CN106356310B - 一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法，其中，包括如下步骤：C.确认是否有与所述晶圆相对应的，且未被使用的光源制程，所述光源制程用于在定标过程中为晶圆中低对比度的定标区域确定定标光源的最优波长；c1.当具有所述光源制程时，从所述光源制程中获取所述最优波长；c2.当没有所述光源制程时，通过测量确定所述最优波长；D.把所述定标光源的波长设定为所述最优波长；E.对所述定标区域实施定标；其中，所述定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下具有便于识别的对比度。本发明还公开了一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的装置和一种设定光源制程的方法。

Description

一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体的，涉及一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法及其装置，以及一种设定光源制程的方法。

背景技术

近年来，随着电子类消费品的迅猛发展和广泛应用，作为集成电路产品基本原料的晶圆的需求用量也日益增高。晶圆的加工制造和检测是半导体制造业的一项重要工艺过程。由于集成电路的精密性，因此需要对晶圆进行精密的加工和准确的检测。

在半导体晶圆厂的晶圆加工制造或检测过程中，必须先对晶圆做出准确的位置确定，而后才能对晶圆进行精加工或准确测试。然而在不同的制造加工或检查过程中势必需要重复的把晶圆导入到处理机台上，重复的在处理机台上导入晶圆会造成晶圆每次在机台上的放置位置存在偏移，进而影响到加工制造或检测的准确性。因此，准确的确定晶圆位置对于整个晶圆的加工制造或检测来说至关重要。

发明内容

根据本发明的一个方面公开了一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法，其中，包括如下步骤：C.确认是否有与所述晶圆相对应的，且未被使用的光源制程，所述光源制程用于在定标过程中为晶圆中低对比度的定标区域确定定标光源的最优波长；c1.当具有所述光源制程时，从所述光源制程中获取所述最优波长；c2.当没有所述光源制程时，通过测量确定所述最优波长；D.把所述定标光源的波长设定为所述最优波长；E.对所述定标区域实施定标；其中，所述定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下具有便于识别的对比度。

根据本发明的另一个方面公开了一种设定光源制程的方法，所述光源制程用于在定标过程中为具有低对比度定标区域的晶圆确定定标光源的最优波长，其中，包括如下步骤：I.导入低对比度的晶圆；II.寻找到所述晶圆上的一个定标区域；III.用椭偏仪扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度；IV.当所述对比度满足预定条件时，记录所述椭偏仪光源所使用的波长值；V.把所述波长值设定为在定标过程中所述晶圆的定标光源的最优波长，并保存在所述光源制程中。

根据本发明的另一个方面公开了一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的装置，其特征在于包括如下单元：制程确定单元，其用于确认是否有与所述晶圆相对应的，且未被使用的光源制程，所述光源制程用于在定标过程中为晶圆中低对比度的定标区域确定定标光源的最优波长；波长确定单元，其用于确定最优波长，其还包括：波长获取单元，其用于当具有所述光源制程时，从所述光源制程中获取所述最优波长；波长测定单元，其用于当没有所述光源制程时，通过测量确定所述最优波长；光源设定单元，其用于把定标光源的波长设定为所述最优波长；定标实施单元，其用于对所述定标区域实施定标；其中，所述定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下具有便于识别的对比度。

本发明所公开的方案至少具有如下优点之一：解决了现有技术中对晶圆中对比度低的定标区域无法实施定标的问题，提高了晶圆定标的效率，实现了多种晶圆条件下的自动定标。

附图说明

通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；

图1示出了根据本发明所公开的一种对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的方法流程图；

图2示出了根据本发明所公开的一种对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的装置模块图；以及

图3示出了根据本发明所公开的一种设定光源制程的方法流程图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。需要说明的是，尽管本文中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

通常，把确定晶圆位置的过程称为定标，即：通过对晶圆上的特征图形与预存的样板图形进行比较，从而识别出晶圆的实际位置。其中，晶圆上具有特征图形的区域称为定标区。在半导体晶圆制造过程中，通常使用传统的图像识别系统来对晶圆进行定标。研究人员实验发现，在某些晶圆加工过程中，当晶圆有较厚的或不透明的薄膜时，定标区域的图像通常显现出低对比度。这种低对比度的图像对现有图像识别技术是一个挑战。由于低对比度晶圆的定标区域提供了很少的图形特征，图像识别系统无法找到足够的定标信息。因此传统的图像识别没有足够的鲁棒性来识别这类低对比度的晶圆。为此急需一种能够对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的方法。

为了解决该技术问题，图1示出了根据本发明所公开的一种对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的方法流程图；图2示出了根据本发明所公开的一种对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的装置模块图。以下将结合图1和图2介绍本发明所公开的一种对晶圆中低对比度的定标区域实施定标的方法及其装置。

通常，晶圆的定标是在处理机台中实施的，本发明公开了一种在处理机台中的对晶圆中的低对比度的定标区域实施定标的装置200，该装置200包括：晶圆导入单元210，其用于导入待测晶圆；制程确定单元220，其用于确认处理机台中是否有与待测晶圆相对应的光源制程；波长确定单元230，其用于确定最优波长；定标光源设定单元240，其用于把定标光源的波长设定为最优波长；定标实施单元250，其用于对晶圆中的定标区域实施定标；定标判断单元260，其用于判定定标是否成功；方式判断单元270，其用于判断确定所述最优波长的方式；制程生成单元280，其用于生成新的光源制程；报警单元290，其用于报错或报警。其中，所述波长确定单元230还包括：波长获取单元231和波长测定单元232，波长获取单元231用于当处理机台中具有所需的光源制程时，从该光源制程中获取最优波长；波长测定单元232用于当处理机台中没有所需的光源制程时，通过测量确定最优波长。其中，该波长测定单元232还包括：椭偏仪单元，其用于扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度，以及波长记录单元，其用于当所述对比度满足预定条件时记录该椭偏仪的光源所使用的波长值。

晶圆导入单元210与制程确定单元220相连接，制程确定单元220与波长确定单元230相连接，波长确定单元230分别与定标光源设定单元240和方式判断单元270相连接，定标光源设定单元240与定标实施单元250相连接，定标实施单元250与定标判断单元260相连接，定标判断单元260与方式判断单元270相连接，方式判断单元270分别与制程生成单元280和报警单元290相连接。

通过上述装置200对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的具体方法如下所述：

在步骤101中，晶圆导入单元210导入待测晶圆，并通过移动所述待测晶圆使得处理机台上的图像识别设备的镜头对准该待测晶圆上的定标区域。

在步骤102中，对待测晶圆的定标区域进行图像识别以实施定标，该步骤与现有技术中所实施的方式一样，此处不再赘述。

在步骤103中，对102中的定标结果进行判断，如果定标成功则结束对该待测晶圆的定标过程；如果定标失败，则实施步骤104，从而对未成功定标的待测晶圆进行进一步的定标。

需要指出的是步骤102和步骤103是可选步骤，也可以在实施步骤101之后直接实施步骤104。例如，在明确待测晶圆中的定标区域存在着对比度低或图像识别设备难以被识别时，可以跳过步骤102和103，直接实施步骤104。

在步骤104中，制程确定单元220确认是否有与该待测晶圆相对应的光源制程，即：确认是否有针对该晶圆中的定标区域而生成的光源制程。

通常，在定标过程中会使用白光照射在定标区域中以便图像识别设备来识别定标区域中的图像，而由于有些晶圆有较厚的或不透明的薄膜，从而造成定标区域的对比度较低，为此需要为这些晶圆设定特定颜色的定标光源，以使得这些具有较低对比度的定标区域在该特定颜色的定标光源的照射下呈现出较高的对比度。光源制程就是用于设定在定标过程中所使用的定标光源的制程，该制程通过改变定标光源的波长值来实现对定标光源的颜色的设定。其中，该光源制程中定标光源的波长值被称为最优波长。具有较低对比度的定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下呈现出便于识别的对比度。

当制程确定单元220确认出处理机台不具有与该待测晶圆相对应的光源制程时，则实施步骤105通过测量来确定定标光源的最优波长。当制程确定单元220确认出处理机台具有与该待测晶圆相对应的光源制程时，则实施步骤106从该光源制程中获取所述最优波长。

在步骤105中，波长测定单元232对待测晶圆的定标区域实施测量以获得定标光源的最优波长，并实施步骤107。所述波长测定单元232包括椭偏仪和波长记录单元。

具体的测量方法为：把椭偏仪的输出光源设定为具有某一个波长值的光，并把该光照射在待测晶圆的定标区域上，通过椭偏仪的扫描端扫描出定标区域在当前光源照射下的对比度值；然后把椭偏仪光源的波长设定为下一个波长值，通过椭偏仪的扫描端扫描出定标区域在该光源照射下的对比度值；重复上述测量，使得椭偏仪扫描出该定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度值，当所述对比度满足预定条件时，波长记录单元记录下满足预定条件时椭偏仪光源所使用的波长值，该波长值就是所要测得的该晶圆的定标光源的最优波长。

根据本发明所公开的一个优选的实施例，所述预定条件被设定为：具有最大对比度值。即，用椭偏仪扫描所述定标区域在所有波长的椭偏仪光源的照射下的对比度，并找出定标区域具有最大对比度值时椭偏仪光源所使用的波长值。

根据本发明所公开的另一个优选的实施例，所述预定条件被设定为：对比度高于一个阈值。即，用椭偏仪扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度，当对比度高于某一阈值时，则直接记录当前椭偏仪光源所使用的波长值，而不再继续测量在其他波长的光源照射下的对比度。通过设定阈值，避免了需要在所有波长的光源照射下扫描所述定标区域的对比度值，节省了测量时间，提高了工作效率。

在步骤106中，波长获取单元231从所述光源制程中获取定标光源的最优波长，并实施步骤107。

在步骤107中，光源设定单元240根据从波长确定单元230中的波长测定单元232或波长获取单元231处所确定的最优波长，把定标光源的波长设定为所述最优波长。在一个优选的实施例中，通过在原有的白色定标光源前插入与最优波长具有相同颜色的滤片来实现更改该定标光源的波长。

在步骤108中，定标实施单元250使用新设定的定标光源对定标区域实施定标。所述定标实施单元250可以是一个用于定标的图像识别设备。

在步骤109中，定标判断单元260对步骤108中的定标结果进行判断，以确认该定标是否成功，如果定标不成功则实施步骤110，如果定标成功则实施步骤111。

在步骤110中，方式判断单元270判断该最优波长的确定方式是否是通过测量获得的，如果是通过测量获得该最优波长的，则通过报警单元290实施报错或报警，如果不是通过测量获得该最优波长的，则返回至步骤104中以确认是否还有未被使用的光源制程，如果还有未被使用的光源制程存在，则执行步骤106使用未被使用的光源制程中的最优波长；如果没有未被使用的光源制程存在了，则执行步骤107以通过测量获取所需的最优波长。

在一个优选的实施例中，所述波长确定单元230在步骤105或步骤106中确定完最优波长之后可以直接向方式判断单元270告知该最优波长的确定方式。

在步骤111中，方式判断单元270判断该最优波长的确定方式是否是通过测量获得的，如果是通过测量获得该最优波长的，则实施步骤112，如果不是通过测量获得该最优波长的，则结束本次定标。

在步骤112中，制程生成单元280基于所用使用的最优波长生成对应于该待测晶圆的光源制程并保存。

本发明基于上述实施例中的构思还公开了一种设定光源制程的方法，同样，所述光源制程用于在定标过程中为具有低对比度定标区域的晶圆确定定标光源的最优波长，图3示出了根据本发明所公开的一种为具有低对比度定标区域的晶圆设定光源制程的方法流程图。

在步骤301中，把具有低对比度的定标区域的晶圆导入至处理机台中。

在步骤302中，通过移动所述待测晶圆使得处理机台上的图像识别设备的镜头对准该待测晶圆上的定标区域。

在步骤303中，用椭偏仪扫描该定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度。具体的，把椭偏仪的输出光源设定为具有某一个波长值的光，并把该光照射在待测晶圆的定标区域上，通过椭偏仪的扫描端扫描出定标区域在当前光源照射下的对比度值。

在步骤304中，确定所述对比度值是否满足预定条件，当满足预定条件时，则执行步骤305，否则则把椭偏仪光源的波长设定为下一个波长值并再次执行步骤303。当所述对比度满足预定条件时，则执行步骤305。

根据本发明所公开的一个优选的实施例，所述预定条件被设定为：具有最大对比度值。即，用椭偏仪扫描所述定标区域在所有波长的椭偏仪光源的照射下的对比度，并找出定标区域具有最大对比度时椭偏仪光源所使用的波长值。

根据本发明所公开的另一个优选的实施例，所述预定条件被设定为：对比度高于一个阈值。即，用椭偏仪扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度，当对比度高于某一阈值时，则直接记录当前椭偏仪光源所使用的波长值，而不再继续测量在其他波长的光源下的对比度。通过设定阈值的方法无需扫描在所有波长的光源照射下的对比度值，节省了测量时间，提高了工作效率。

在步骤305中，记录下满足预定条件时椭偏仪光源所使用的波长值，该波长值就是所需的该晶圆的定标光源的最优波长。

在步骤306中，基于所获得的最优波长生成相应的光源制程。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (11)

1.一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的方法，其中所述定标是指确定晶圆位置的过程，所述方法包括如下步骤：

C.确认是否有与所述晶圆相对应的，且未被使用的光源制程，所述光源制程用于在定标过程中为晶圆中低对比度的定标区域确定定标光源的最优波长；

c1.当具有所述光源制程时，从所述光源制程中获取所述最优波长；

c2.当没有所述光源制程时，通过测量确定所述最优波长；

D.把所述定标光源的波长设定为所述最优波长；

E.对所述定标区域实施定标；

其中，所述定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下具有便于识别的对比度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤c2具体包括：

i.用椭偏仪扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度；

ii.当所述对比度满足预定条件时，记录所述椭偏仪光源的波长值；

iii.把所述波长值确定为在定标过程中所述晶圆的定标光源的最优波长。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述步骤ii中，所述预定条件为：所述对比度为最大值，或者所述对比度高于一个阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，还包括步骤：

F.确认是否成功实施定标；

f1.如果成功实施定标，则判断确定所述最优波长的方式；

当通过测量来确定所述最优波长时，则生成新的光源制程；

当从所述光源制程中确定所述最优波长时，则结束；

f2.如果未成功实施定标，则判断确定所述最优波长的方式；

当通过测量来确定所述最优波长时，则报错；

当从光源制程中确定所述最优波长时，则返回步骤C。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤D中，通过设定滤光片，把所述定标光源的波长设定为所述最优波长。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤C之前还包括以下步骤：

A.导入待测晶圆；

B.对所述定标区域实施定标，如果成功实施定标则结束，如果未成功实施定标则执行步骤C。

7.一种设定光源制程的方法，所述光源制程用于在定标过程中为具有低对比度定标区域的晶圆确定定标光源的最优波长，其中所述定标是指确定晶圆位置的过程，所述方法包括如下步骤：

I.导入低对比度的晶圆；

II.寻找到所述晶圆上的一个定标区域；

III.用椭偏仪扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度；

IV.当所述对比度满足预定条件时，记录所述椭偏仪光源所使用的波长值；

V.把所述波长值设定为在定标过程中所述晶圆的定标光源的最优波长，并保存在所述光源制程中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述步骤IV中，所述预定条件为：所述对比度高于一个阈值，或者所述对比度为最大值。

9.一种对晶圆中的低对比度定标区域实施定标的装置，所述定标是指确定晶圆位置的过程，所述装置的特征在于包括如下单元：

制程确定单元，其用于确认是否有与所述晶圆相对应的，且未被使用的光源制程，所述光源制程用于在定标过程中为晶圆中低对比度的定标区域确定定标光源的最优波长；

波长确定单元，其用于确定最优波长，其还包括：

波长获取单元，其用于当具有所述光源制程时，从所述光源制程中获取所述最优波长；

波长测定单元，其用于当没有所述光源制程时，通过测量确定所述最优波长；

光源设定单元，其用于把定标光源的波长设定为所述最优波长；

定标实施单元，其用于对所述定标区域实施定标；

其中，所述定标区域在具有所述最优波长的定标光源的照射下具有便于识别的对比度。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述波长测定单元还包括；

椭偏仪单元，其用于扫描所述定标区域在不同波长的椭偏仪光源的照射下的对比度；

波长记录单元，其用于当所述对比度满足预定条件时，记录所述椭偏仪光源所使用的波长值。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

定标判定单元，其用于判定定标是否成功；

方式判断单元，其用于判断确定所述最优波长的方式；

制程生成单元，其用于生成新的光源制程；

报警单元，其用于实施报错；

定标光源设定单元，其用于通过设定滤光片，把所述定标光源的波长设定为所述最优波长。