一种晶圆形貌测量方法、装置、可读存储介质及电子设备与流程

本发明涉及测量，特别涉及一种晶圆形貌测量方法、装置、可读存储介质及电子设备。

背景技术：

1、晶圆是半导体器件中的基础性原材料，目前大多数电子产品由晶圆制作而成，其性能对半导体行业影响巨大。在生产中，表面微观形貌对工程零件的许多技术性能的评价具有最直接的影响。通过对形貌的测量可以比较全面地评定晶圆表面质量的优劣，进而确认加工方法的好坏及设计要求的合理性。

2、目前，晶圆样品微观形貌的测量方法主要通过投影光栅和探测光栅成像形成莫尔条纹的方式来提取计算样品形貌信息。在该技术中，光源波动、待测件表面反射率变化、以及环境等因素对测量信号的影响较大，因此，存在测量准确性较低的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶圆形貌测量方法、装置、存储介质及电子设备，旨在解决现有技术中在进行晶圆形貌测量时准确性低的问题。

2、本发明实施例是这样实现的：

3、一种晶圆形貌测量方法，应用于晶圆形貌测量系统当中，所述晶圆形貌测量系统包括用于放置晶圆的测量运动平台、以及架设于所述测量运动平台附近的寻边器、形貌测量探头、定位相机，所述方法包括：

4、利用所述寻边器对所述晶圆进行粗定位寻找，以将所述晶圆放入所述测量运动平台上；

5、控制所述测量运动平台对所述晶圆进行移动，以使所述晶圆的圆心移动到所述定位相机的中心，并采集用于定位的模板图像；

6、根据所述模板图像和校准参数计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标，并利用所述测量运动平台坐标系中的坐标生成扫描轨迹和采样控制参数；

7、控制所述测量运动平台根据所述扫描轨迹和采样控制参数对所述晶圆采样得到各条扫描线上的面型数据，并根据所述面型数据确定所述晶圆的形貌数据。

8、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述利用所述寻边器对所述晶圆进行粗定位寻找，以将所述晶圆放入所述测量运动平台上的步骤之前还包括：

9、对所述定位相机以及各个坐标系之间的关系进行校准，以得到所述校准参数。

10、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述对所述定位相机以及各个坐标系之间的关系进行校准，以得到所述校准参数的步骤包括：

11、对所述定位相机进行畸变校正，以及校正定位相机坐标系到晶圆坐标系的转换关系；

12、根据晶圆附近的图像块的交点确定图像坐标系的原点，根据所述图像块的排列方向确定所述图像坐标系的坐标轴，以确定所述图像坐标系。

13、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述对所述定位相机以及各个坐标系之间的关系进行校准，以得到所述校准参数的步骤包括的步骤还包括：

14、提供带圆心标志的所述晶圆，调平所述测量运动平台的晶圆支撑脚，保证所述晶圆和定位相机以及测量探头垂直；

15、将所述晶圆通过所述寻边器粗定位后，通过搬运机构将所述晶圆放到所述测量运动平台上；

16、寻找并配置测量探头对准晶圆中心的位置，调整所述定位相机绕垂直轴的角度将所述定位相机与测量运动平台的坐标轴保持平行；

17、按照所述定位相机中心和测量探头中心的理论偏移将所述晶圆的中心移动到所述定位相机的视野的中心位置，后通过移动所述测量运动平台将所述晶圆的中心移动到所述定位相机视野中的正中心位置；

18、将图形片放入测量运动平台上，然后移动所述测量运动平台到所述定位相机中心，采集当前图形图像，分别沿着所述测量运动平台的x轴和y轴移动一个固定距离，并分别采集对x方向移动和y方向移动得到的图像得到两张图形片图像；

19、定位出两张所述图形片图像中的同一个固定特征点在两张所述图形片图像中相机坐标系中的不同坐标；

20、根据所述不同坐标计算图像坐标系和晶圆坐标系之间的夹角，并计算出相机坐标系中一个像素对应的实际距离。

21、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述根据所述模板图像和校准参数计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标，并利用所述测量运动平台坐标系中的坐标生成扫描轨迹和采样控制参数的步骤包括：

22、根据所述模板图像和校准参数计算出图像坐标系在定位相机坐标系中的坐标和角度；

23、根据标定信息计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标。

24、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述根据标定信息计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标的步骤包括：

25、指定扫描线，并给出有效采样位置，输出所述扫描线的在所述图像坐标系中的起始运动点和结束运动点的坐标，起始采样点和结束采样点的坐标，采样间隔，以及有效采样点集合以得到所述标定信息。

26、进一步的，上述晶圆形貌测量方法，其中，所述方法还包括：

27、从所述当前图形图像当中提取出图案切图，并将所述图案切图旋转到水平方向，并指定所述图案切图在所述晶圆的分布；

28、根据所述图案切图在所述晶圆的分布获取用户指定的模板图像和所述图像坐标系的原点和坐标轴，并确定所述图像坐标系的原点在所述模板图像上的位置。

29、本发明的另一个目的在于提供一种晶圆形貌测量装置，应用于晶圆形貌测量系统当中，所述晶圆形貌测量系统包括用于放置晶圆的测量运动平台、以及架设于所述测量运动平台附近的寻边器、形貌测量探头、定位相机，所述装置包括：

30、定位模块，用于利用所述寻边器对所述晶圆进行粗定位寻找，以将所述晶圆放入所述测量运动平台上；

31、移动模块，用于控制所述测量运动平台对所述晶圆进行移动，以使所述晶圆的圆心移动到所述定位相机的中心，并采集用于定位的模板图像；

32、计算模块，用于根据所述模板图像和校准参数计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标，并利用所述测量运动平台坐标系中的坐标生成扫描轨迹和采样控制参数；

33、测量模块，用于控制所述测量运动平台根据所述扫描轨迹和采样控制参数对所述晶圆采样得到各条扫描线上的面型数据，并根据所述面型数据确定所述晶圆的形貌数据。

34、本发明的另一个目的在于提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的方法的步骤。

35、本发明的另一个目的是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法的步骤。

36、本发明通过利用寻边器对晶圆进行粗定位寻找，以将晶圆放入测量运动平台上；控制测量运动平台对晶圆进行移动，以使晶圆的圆心移动到定位相机的中心，并采集当前的晶圆图像；根据模板图像和校准参数计算出各条扫描线的运动点和采样点在测量运动平台坐标系中的坐标，并利用测量运动平台坐标系中的坐标生成扫描轨迹和采样控制参数；控制测量运动平台根据扫描轨迹和采样控制参数对晶圆图像采样晶圆各条扫描线上的面型数据，并根据面型数据确定晶圆的形貌数据，不需要考虑光源波动、待测件表面反射率变化、以及环境等因素的问题，避免了光源波动、待测件表面反射率变化、以及环境等因素的问题影响测量结果，解决了现有技术中在进行晶圆形貌测量时测量准确性较低的问题。