些临时轮廓像素。
[0030] 该临时轮廓像素确定单元可W按照从最大到最小的顺序列出所计算的运些亮度 差，并且将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像素确定为运些临时轮廓像素。
[0031] 该轮廓修改检查单元可W确定操作人员是否要求对该临时表面轮廓进行所述修 改或者运些临时轮廓像素之间的间隔是否在阔值距离之外、并且生成该修改请求信号。
[0032] 该表面轮廓确定单元可W进一步包括坐标变换单元，该坐标变换单元将被确定为 该表面轮廓的该坐标系列的运些临时轮廓像素的阵列变换为具有笛卡尔坐标形式的坐标 系列，并且输出该经变换的坐标系列。
[0033] 该数据分析单元可W包括:平滑单元，该平滑单元对由该表面轮廓的离散坐标系 列组成的曲线进行平滑;数据计算单元，该数据计算单元使用该经平滑的曲线计算该形状 分析数据；W及数据输出单元，该数据输出单元将在该数据计算单元中计算的结果输出为 该形状分析数据。
[0034] 【有利效果】
[0035] 根据依照实施例的分析晶圆的形状的方法和设备，可W通过数学地处理曲线来量 化并表示与晶圆的形状有关的形状分析数据，因为可W采集关于晶圆的形状(诸如晶圆的 边缘和边缘附近的形状)的高分辨率剖面图像，可W在所采集的剖面图像中获得晶圆的表 面轮廓的坐标系列，并且所获得的坐标系列可W被表示为在数学坐标系中的曲线，因此可 W在没有单独的测量设备的帮助下容易地分析定义晶圆的形状和曲率的各个因素。
[0036] 【附图描述】
[0037] 图1是流程图，用于描述根据本发明的实施例的分析晶圆的形状的方法。
[0038] 图2是视图和放大剖面视图，展示了通过图1中展示的方法来分析形状的晶圆。
[0039] 图3(a)至3(c)是视图，展示了具有彼此不同的曲率的S个剖面图像的样本。
[0040] 图4是流程图，用于描绘在图1中展示的操作SlO的实施例。
[0041] 图5(a)至5(d)是视图，用于帮助理解示例中的划分图像。
[0042] 图6(a)至6(c)是视图，分别展示了图3(a)至3(c)中所展示的剖面图像样本的对比 度增加的状态。
[0043] 图7是流程图，用于描绘在图1中展示的操作S30的实施例。
[0044] 图8是放大视图，展示了图2中展示的部分'A'。
[0045] 图9(a)至9(c)是视图，分别展示了通过对图6(a)至6(c)中展示的剖面图像执行操 作S30所获得的剖面图像。
[0046] 图10是流程图，用于描绘在图1中展示的操作S40的实施例。
[0047] 图11(a)至11(c)是曲线图，分别用于描述对图9(a)至9(c)中展示的部分进行平滑 的过程。
[0048] 图12是曲线图，展示了在对由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的离散坐标系 列组成的曲线进行平滑的结果执行一次微分的结果。
[0049] 图13是曲线图，展示了通过将对由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的离散坐 标系列组成的曲线进行平滑获得的结果代入方程式1所获得的曲率。
[0050] 图14是视图，展示了用于描述经归一化的间隙区域的经平滑的曲线的示例。
[0051] 图15是曲线图，展示了经归一化的间隙区域与边缘的最大曲率之间的关系。
[0052] 图16是曲线图，展示了经归一化的间隙区域与边缘的曲率半径之间的关系。
[0053] 图17是曲线图，展示了经归一化的间隙区域与斜角之间的关系。
[0054] 图18是曲线图，展示了经归一化的间隙区域与切角之间的关系。
[0055] 图19是根据实施例的晶圆形状分析设备的框图。
[0056] 图20是在图19中展示的图像采集单元的实施例的框图。
[0057] 图21是在图19中展示的表面轮廓确定单元的实施例的框图。
[0058] 图22是在图19中展示的数据分析单元的实施例的框图。 【【具体实施方式】】
[0059] 在下文中，各实施例被提供W便充分地解释本发明，并且将参照附图进行详细描 述W便帮助理解本发明。然而，运些实施例可W按照许多不同的形式体现，并且本发明的范 围不应当被解释为限制于在此列出的实施例；而是，本发明的运些实施例被提供W便更透 彻地并且更完整地向本领域普通技术人员传达本发明的概念。
[0060] 在下文中，将在W下参照附图描述根据各实施例的分析晶圆的形状的方法。进一 步地，在下文中，尽管将在运些实施例中作为示例描述晶圆的边缘(在晶圆的可W被作为图 像采集的形状中，诸如晶圆边缘、晶圆表面、晶圆背面等等），本实施例还可W应用于晶圆的 另一种形状(诸如晶圆表面、晶圆背面等等)而不是晶圆边缘。
[0061] 图1是流程图，用于描述根据本发明的实施例的分析晶圆的形状的方法。
[0062] 图2是展示通过图1中展示的方法来分析其形状的晶圆W的视图W及晶圆W的局部 放大横截面视图50。在下文中，晶圆W的外围被称为晶圆外围(WP)。
[0063] 参照图1和图2,在根据本实施例的分析晶圆的形状的方法中，首先采集显示晶圆W 的形状的剖面图像(S10)。在此，在晶圆W的所采集的剖面图像中显示的晶圆W的形状可W包 括晶圆W的边缘WE(晶圆边缘)和边缘附近WF(晶圆前方)的形状。
[0064] 为此，例如，可W应用其中可W获得横截面图像的分析方法（诸如聚焦离子束 (FIB)技术)。
[0065] 在操作SlO中所采集的剖面图像中，边缘附近WF对应于晶圆W的前侧并且被布置在 边缘肥附近。进一步地，边缘WE可W被划分为斜面部分WB(晶圆斜面)和顶点WA(晶圆顶点）。 斜面部分WB是指边缘WE的倾斜部分。也就是，斜面部分WB是指穿过在晶圆W的前侧WF处具有 最大曲率的点出现的平坦并倾斜的部分。顶点WA是指从晶圆W的一侧突出的最末端部分。
[0066] 如图2所示，边缘WE的端部可W基于晶圆W的厚度的中屯、是对称的。
[0067] 在下文中，为了帮助理解本发明，尽管参照具有不同边缘形状的=个示例性剖面 图像描述了本实施例，本实施例还可W按照相同的方式应用于具有不同于运些示例性剖面 图像的剖面图像。
[0068] 图3(a)至3(c)(其为展示具有彼此不同的曲率的S个剖面图像的样本的视图）是 展示其中仅放大在图2中展示的剖面图像的部分52的图像样本的视图。
[0069] 在图3(a)至3(c)中的每个剖面图像的样本中，W表示对应于晶圆的部分，并且WP表 示对应于晶圆的外围的部分。在运S个剖面图像的样本中，在图3(a)中展示的晶圆的曲率 最大，在图3(c)中展不的晶圆的曲率最小，并且在图3(b)中展不的晶圆的曲率是在图3(a) 和图3(c)中展不的晶圆的曲率的中间。
[0070] 根据操作Sio的实施例，可W使用电子显微镜(诸如扫描电子显微镜（沈M)或发射 电子显微镜(TEM))准确地捕捉包括晶圆W的边缘WEW及边缘附近WF的剖面图像。
[0071] 进一步地，可W通过捕捉晶圆W-次来获得剖面图像。或者，在捕捉晶圆W若干次之 后，还可W选择显示最佳分辨率的剖面图像。例如，如图3(a)至3(c)中所展示的，可W通过 捕捉在图2中展示的部分52来采集运=个剖面图像的样本。
[0072] 进一步地，可W W高分辨率观察到所采集的剖面图像。例如，为了采集具有高分辨 率的剖面图像，剖面图像中的每个像素的水平大小和竖直大小各自可W小于等于晶圆的形 状的大小的1 %，并且优选地可W在0.25WI1至2WI1的范围内。
[0073] 图4是用于描绘在图1中展示的操作SlO的实施例1OA的流程图。
[0074] 图5(a)至5(d)是视图，用于帮助理解示例中的划分图像。
[0075] 根据操作SlO中的另一个实施例10A，采集边缘WE和边缘附近WF的多个划分图像 (S12)。例如，当将在操作SlO中采集的剖面图像假定为在图2中展示的部分50时，可W通过 捕捉晶圆W若干次来采集在图5(a)至5(d)中展示的多个划分图像。在此，可W用如上所述的 电子显微镜来采集该多个划分图像。尽管仅作为示例在图5(a)至5(d)中展示了四个划分图 像，本实施例并不限于此。也就是，可W采集四个或更多个划分图像或四个或更少个划分图 像。
[0076] 在执行操作S12之后，通过组合该多个划分图像来获得该剖面图像(S14)。
[0077] 根据实施例，可W通过组合在图5(a)至5(d)中展示的该多个划分图像采集在图2 中展示的剖面图像50。
[0078] 根据另一个实施例，按照与在操作S30(将在下面进行描述）中发现晶圆W的表面轮 廓的坐标系列的方法相同的方式，分析该多个划分图像各自的亮度，从而使得还可W采集 具有相似亮度重叠的间隔W及因此剖面图像50。如上所述，通过组合该多个划分图像获得 的剖面图像可W具有比一次捕捉的剖面图像更高的分辨率。
[0079] 同时，在执行操作SlO之后，在剖面图像中晶圆W与晶圆外围WP之间的对比度增加 (S20)。当执行操作S20时，可W可靠地在操作S30(将在下面进行描述）中发现晶圆W的表面 轮廓的坐标系列。在此，参照图2,'晶圆W的表面轮廓'是指晶圆W与晶圆外围WP之间的边界 60。边界60在边缘附近WF和边缘WE之上延伸。
[0080] 图6(a)至6(c)是视图，分别展示了图3(a)至3(c)中所展示的剖面图像样本的对比 度增加的状态。
[0081] 例如，当在图3(a)至3(c)中展示的剖面图像的对比度增加时，可W清楚地区分由 白色表示的晶圆W和由黑色表示的晶圆W的外围WF，如图6(a)至6(c)中所展示的。
[0082] 在一些情况下，在根据本实施例分析晶圆的形状的方法中，可W不执行并且可W 省略操作S20。
[0083] 再次参照图1，在执行操作S20之后，在对比度增加的剖面图像中发现晶圆W的表面 轮廓的坐标系列(S30)。
[0084] 例如，可W使用在图6(a)至6(c)中展示的对比度增加的每个剖面图像来发现晶圆 W的表面轮廓的坐标系列。然而，当省略操作S20时，可W使用在图3(a)至3(c)中展示的每个 剖面图像来发现晶圆W的表面轮廓的坐标系列。
[0085] 图7是用于描绘在图1中展示的操作S30的实施例30A的流程图。
[0086] 参照图2,位于晶圆W的表面轮廓60处的相邻像素可W具有比位于晶圆W中的相邻 像素或位于晶圆外围WP中的相邻像素更大的亮度差。使用如上所述的点，可W如下获得晶 圆W的表面轮廓的坐标系列。
[0087] 参照图7,首先，获得剖面图像的每个像素的亮度(S31)。
[0088] 在执行操作S31之后，获得相邻像素之间的亮度差（S32)。在执行操作S32之后，使 用运些亮度差来捜索临时轮廓像素(S33)。
[0089] 根据实施例，可W发现显示在运些亮度差中相对较大亮度差的相邻像素，并且所 发现的运些相邻像素可W被确定为临时轮廓像素(S33)。为此，例如，可W确定亮度差是否 在阔值亮度范围之外，并且在阔值亮度范围之外的亮度差可W被确定为相对较大亮度差。 例如，该阔值亮度范围可W是在0.01灰度级到0.1灰度级的范围。在运种情况下，可W对包 括在剖面图像中的所有像素执行操作S32和S33,但是本实施例并不限于此。
[0090] 根据另一个实施例，可W对剖面图像进行分组，可W获得剖面图像中的每一组的 亮度的分布，并且可W仅对具有比其他组的亮度分布更大的亮度分布的一组执行操作S32 和S33。运是因为属于不包括晶圆W的表面轮廓的一组的像素的亮度的分布不大。在运种情 况下，可W在比对包括在剖面图像中的所有像素执行操作S32和S33更快速的时间内执行操 作S3巧日S33。
[0091] 根据又另一个实施例，在执行操作S32之后，可W按照从最大到最小的顺序列出运 些亮度差，并且可W将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像素确定为运些临时轮廓 像素。例如，显示在所有列出的亮度差中顶级百分之几到百分之几十的范围内的顶级亮度 差的像素可W被确定为临时轮廓像素。
[0092] 在执行操作S33之后，确定是否要求对由所确定的临时轮廓像素组成的临时表面 轮廓进行修改(S34)。
[0093] 根据实施例，当将由运些临时轮廓像素形成的临时表面轮廓提供给操作人员时， 操作人员可W用裸眼检查所提供的临时表面轮廓。用裸眼检查的结果是，当操作人员确定 未正确地确定临时表面轮廓时，操作人员可W要求修改临时表面轮廓。例如，当切割临时表 面轮廓、将其生成为多条线（例如两条线)或其具有坏点时，操作人员可W确定临时表面轮 廓不正确并且可W要求修改临时表面轮廓。
[0094] 图8是放大视图，展示了图2中展示的部分'A'。
[00%]根据另一个实施例，可W在没有操作人员的干预下执行操作S34。也就是，当构成 临时表面轮廓的运些临时轮廓像素之间的间隔在阔值距离之外时，可W确定要求修改临时 表面轮廓。参照图8,在操作S33中假定像素 Pl至P4被确定为临时轮廓像素。在运种情况下， 被布置为与晶圆表面轮廓60接触的临时轮廓像素 Pl、P2和P3之间的间隔dl和d2小于被布置 为远离晶圆表面轮廓60的临时轮廓像素 P4和另一个临时轮廓像素（例如，Pl)之间的间隔 d3。W此方式，该阔值距离可W被确定为使得可W要求修改被布置为与晶圆表面轮廓60间 隔开的临时轮廓像素 P4。例如，该阔值距离可W在1个像素到100个像素的范围内。可替代 地，该阔值距离可W在距临时表面轮廓60的距离的10%的距离内。可替代地，该阔值距离可 W是对应于晶圆W的形状的大小的1 %的距离。
[0096] 当要求修改临时表面轮廓时，通过进行到操作S33来重新确定临时轮廓像素 侦3)。
[0097] 然而，当不要求修改临时表面轮廓时，在操作S33中确定的临时轮廓像素的阵列被 确定为晶圆表面轮廓60的坐标系列(S35)。
[0098] 最终，根据依照本实施例的分析晶圆的形状的方法，如上所述，执行操作S31至 S35,在剖面图像中在白色和黑色之间具有最大对比度的像素被发现为晶圆表面轮廓60的 坐标系列。
[0099] 在执行操作S35之后，将被确定为晶圆W的表面轮廓60的坐标系列的临时轮廓像素 的阵列变换为具有笛卡尔坐标形式的坐标系列(S36)。在此，笛卡尔坐标是指在数学坐标系 (例如，X-Y坐标系、r-0坐标系、P巫0坐标系等等）中表示的坐标。
[0100] W此方式，当临时轮廓像素的阵列被变换为笛卡尔坐标时，晶圆W的形状可W被量 化并且可W被数字地表示。
[0101] 图9(a)至9(c)是视图，分别展示了通过对图6(a)至6(c)中展示的剖面图像执行操 作30所获得的剖面图像。
[0102] 被确定为晶圆表面轮廓60的坐标系列的临时轮廓像素的阵列是图像坐标。也就 是，当图像坐标将左上角设定为坐标系中的参考点(〇,〇)时，笛卡尔坐标将左下角设定为坐 标系的第一象限中的参考点(〇,〇)。例如，在将对图6(a)至6(c)中展示的剖面图像执行操作 S31至S35之后确定的晶圆W的表面轮廓60的坐标系列变换为笛卡尔坐标系时，笛卡尔坐标 系列的第一象限中的左下角可W是参考点(〇,〇)，如图9(a)至9(c)所示。
[0103] 进一步地，上述操作S30可W由存储在计算机可读记录介质中的程序编程地执行。
[0104] 同时，再次参照图1，使用通过执行操作S30发现的晶圆W的表面轮廓的坐标系列获 得包括关于边缘WE和边缘附近WF的形状的信息在内的形状分析数据(S40)。在此，该形状分 析数据可W被量化并被表示。
[0105] 图10是流程图，用于描绘在图1中展示的操作S40的实施例40A。
[0106] 参照图10,对在操作S30中发现的由晶圆W的表面轮廓的坐标系列组成的曲线进行 平滑（S42)。由于在操作S30中发现的晶圆表面轮廓的坐标系列是离散的，可能难W使用由 晶圆表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线来数学地获得该形状分析数据。因此，当对由晶 圆表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线进行平滑W便容易地并且数学地获得并分析该形 状分析数据时，经平滑的曲线可能比由离散坐标系列组成的曲线更柔和。同样，在运种情况 下，即使当执行数学操作(诸如如下所述的微分)若干次时，可W在不造成较大误差的情况 下连续地并且稳定地量化该形状分析数据。
[0107] 例如，可W使用各种已知的平滑技术(诸如相邻求平均方法、Savitzky-Golay滤波 方法等等)来执行操作S42。
[0108] 图Ila至Ilc是曲线图，分别用于描述对在图9(c)中展示的部分72、74和76进行平 滑的过程，其中，水平轴表示晶圆W的水平位置(X)而竖直轴表示晶圆W的竖直位置(y)。也就 是，图Ila部分地表示在图9(c)中展示的数字72,图Ilb部分地表示在图9(c)中展示的数字 74,并且图Ilc部分地表示在图9(c)中展示的数字76。
[0109] 参照图Ila至lie,分别通过对由在操作S30中发现的晶圆W的表面轮廓的坐标系列 组成的曲线82、84和86进行平滑获得经平滑的曲线92、94和96 (S42)。
[0110] 在执行操作S42之后，使用经平滑的曲线92、94和96来计算形状分析数据，并且W 各种形式提供所计算的形状分析数据(S44)。在运种情况下，可W对该形状分析数据进行量 化。
[0111] 在数学坐标系（例如，X-Y坐标系）中，可W按照函数y = f (X)形式给出经平滑的曲 线92、94和96。因此，当使用运个函数时，包括关于晶圆W的边缘WE和边缘附近WF的形状的信 息在内的形状分析数据(也就是，定义晶圆的边缘的形状的各个因素)可W被数学地量化并 可W被获得。
[0112] 根据实施例，该形状分析数据可W包括由边缘WE和边缘附近WF两者形成的曲率。 也就是，经平滑的曲线92、94和96可W被变换为经量化的数据(或，数字数据），诸如曲率。
[0113] W此方式，当有待分析的该形状分析数据是曲率时，对应于在剖面图像中的被变 换为数学坐标系（例如X-Y坐标系）之后被平滑的轮廓60的曲线92、94和96可W被提供为函 数y = f(x)。因此，在运个函数的任意点(x，y)的曲率CU)可W通过W下方程式1获得。
[0114] 【方程式1】
[0115]
[0116] 在此，X和y分别表示晶圆W的水平位置和竖直位置。
[0117] 根据方程式1，为了获得曲率CU),应当执行一次和二次微分。在运种情况下，由于 基于像素发现晶圆的表面轮廓的坐标系列，晶圆W的表面轮廓的坐标系列具有如上所述的 离散特征。因此，当由离散坐标系列组成的曲线未被平滑并且对该曲线执行一次和二次微 分时，可能发生较大的误差。因此，当由晶圆表面轮廓的坐标系列组成的曲线82、84和86如 在操作S42中那样被平滑时，可W在维护关于晶圆边缘的形状的信息的同时防止运种误差。
[0118] 图12是曲线图，分别展示了在对由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的离散坐 标系列组成的曲线进行平滑的结果执行一次微分的结果感、?和贷，其中，水平轴表示晶 圆W的水平位置X而竖直轴表示一次微分值。
[0119] 图13是曲线图，分别展示了通过将对由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的离 散坐标系列组成的曲线进行平滑的结果代入方程式1所获得的曲率@、愈和?，其中，水 平轴表示晶圆W的水平位置X而竖直轴表示曲率C。
[0120] 例如，如图Ila至lie所示，当在通过对由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的 离散坐标系列组成的曲线进行平滑获得的曲线上执行一次微分时，可W获得在不造成较大 误差的情况下的连续并稳定的微分，如图12所示。
[0121] 进一步地，当将由在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像中的离散坐标系列组成的曲 线进行平滑的结果代入方程式I时，相对于运=个剖面图像样本的曲率可W被量化，如图13 所示。
[0122] 参照图13,图3(a)至3(c)中所展示的初始剖面图像中，可W看到在图3(a)中展示 的样本中由边缘WE和边缘附近WF处的晶圆表面轮廓60所形成的曲率:感最大，并且在图3(c) 中展示的样本中由边缘WE和边缘附近WF处的晶圆表面轮廓60所形成的曲率?最小。因此， 由于当对在图3(c)中展示的具有最小曲率的样本与其他两个样本进行比较时晶圆表面轮 廓60最平滑地从边缘WE改变到边缘附近WF，可W看到在图3(c)中展示的样本具有良好的边 缘形状。
[0123] 根据另一个实施例，形状分析数据可W包括'经归一化的间隙区域(NGA)'。根据上 述实施例，形状分析数据包括用于相对地比较不同样本的曲率。然而，当NGA被用作形状分 析数据时，NGA可W是用于分析边缘的形状的绝对指示符。
[0124] 在下文中，将对NGA进行如下描述。
[0125] 首先，在W下方程式2中定义'间隙区域'。
[0126] 【方程式2】
[0127] GA = UPA-PA
[0128] 在此，GA表示间隙区域，UPA表示未经处理的区域，而PA表示经处理的区域。为了定 义UPA和PA，对'边缘附近切线'和'斜面切线'进行如下定义。
[0129] 在位于边缘附近WF的晶圆表面轮廓60的第一点Pl处正切的边缘附近切线是指晶 圆W的上水平面的延伸线。斜面切线是指作为位于斜面部分WB中的晶圆表面轮廓60中的斜 面部分WB的锥角0t的基础的第二点P2处的切线。基于在晶圆表面轮廓60中具有最大曲率的 点布置边缘附近切线和斜面切线。
[0130] UPA是指具有梯形形状的区域，该区域由数学坐标系（例如，X-Y坐标系）中的参考 点、第一点PU第二点P2W及边缘附近切线和斜面切线之间的交点组成。W此方式，为了在 NGA中包括锥角0t的效果，UPA被定义为具有梯形形状而不是矩形形状。也就是，梯形形状实 际上环绕晶圆表面轮廓60。
[013。 PA是指由数学坐标系（例如，X-Y坐标系）中的参考点、第一点Pl、第二点P2 W及边 缘附近WF和斜面部分WB的晶圆边缘轮廓60组成的区域。在运种情况下，由于GA的绝对值可 能受到针对测量捕捉的图像的大小或扭曲程度影响，GA被归一化到UPA并且NGA可W用作形 状分析数据。
[0132] 用于定义上述UPA和上述PA的X-Y坐标系上的参考点可W是例如第一点Pl的X值 (被称为'XI'）和第二点P2的y值(被称为'yl'）。
[0133] 在下文中，为了帮助理解上述NGA，将如下参照附图描述上述NGA。在运种情况下， 将通过假设用于定义边缘附近切线和斜面切线的晶圆表面轮廓60是指在操作S42中被平滑 的晶圆表面轮廓60来描述NGA。
[0134] 图14是视图，展示了用于描述NGA的经平滑的曲线的示例，其中，水平轴表示晶圆W 的水平位置X而竖直轴表示晶圆W的竖直位置y。
[0135] 如上所述，例如，当如图11(a)至11(c)所示的那样对在图9(c)中展示的剖面图像 进行平滑时，可W获得晶圆表面轮廓60的显示在图14中展示的边缘的剖面形状的曲线。当 如图Ila至Ilc所示的那样分别对在图9(a)至9(c)中展示的剖面图像进行平滑时，可W如图 14所示那样获得晶圆表面轮廓60的显示边缘的剖面形状的曲线。
[0136] 参照图14,在位于边缘附近WF中的晶圆表面轮廓60的第一点Pl处正切的边缘附近 切线CLl可W对应于晶圆W的上水平面的延伸线。进一步地，斜面切线CL2位于定位在斜面部 分WB中的晶圆表面轮廓60上并且是指作为斜面部分WB的锥角目t的基础的第二点P2处的切 线。
[0137] 在运种情况下，UPA是指在图14中具有由参考点(Xl，yl)、第一点PU第二点P2W及 切线化1和化2的交点P3组成的梯形形状的区域。进一步地，PA是指由参考点（Xl，yl)、第一 点PU第二点P2W及晶圆表面轮廓60组成的区域。在此，参考点（Xl，yl)可W是如图14中展 示的点（-100,20.5)或者可W是在图9(a)至9(c)中展示的坐标系的第一象限中的左下角 (〇,〇)。
[013引因此，当如在上述方程式2中从UPA减去PA时，可W获得图14中的阴影GA，并且可W 通过将GA归一化为UPA来获得NGA。
[0139] 形状分析数据(诸如上述NGA)可W用于通过与其他形状分析数据的关系来分析晶 圆W的形状(具体地晶圆W的边缘）。
[0140] 在下文中，将如下参照附图来描述NGA和其他形状分析数据(诸如'边缘的最大曲 率'、'曲率半径'、'斜角0S'和'锥角0t'）之间的关系。在此，参照图14,斜角0S是指边缘附近 切线化1和边缘附近WF的晶圆表面轮廓60之间的角度。进一步地，下面引用的在图15至图18 的每个曲线图中所展示的点是在未受到颗粒等污染的部分处测量的值。
[0141] 图15是曲线图，展示了NGA与边缘的最大曲率之间的关系，其中，水平轴表示边缘 的最大曲率而竖直轴表示NGA。
[0142] 参照图15,随着晶圆表面轮廓60的最大曲率增加，可W看到NGA减小。运是因为，参 照图14,随着最大曲率增加，晶圆W的表面轮廓60朝向y轴线的正方向移动，如图14的箭头62 所示。
[0143] 图16是曲线图，展示了NGA与边缘的曲率半径之间的关系，其中，水平轴表示边缘 的曲率半径而竖直轴表示NGA。
[0144] 参照图16,由于曲率半径相对于曲率具有反关系，随着曲率半径增加，可W看到 NGA增加。
[0145] 图17是曲线图，展示了NGA和斜角0S之间的关系，其中，水平轴表示斜角0S而竖直 轴表示NGA。
[0146] 参照图17，随着斜角目S的绝对值增加，可W看到NGA增加。
[0147] 图18是曲线图，展示了NGA和锥角0t之间的关系，其中，水平轴表示锥角0t而竖直 轴表示NGA。
[0148] 参照图18，随着锥角0t的绝对值增加，可W看到NGA增加。
[0149] 参照图15至图18,可W看到NGA显示所有各种类型的形状分析数据（诸如最大曲 率、曲率半径、斜角0S和锥角0t)的一致性。W此方式，在分析晶圆的边缘形状时，可W看到 NGA得到了有用的使用。
[0150] 最终，根据本实施例，采集相对于晶圆W的边缘WE和边缘附近WF具有高分辨率的剖 面形状，并且所采集的剖面图像中的晶圆表面轮廓的坐标可W从图像坐标系被表示为数学 坐标系中的曲线。因此，因为曲线被数学地处理，作为边缘的一种类型的形状分析数据的曲 率如图13所示被量化并且可W被相对地比较，并且作为边缘的另一种类型的形状分析数据 的NGA与如图15至图18所示与其他类型的形状分析数据进行比较，并且因此可W分析边缘 的形状。此外，可W使用经平滑的曲线容易地对晶圆表面的粗糖度、梯度、倾角等等进行数 学分析。
[0151] 在下文中，将如下参照附图描述根据本实施例的晶圆形状分析设备，在该设备中 执行在图1中展示的分析的晶圆的形状的上述方法(例如分析晶圆的边缘形状的方法）。然 而，还可W在具有与W下描述的设备的配置不同的配置的晶圆形状分析设备中执行在图1 中展示的分析晶圆的形状的方法。进一步地，为了省略重复描述，将参照W上描述的图1、图 4、图7和图10简要地描述有待在W下描述的晶圆形状分析设备的每个单元的操作。
[0152] 图19是根据实施例的晶圆形状分析设备200的框图，该设备包括图像采集单元 210、对比度调整单元220、表面轮廓确定单元230W及数据分析单元240。
[0153] 图像采集单元210采集显示有待分析的晶圆W的形状的剖面图像，并且将所采集的 剖面图像输出到对比度调整单元220。在此，在所获得的剖面图像中显示的晶圆的形状可W 包括边缘WE和边缘附近WF。
[0154] 也就是，由于图像采集单元210执行在图1中展示的操作S10,将省略与W上描述的 操作S10完全相同的描述。
[0155] 图20是展示在图19中展示的包括图像捕捉单元212和图像组合单元元214的图像 采集单元210的实施例210A的框图。
[0156] 图像捕捉单元212通过捕捉晶圆W的边缘WE和边缘附近WF若干次来采集多个划分 图像，并且将所获得的划分图像输出给图像组合单元214。也就是，由于图像捕捉单元212执 行在图4中展示的操作S12,将省略与W上描述的操作S12完全相同的描述。
[0157] 图像组合单元214通过组合从图像捕捉单元212接收的该多个划分图像来生成剖 面图像，并且通过输出端子0UT3将所生成的剖面图像输出给对比度调整单元220。由于图像 组合单元214执行在图4中展示的操作S14,将省略与W上描述的操作S14完全相同的描述。
[0158] 同时，对比度调整单元220增加从图像采集单元210接收的剖面图像中的晶圆W与 晶圆外围WP之间的对比度，并且将其中对比度增加的剖面图像输出给表面轮廓确定单元 230。由于对比度调整单元220执行在图1中展示的操作S20,将省略与W上描述的操作S20完 全相同的描述。
[0159] 如上所述，由于可W省略操作S20,也可W省略对比度调整单元220。
[0160] 表面轮廓确定单元230在从对比度调整单元220输出的并且其中对比度增加的剖 面图像中发现晶圆表面轮廓的坐标系列，并且将所发现的坐标系列输出给数据分析单元 240。当省略对比度调整单元220时，表面轮廓确定单元230在从图像采集单元210输出的剖 面图像中发现晶圆W的表面轮廓的坐标系列，并且将所发现的结果输出给数据分析单元 240。表面轮廓确定单元230用于执行在图1中展示的操作S30。
[0161] 在下文中，尽管在图19中展示的晶圆形状分析设备200被描述为包括对比度调整 单元220W方便描述，本实施例并不限于此。
[0162] 图21是在图19中展示的表面轮廓确定单元230的实施例230A的框图，该表面轮廓 确定单元包括亮度确定单元232、亮度差计算单元234、临时轮廓像素确定单元235、轮廓修 改检查单元236、坐标系列确定单元237 W及坐标变换单元238。
[0163] 亮度确定单元232确定通过输入端子IN2从对比度调整单元220接收的剖面图像中 的每个像素的亮度，并且将所确定的亮度输出给亮度差计算单元234。由于亮度确定单元 232执行在图7中展示的操作S31，将省略与W上描述的操作S31完全相同的描述。
[0164] 亮度差计算单元234接收从亮度确定单元232输出的亮度、计算相邻像素之间的亮 度差，并且将所计算的亮度差输出给临时轮廓像素确定单元235。由于亮度差计算单元234 执行在图7中展示的操作S32,将省略与W上描述的操作S32完全相同的描述。
[0165] 临时轮廓像素确定单元235使用从亮度差计算单元234接收的亮度差确定临时轮 廓像素，并且将所确定的临时轮廓像素输出给轮廓修改检查单元236。
[0166] 根据实施例，临时轮廓像素确定单元235可W发现在于亮度差计算单元234中计算 的亮度差之间显示相对较大亮度差的相邻像素、将所发现的相邻像素确定为临时轮廓像 素，并且将所确定的临时轮廓像素输出给轮廓修改检查单元236。
[0167] 根据另一个实施例，临时轮廓像素确定单元235可W按照从最大到最小的顺序列 出在亮度差计算单元234中计算的亮度差，将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像 素确定为临时轮廓像素，并且将所确定的临时轮廓像素输出给轮廓修改检查单元236。
[0168] 由于临时轮廓像素确定单元235执行在图7中展示的操作S33,将省略与W上描述 的操作S33完全相同的描述。
[0169] 进一步地，临时轮廓像素确定单元235可W通过输出端子0UT2向操作人员输出由 所确定的临时轮廓像素组成的临时表面轮廓。
[0170] 进一步地，临时轮廓像素确定单元235修改(或重新确定）临时轮廓像素或者响应 于从轮廓修改检查单元236输出的修改请求信号而将初始确定或重新确定的临时轮廓像素 的阵列输出给坐标系列确定单元237。
[0171] 坐标系列确定单元237将从临时轮廓像素确定单元235接收的临时轮廓像素的阵 列确定为晶圆的表面轮廓的坐标系列，并且将所确定的坐标系列输出给坐标变换单元238。 也就是，由于坐标系列确定单元237执行在图7中展示的操作S35,将省略与W上描述的操作 S35完全相同的描述。
[0172] 轮廓修改检查单元236检查是否要求修改由临时轮廓像素形成的临时表面轮廓、 根据检查结果生成修改请求信号并且将该修改请求信号输出给临时轮廓像素确定单元 235。
[0173] 根据实施例，操作人员可W用裸眼检查通过输出端子0UT2从临时轮廓像素确定单 元235提供的临时表面轮廓。用裸眼检查的结果是，当确定临时表面轮廓不正确时，操作人 员可W通过输入端子INl要求临时轮廓像素确定单元235经由轮廓修改检查单元236修改临 时表面轮廓。为此，轮廓修改检查单元236确定操作人员通过输入端子INl要求修改临时表 面轮廓，并且生成修改请求信号并且当确定要求修改临时表面轮廓时将所生成的修改请求 信号输出给临时轮廓像素确定单元235。
[0174] 根据另一个实施例，轮廓修改检查单元236可W确定从临时轮廓像素确定单元235 输出的临时轮廓像素之间的间隔是否在阔值距离之外，并且生成修改请求信号，并且当根 据所确定的结果确定要求修改临时表面轮廓时将所生成的修改请求信号输出给临时轮廓 像素确定单元235。
[0175] 由于轮廓修改检查单元236执行在图7中展示的操作S34,将省略与W上描述的操 作S34完全相同的描述。
[0176] 进一步地，坐标变换单元238从坐标系列确定单元237接收被确定为表面轮廓的坐 标系列的临时轮廓坐标的阵列，将临时轮廓坐标的系列变换为具有笛卡尔坐标形式的坐标 系列，并且通过输出单元0UT4将具有笛卡尔坐标形式的表面轮廓的经变换的坐标系列输出 到数据分析单元240。由于坐标变换单元238执行在图7中展示的操作S36,将省略与W上描 述的操作S36完全相同的描述。
[0177] 同时，再次参照图19,数据分析单元240使用从表面轮廓确定单元230输出的晶圆 表面轮廓的坐标系列计算包括边缘和边缘附近的形状的信息的形状分析数据，并且通过输 出端子OUTl输出所计算的形状分析数据。数据分析单元240执行在图1中展示的操作S40。
[0178] 图22是展示在图19中展示的包括平滑单元242、数据计算单元244和数据输出单元 246在内的数据分析单元240的实施例240A的框图。
[0179] 平滑单元242对由表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线进行平滑并且将经平滑的 结果输出给数据计算单元244。由于平滑单元242执行在图10中展示的操作S42,将省略与W 上描述的操作S42完全相同的描述。
[0180] 数据计算单元244使用从平滑单元242输出的经平滑的曲线量化并计算形状分析 数据，并且将所计算的结果输出给数据输出单元246。数据输出单元246通过输出端子OUTl 将从数据计算单元244接收的所计算的结果输出为各种类型的形状分析数据。数据输出单 元246可W按照数字形式(诸如曲率或角度0S和0t)输出形状分析数据或者可W按照视觉形 式(诸如相对于晶圆的形状的微分值、曲率等等的曲线图）输出形状分析数据。
[0181] 由于数据计算单元244和数据输出单元246执行在图10中展示的操作S44,将省略 与W上描述的操作S44完全相同的描述。
[0182] 【工业实用性】
[0183] 运些实施例可W用于制造并分析晶圆。
【主权项】
1. 一种分析晶圆的形状的方法，该方法包括： 采集显示有待分析的晶圆的剖面图像； 在该剖面图像中发现该晶圆的表面轮廓的坐标系列;并且 使用该坐标系列获得包括关于该晶圆的形状的信息在内的形状分析数据。2. 如权利要求1所述的方法，其中，该剖面图像显示该晶圆的边缘和边缘附近，并且该 晶圆的形状包括该边缘和该边缘附近的形状。3. 如权利要求2所述的方法，其中，采集该剖面图像包括使用电子显微镜捕捉该晶圆的 该边缘和该边缘附近。4. 如权利要求1所述的方法，其中，该剖面图像中的每个像素的水平大小和竖直大小各 自小于等于该晶圆的形状的大小的1%。5. 如权利要求1所述的方法，其中，该剖面图像中的每个像素的水平大小和竖直大小各 自在0.25μηι至2μηι的范围内。6. 如权利要求2所述的方法，其中，采集该剖面图像包括： 通过捕捉该边缘和该边缘附近若干次来采集多个划分图像;并且 通过组合该多个划分图像采集该剖面图像。7. 如权利要求4所述的方法，其中，组合该多个划分图像包括： 分析该多个划分图像各自的亮度； 重叠具有相似亮度的间隔;并且 采集该剖面图像。8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括在该剖面图像中增加该晶圆与该晶圆的外围 之间的对比度， 其中，在该对比度增加的该剖面图像中发现该表面轮廓的该坐标系列。9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述发现该表面轮廓的该坐标系列包括： 获得该剖面图像中的每个像素的亮度； 获得相邻像素之间的亮度差； 使用该亮度差确定临时轮廓像素； 当要求修改由该临时轮廓像素形成的临时表面轮廓时重新确定该临时轮廓像素;并且 当不要求对该临时表面轮廓进行所述修改时将该临时轮廓像素的阵列确定为该表面 轮廓的该坐标系列。10. 如权利要求9所述的方法，其中，确定该临时轮廓像素包括： 发现显示在该亮度差中相对较大亮度差的相邻像素;并且 将所发现的该相邻像素确定为该临时轮廓像素。11. 如权利要求9所述的方法，其中，确定该临时轮廓像素包括： 按照从最大到最小的顺序列出该亮度差;并且 将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像素确定为该临时轮廓像素。12. 如权利要求9所述的方法，其中，由操作人员要求进行对该临时表面轮廓的所述修 改。13. 如权利要求9所述的方法，其中，当该临时轮廓像素之间的间隔在阈值距离之外时 确定要求进行对该临时表面轮廓的所述修改。14. 如权利要求13所述的方法，其中，该阈值距离在1个像素到100个像素的范围内。15. 如权利要求13所述的方法，其中，该阈值距离是在距该临时表面轮廓的距离的10% 内的距离。16. 如权利要求13所述的方法，其中，该阈值距离是对应于该晶圆的形状的大小的1% 的距离。17. 如权利要求9所述的方法，其中，发现该表面轮廓的该坐标系列进一步包括将被确 定为该表面轮廓的该坐标系列的该临时轮廓像素的该阵列变换为具有笛卡尔坐标形式的 坐标系列。18. 如权利要求10所述的方法，其中，当该亮度差在阈值亮度范围之外时，该亮度差被 确定为相对较大的亮度差。19. 如权利要求18所述的方法，其中，该阈值亮度范围在0.01灰度级到0.1灰度级的范 围内。20. 如权利要求1或2所述的方法，其中，获得该形状分析数据包括： 对由该表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线进行平滑;并且 使用经平滑的该曲线计算该形状分析数据。21. 如权利要求20所述的方法，其中，该形状分析数据包括由该边缘和该边缘附近两者 形成的曲率。22. 如权利要求20所述的方法，其中，该形状分析数据包括通过将从未经处理的面积和 经处理的面积导出的间隙面积归一化获得的经归一化的间隙面积。23. -种晶圆形状分析设备，该设备包括： 图像采集单元，该图像采集单元被配置成用于采集显示有待分析的晶圆的剖面图像； 表面轮廓确定单元，该表面轮廓确定单元被配置成用于在从该图像采集单元输出的该 剖面图像中发现该晶圆的表面轮廓的坐标系列；以及 数据分析单元，该数据分析单元被配置成用于使用从该表面轮廓确定单元输出的该坐 标系列计算包括关于该晶圆的形状的信息在内的形状分析数据。24. 如权利要求23所述的设备，其中，该剖面图像显示该晶圆的边缘和边缘附近，并且 该晶圆的形状包括该边缘和该边缘附近的形状。25. 如权利要求24所述的设备，其中，该图像采集单元包括： 图像捕捉单元，该图像捕捉单元被配置成用于捕捉该晶圆的该边缘和该边缘附近若干 次；以及 图像组合单元，该图像组合单元被配置成用于将在该图像捕捉单元中捕捉若干次的多 个划分图像进行组合并且生成该剖面图像。26. 如权利要求23所述的设备，进一步包括对比度调整单元，该对比度调整单元被配置 成用于在该剖面图像中增加该晶圆与该晶圆的外围之间的对比度并且将具有增加的对比 度的该剖面图像输出到该表面轮廓确定单元， 其中，该表面轮廓确定单元在从该对比度调整单元输出的具有增加的对比度的该剖面 图像中发现该坐标系列。27. 如权利要求23所述的设备，其中，该表面轮廓确定单元包括： 亮度确定单元，该亮度确定单元被配置成用于确定该剖面图像中的每个像素的亮度； 亮度差计算单元，该亮度差计算单元被配置成用于接收从该亮度确定单元输出的该亮 度并且计算相邻像素之间的亮度差； 临时轮廓像素确定单元，该临时轮廓像素确定单元被配置成用于使用所计算的该亮度 差确定临时轮廓像素并且响应于修改请求信号来重新确定该临时轮廓像素或输出该临时 轮廓像素； 轮廓修改检查单元，该轮廓修改检查单元被配置成用于检查是否要求对由该临时轮廓 像素形成的该临时表面轮廓进行修改并且生成该修改请求信号；以及 坐标系列确定单元，该坐标系列确定单元被配置成用于将从该临时轮廓像素确定单元 接收的该临时轮廓像素的阵列确定为该晶圆的该表面轮廓的该坐标系列并且输出所确定 的该坐标系列。28. 如权利要求27所述的设备，其中，该临时轮廓像素确定单元发现显示在所计算的该 亮度差中相对较大亮度差的相邻像素并且将所发现的该相邻像素确定为该临时轮廓像素。29. 如权利要求27所述的设备，其中，该临时轮廓像素确定单元按照从最大到最小的顺 序列出所计算的该亮度差并且将显示在所有列出的亮度差中顶级亮度差的像素确定为该 临时轮廓像素。30. 如权利要求27所述的设备，其中，该轮廓修改检查单元确定操作人员是否要求对该 临时表面轮廓进行所述修改或者该临时轮廓像素之间的间隔是否在阈值距离之外、并且生 成该修改请求信号。31. 如权利要求23所述的设备，其中，该表面轮廓确定单元进一步包括坐标变换单元， 该坐标变换单元被配置成用于将被确定为该表面轮廓的该坐标系列的该临时轮廓像素的 阵列变换为具有笛卡尔坐标形式的坐标系列并且输出该经变换的坐标系列。32. 如权利要求23所述的设备，其中，该数据分析单元包括： 平滑单元，该平滑单元被配置成用于对由该表面轮廓的离散坐标系列组成的曲线进行 平滑； 数据计算单元，该数据计算单元被配置成用于使用经平滑的该曲线计算该形状分析数 据；以及 数据输出单元，该数据输出单元被配置成用于将在该数据计算单元中所计算的结果输 出为该形状分析数据。
【文档编号】H01L21/66GK105849886SQ201480070870
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年6月25日
【发明人】李在炯, 金慈暎
【申请人】Lg矽得荣株式会社