一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法技术

本申请提供了一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，包括激发出可见光波段的荧光光斑，采集光斑标记出光斑中心识别标记，使样片中心识别标记和光斑中心识别标记重合，记录载物台的第一绝对坐标(x1,y1)；以设定速度沿网格移动载物台，监测探测器的峰值读数，记录出现峰值读数时载物台的第二绝对坐标(x2，y2)；计算光斑图像的中心与荧光探测器的中心的最大误差坐标值(Δx，Δy)，根据该误差确定荧光探测器需调整拧动的圈数；其中，(Δx，Δy)＝(x2，y2)

【技术实现步骤摘要】
一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法


[0001]本申请属于半导体芯片
，更具体地说，是涉及一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位的工作台，其中的X射线荧光探测器和用于定位的相机镜头采用分离方式配装。标定时，通过X射线直接扫描样片而激发出非可见荧光，通过非可见荧光校准探测器，具体为采用扫描光强度最大值法实现校准。然而，由于探测器和相机镜头采用分离方式配装，即使采用扫描光强度最大值法，亦无法保证X射线的光斑中心与样片待测结构的ROI(Region of Interest，感兴趣区域)中心，以及探测器的靶面中心三心重合，进而造成标定精度低的问题。而对于小尺寸光斑、图案晶圆和光学关键尺寸的量测，现有工作台更是难以保证标定精度，且其仅能满足离线量测和无图案晶圆量测，难以满足半导体制程工艺的在线量测需求。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，以解决现有用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法的无法满足在线和图案晶圆量测的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：
[0005]提供一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，该方法包括：
[0006]利用X射线在荧光样片上激发出可见光波段的荧光光斑，采集所述荧光光斑对应的光斑图像并在所述光斑图像的中心标记出光斑中心识别标记；其中，所述荧光样片置于可移动载物台的载物面上，所述荧光样片的中心标记有样片中心识别标记；
[0007]移动所述可移动载物台，并使所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记二者重合，并记录重合时所述可移动载物台的第一绝对坐标(x1,y1)；
[0008]切换荧光探测器至所述载物面的上方，并使其探测窗口和所述载物面相对且平行，以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并同步监测所述荧光探测器的峰值读数，并记录出现所述峰值读数时所述可移动载物台的第二绝对坐标(x2，y2)；
[0009]计算所述光斑图像的中心与所述荧光探测器的中心之间的最大误差坐标值(Δx，Δy)，根据所述最大误差坐标值(Δx，Δy)确定所述荧光探测器沿X向和Y向需调整拧动的圈数，并按照所述需调整拧动的圈数调整拧动所述荧光探测器；其中，所述(Δx，Δy)＝(x2，y2)
‑
(x1，y1)；
[0010]重复所述的以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并重复计算所述光斑图像的中心与所述荧光探测器的中心之间的最大误差坐标值(Δx，Δy)，直至所述最大误差坐标值(Δx，Δy)＝(0，0)。
[0011]一实施例中，所述的利用X射线在荧光样片上激发出可见光波段的荧光光斑之前，还包括：
[0012]切换低倍率镜头至所述载物面的上方，并调整低倍率镜头与所述可移动载物台的相对位置关系，使所述低倍率镜头的镜头平面和所述载物面相对且平行；
[0013]移动所述可移动载物台，使置于所述载物面上的所述荧光样片移至所述低倍率镜头的视野内。
[0014]一实施例中，所述的采集所述荧光光斑对应的光斑图像并在所述光斑图像的中心标记出光斑中心识别标记，包括：
[0015]利用工业相机并协同低倍率镜头实时采集所述荧光光斑对应的光斑图像，利用模板匹配算法识别所述光斑图像并在所述光斑图像的中心标记出所述光斑中心识别标记。
[0016]一实施例中，在所述的移动所述可移动载物台，并使所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记二者重合，并记录重合时所述可移动载物台的第一绝对坐标(x1,y1)之后，且在所述的调整荧光探测器以使其探测窗口和所述载物面相对且平行，以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并同步监测所述荧光探测器的峰值读数，并记录出现所述峰值读数时所述可移动载物台的第二绝对坐标(x2，y2)之前，还包括：
[0017]调整所述低倍率镜头并使所述低倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者重合，以完成第一精度的对位操作；
[0018]切换高倍率镜头至所述载物面的上方，调整所述高倍率镜头与所述可移动载物台的相对位置关系，使所述高倍率镜头的镜头平面和所述载物面相对且平行，并对所述高倍率镜头进行对焦；
[0019]若所述高倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者无重合，则再次调整所述高倍率镜头并使所述高倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者重合，以完成第二精度的对位操作，再将所述荧光探测器切换至所述载物面的上方，并调整荧光探测器以使其探测窗口和所述载物面相对且平行；其中，所述第二精度高于所述第一精度；
[0020]若所述高倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者重合，则直接将所述荧光探测器切换至所述载物面的上方，并调整荧光探测器以使其探测窗口和所述载物面相对且平行。
[0021]一实施例中，所述的重复所述的以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并重复计算所述光斑图像的中心与所述荧光探测器的中心之间的最大误差坐标值(Δx，Δy)，直至所述最大误差坐标值(Δx，Δy)＝(0，0)之后，还包括：
[0022]切换所述高倍率镜头至所述载物面的上方，并根据所述第一绝对坐标(x1，y1)对待测点坐标进行补偿，并将所述载物台依次移动到补偿后的坐标位置，并利用所述高倍率镜头校验具有所述待测点的待测区域位于其视野中心；
[0023]将所述荧光探测器切换至所述载物面的上方，并依照补偿后的坐标位置移动所述载物台，以完成首次之后的自动化批量量测。
[0024]一实施例中，所述的根据所述最大误差坐标值(Δx，Δy)确定所述荧光探测器沿X向和Y向需调整拧动的圈数，包括：
[0025]所述荧光探测器沿所述X向和所述Y向需调整拧动的圈数分别为Rx和Ry，其中Rx＝
Δx/s，Ry＝Δy/s，s为所述荧光探测器固定用卡环夹具的顶丝的螺距。
[0026]一实施例中，所述的根据所述最大误差坐标值(Δx，Δy)确定所述探测器沿X向和Y向需调整拧动的圈数，并按照所述需调整拧动的圈数调整拧动所述探测器，包括：
[0027]所述荧光探测器固定用卡环夹具为千分尺夹具，根据所述最大误差坐标值(Δx，Δy)沿所述千分尺夹具调整拧动所述探测器，并沿所述X向和所述Y向分别拧动Δx和Δy圈。
[0028]一实施例中，所述的调整所述低倍率镜头并使所述低倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者重合，包括：
[0029]通过所述低倍率镜头固定用卡环夹具的顶丝调整所述低倍率镜头沿所述X向和/或所述Y向的位移，直至所述低倍率镜头的视野中心与所述样片中心识别标记和所述光斑中心识别标记三者重合；
[0030]所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，其特征在于，包括：利用X射线在荧光样片(a)上激发出可见光波段的荧光光斑，采集所述荧光光斑对应的光斑图像(e)并在所述光斑图像(e)的中心标记出光斑中心识别标记(f)；其中，所述荧光样片(a)置于可移动载物台的载物面上，所述荧光样片(a)的中心标记有样片中心识别标记(b)；移动所述可移动载物台，并使所述样片中心识别标记(b)和所述光斑中心识别标记(f)二者重合，并记录重合时所述可移动载物台的第一绝对坐标(x1,y1)；切换荧光探测器(30)至所述载物面的上方，并使其探测窗口和所述载物面相对且平行，以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并同步监测所述荧光探测器(30)的峰值读数，并记录出现所述峰值读数时所述可移动载物台的第二绝对坐标(x2，y2)；计算所述光斑图像(e)的中心与所述荧光探测器(30)的中心之间的最大误差坐标值(Δx，Δy)，根据所述最大误差坐标值(Δx，Δy)确定所述荧光探测器(30)沿X向和Y向需调整拧动的圈数，并按照所述需调整拧动的圈数调整拧动所述荧光探测器(30)；其中，所述(Δx，Δy)＝(x2，y2)
‑
(x1，y1)；重复所述的以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并重复计算所述光斑图像(e)的中心与所述荧光探测器(30)的中心之间的最大误差坐标值(Δx，Δy)，直至所述最大误差坐标值(Δx，Δy)＝(0，0)。2.如权利要求1所述的用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，其特征在于，所述的利用X射线在荧光样片(a)上激发出可见光波段的荧光光斑之前，还包括：切换低倍率镜头(401)至所述载物面的上方，并调整低倍率镜头(401)与所述可移动载物台的相对位置关系，使所述低倍率镜头(401)的镜头平面和所述载物面相对且平行；移动所述可移动载物台，使置于所述载物面上的所述荧光样片(a)移至所述低倍率镜头(401)的视野(c)内。3.如权利要求1或2所述的用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，其特征在于，所述的采集所述荧光光斑对应的光斑图像(e)并在所述光斑图像(e)的中心标记出光斑中心识别标记(f)，包括：利用工业相机并协同低倍率镜头(401)实时采集所述荧光光斑对应的光斑图像(e)，利用模板匹配算法识别所述光斑图像(e)并在所述光斑图像(e)的中心标记出所述光斑中心识别标记(f)。4.如权利要求3所述的用于X射线晶圆量测的探测器标定与对位方法，其特征在于，在所述的移动所述可移动载物台，并使所述样片中心识别标记(b)和所述光斑中心识别标记(f)二者重合，并记录重合时所述可移动载物台的第一绝对坐标(x1,y1)之后，且在所述的调整荧光探测器(30)以使其探测窗口和所述载物面相对且平行，以设定速度沿设定尺寸的XY坐标系网格移动所述可移动载物台，并同步监测所述荧光探测器(30)的峰值读数，并记录出现所述峰值读数时所述可移动载物台的第二绝对坐标(x2，y2)之前，还包括：调整所述低倍率镜头(401)并使所述低倍率镜头(401)的视野中心(d)与所述样片中心识别标记(b)和所述光斑中心识别标记(f)三者重合，以完成第一精度的对位操作；切换高倍率镜头(402)至所述载物面的上方，调整所述高倍率镜头(402)与所述可移动
载物台的相对位置关系，使所述高倍率镜头(402)的镜头平面和所述载物面相对且平行，并对所述高倍率镜头(402)进行对焦；若所述高倍率镜头(402)的视野中心(d)与所述样片中心识别标记(b)和所述光斑中心识别标记(f)三者无重合，则再次调整所述高倍率镜头(402)并使所述高倍率镜头(402)的视野中心(d)与所述样片中心识别标记(b)和所述光斑中心识别标记(f)三者重合，以完成第二精度的对位操作，再将所述荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓，贡志锋，张雪娜，洪峰，张贝，陈治均，
申请(专利权)人：深圳市埃芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：