用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法技术

本发明专利技术提供了一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法，包括：采用小波变换的方法，利用多分辨率的特点，对所述高度探测信号进行小波分解，同时获得所述高度探测信号的频域特性和时域特性。采用小波变换的数学方法同时获得高度探测信号的时域和频域特性，解决探测信号属于非平稳型号的问题。

Analysis and evaluation method for wafer height detection signal

【技术实现步骤摘要】
用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法
本专利技术涉及半导体制造和检测
，尤其涉及一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法。
技术介绍
对于半导体制造和检测
，一般需要对待加工或检测的晶圆样品进行表面高度形貌测量，用于进一步的曝光处理或直接进行晶圆特性分析。目前工业界常采用基于图像方法或光学方法的探测技术，对于纳米级测量多采用第二种探测方法。这种方法一般需要独立的晶圆高度测量装置，通过三角测量等方法获得晶圆表面的高度探测信号。高度探测装置的信号稳定性，对于晶圆形貌结果的准确性具有重要影响，是高度探测装置的关键技术指标之一。对于该项指标的评估方法也需要严格定义。目前常用的方法是采用时域或频域的分析方法。当采用时域方法时，一般以固定的采样频率获取一定时间段的探测信号，然后计算探测信号的p-v值或者平均值等统计结果。当采用频域方法时，一般通过傅里叶变换，将时域信号转化到频域，然后分析各个频段或某些特征频率点的频率特性。然而这两种方法都有一定的局限性。首先，时域分析和频域分析不能同时获得，这样既不能获得时域分析中异常信号值所处于的频段，也不能获得具有某些特征频率信号值所发生的时刻。同时，由于高度探测信号不是平稳信号，这样直接采用傅里叶变换会带来分析准确性的损失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一方面，提供了一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法，包括：采用小波变换的方法，利用多分辨率的特点，对所述高度探测信号进行小波分解，同时获得所述高度探测信号的频域特性和时域特性。其中，所述小波变换采用一维离散小波变换对位置探测信号进行分析，采用haar小波基或db小波基进行分析。其中，利用所选的小波基，对位置探测信号进行分析，获得相应分解的小波系数序列，并绘制离散小波分解图。其中，消失矩数值上太大会影响小波函数的紧支撑性，所述小波变换通过选择不同的消失矩和层数，反复迭代分析，提高高度探测信号分析和评估的准确性。其中，所述小波变换选择连续小波变换或小波包基于小波变换的方法。其中，所述方法还包括对所述高度探测信号进行频域分析，初步获得位置探测信号在频域的特性分析；所述频域分析的方法采用快速傅里叶变换。其中，对所述高度探测信号进行分块分析的方法进行处理。其中，所述分块分析的方法包括以下步骤：对已获得的高度探测信号进行格式化处理，确定数据的采样频率F；将数据进行分割获得一定数量的数据块；对于每一个数据块，利用所包含的所有采样值，计算该数据块对应的统计值；通过分析所有数据块对应的平均值和均方差的变化情况，从而进一步评估整个探测型号的整体稳定情况。其中，所述将数据进行分割获得一定数量的数据块包括：当高度探测信号采样的总数量为S，每一个数据块的采样个数为N，则获得数据块个数为M＝S/N，余数视为舍弃。其中，所述每一个数据块采样个数即高度探测的最小作用时间，所述每一个数据块采样个数的确定方法需要根据具体的应用场景确定；在晶圆高度探测过程中，假设一个Die的长度为L，匀速扫描的速度为V，则对于一个Die的测量时间为T＝L/V，T即认为是高度探测的最小作用时间，则每一个数据块采样个数N＝T*F；如果Die的总个数是K，则S＝N*K。基于上述技术方案可知，本专利技术的用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一：1、采用小波变换的数学方法同时获得高度探测信号的时域和频域特性，解决探测信号属于非平稳型号的问题。2、利用小波变换的时域信息，分析在探测过程中的信号和时间相关的特征，例如漂移和瞬态抖动；利用小波变换的频域信息，分析用于探测信号受到的干扰信号所处的频段。3、采用时域分段分析的方法，评估高度探测信号的时域整体特性，从而抑制环境和漂移等慢变因素的影响；采用频域分段分析的方法，计算高度探测信号的在各频率段的分量和累计量，评估高度探测信号在频域的分布情况。4、本专利技术提出的方法可以应用于半导体制造和检测装备，尤其应用于用于芯片制造光刻设备的晶圆高度探测系统。附图说明图1为本专利技术实施例提供的晶圆高度形貌探测的示意图；图2为本专利技术实施例提供的高度信号时域曲线；图3为本专利技术实施例提供的基于傅里叶变换的高度信号分析结果；图4为本专利技术实施例提供的数据块分析的高度信号稳定性曲线；图5为本专利技术实施例提供的高度信号各频率段分量及累计量；图6为本专利技术实施例提供的高度信号时域曲线(带气流扰动和机械振动)；图7为本专利技术实施例提供的基于傅里叶变换的高度信号分析结果(带气流扰动和机械振动)；图8为本专利技术实施例提供的基于离散小波变换的高度信号分析结果；图9为本专利技术实施例提供的基于连续小波变换的高度信号分析结果；图10为本专利技术实施例提供的基于小波包的高度信号分析结果(第3层低频部分)；图11为本专利技术实施例提供的基于小波包的高度信号分析结果(第3层高频部分)。具体实施方式本专利技术提出的探测信号的分析和评估方法，首先采用分段时域和分段频域的分析方法，评估高度探测信号的局部和整体特性。然后采用小波变换的数学方法，利用多分辨率的特点，对获得的高度探测信号进行小波分解，同时获得探测信号的频域特性和时域特性。对于频域的分析，类似常规的傅里叶变换，能够获得探测信号在不同分辨率的分布情况，同时能够获得系统或外部干扰的频率特性和发生的时间信息，尤其适合瞬时干扰和信号突变的情况。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提出一种用于位置探测信号的分析和评估方法，能够对高度探测信号进行频域和空间域的分析。本专利技术采用的实施步骤为：对已获得高度探测信号进行格式化处理，确定数据的采样频率F等参数。对高度探测信号进行频域分析，初步获得位置探测信号在频域的特性分析。频域分析的方法主要采用傅里叶变换，实际应用一般采用快速傅里叶分析方法。以图2的高度探测信号为例进行分析，对应的频域特性如图3所示。为抑制环境或漂移等影响，可以通过对以获得的高度探测信号进行分块分析的方法进行处理。当高度探测信号采样的总数量为S，每一个数据块的采样个数为N，则可获得数据块个数为M＝S/N，余数可以舍弃。每一个数据块采样个数N的确定方法，可以根据具体的应用场景确定，即高度探测的最小作用时间。典型的应用场景如图1所示，在晶圆高度探测过程中，假设一个Die的长度为L，匀速扫描的速度为V，则对于一个Die的测量时间为T＝L/V,T可以认为是高度探测的最小评估时间。每一个数据块采样个数N＝T*F。如果Die的总个数是K,则S＝N*K。对于每一个数据块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法，其特征在于，包括：/n采用小波变换的方法，利用多分辨率的特点，对所述高度探测信号进行小波分解，同时获得所述高度探测信号的频域特性和时域特性。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆高度探测信号的分析和评估方法，其特征在于，包括：
采用小波变换的方法，利用多分辨率的特点，对所述高度探测信号进行小波分解，同时获得所述高度探测信号的频域特性和时域特性。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小波变换采用一维离散小波变换对位置探测信号进行分析，采用haar小波基或db小波基进行分析。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用所选的小波基，对位置探测信号进行分析，获得相应分解的小波系数序列，并绘制离散小波分解图。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，消失矩数值上太大会影响小波函数的紧支撑性，所述小波变换通过选择不同的消失矩和层数，反复迭代分析，提高高度探测信号分析和评估的准确性。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小波变换选择连续小波变换或小波包基于小波变换的方法。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述高度探测信号进行频域分析，初步获得位置探测信号在频域的特性分析；所述频域分析的方法采用快速傅里叶变换。


7.根据权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志鹏，李璟，丁敏侠，赵晓东，杨光华，高斌，折昌美，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11