【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路制造中的光学量测及检测，涉及一种套刻误差测量装置及方法。
技术介绍
1、芯片制造过程中涉及各种工艺环节，比如镀膜、光刻、刻蚀等等。为提高芯片良率，需对各工艺环节进行监测，以便在制造完成前及时发现工艺问题并纠正。当前，无接触式的光学量测与检测技术被大量用于半导体工艺控制设备中。这其中，基于显微成像的套刻量测设备被大量用于监测套刻误差。这里，套刻误差指两个半导体层之间的叠对误差，其通常由光刻机的系统误差带来。
2、通常，厂方会在晶圆的切割道上布置套刻量测图案。在测量时，会选取晶圆不同位置对套刻图案进行取图，并计算套刻误差，这样就获取了不同位置的套刻误差。根据不同位置的套刻误差，厂方会建模，得出整片晶圆上的套刻误差分布，并会判断套刻误差是否超出指标，如超出指标将会根据套刻误差数据去修正光刻机。
3、目前市面上的套刻量测设备，都是使用面阵相机，在载物台相对静止的情况下，对套刻图案进行成像，尔后计算套刻误差。其测量流程是基于点到点的，即测量完晶圆上一个位置的套刻误差后，再移动至下一个位置进行测量，直至结束。
4、这种测量流程通常对载物台的要求很高，既要准确地从一个点移动到下一个点，而且还要快速、稳定，且要求重复精度高。并且，由于使用了面阵相机，其噪声通常也会影响套刻图案的图像质量，进而影响测量结果的计算。
5、因此，如何提供一种套刻误差测量装置及方法，以提高图像信噪比，同时降低载物台的要求，节省测量时间，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
6、应
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种套刻误差测量装置及方法，用于解决现有技术中图像信噪比低、对载物台的要求高、测量时间长的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种套刻误差测量装置，包括：
3、载物台，用于装载晶圆；
4、物镜，位于所述载物台上方；
5、第一分光镜、第一筒镜与用于扫描取图的tdi线扫相机，沿所述物镜的光轴依次设置，所述第一分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合；
6、第二筒镜与用于点对点量测的面阵相机，沿所述第一分光镜的第二光轴依次设置；
7、处理器，连接所述tdi线扫相机与所述面阵相机，用于处理图像及发出控制指令；
8、载物台控制器，连接所述载物台及所述处理器，用于控制所述载物台的移动。
9、可选地，所述套刻误差测量装置还包括第二分光镜与照明模块，所述第二分光镜位于所述物镜与所述第一筒镜之间，所述第二分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述照明模块位于所述第二分光镜的第二光轴上。
10、可选地，所述照明模块提供的照明光覆盖深紫外至红外波段。
11、可选地，所述套刻误差测量装置还包括第三分光镜、自动聚焦模块与自动聚焦控制器，所述第三分光镜位于所述物镜与所述第二分光镜之间，所述第三分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述自动聚焦模块位于所述第三分光镜的第二光轴上，所述自动聚焦控制器连接所述自动聚焦模块、所述载物台控制器及所述处理器。
12、可选地，所述套刻误差测量装置包括两种工作模式，其中一种工作模式为tdi线扫取图模式，另外一种工作模式为面阵取图模式；所述套刻误差测量装置还包括存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行所述tdi线扫取图模式或所述面阵取图模式。
13、本专利技术还提供一种套刻误差测量方法，包括以下步骤：
14、提供如上任意一项所述套刻误差测量装置，将晶圆装载于所述置物台上，所述晶圆包括多个间隔设置的器件区及位于各个器件区之间的切割道区，所述切割道区设有套刻图案；
15、选择工作模式，其中，
16、当选取tdi线扫取图模式时，采用所述tdi线扫相机进行扫描取图；
17、当选取面阵取图模式时，采用所述面阵相机进行点对点量测取图。
18、可选地，在取图之前，还包括以下步骤：对所述载物台上的晶圆进行对准，并寻找晶圆中心，建立晶圆坐标系。
19、可选地，在所述tdi线扫取图模式下，包括以下步骤：
20、规划扫描路径：根据待量测套刻误差的位置，规划出需要扫描的切割道以及扫描取图路径；
21、扫描取图：根据规划出的扫描取图路径进行扫描取图；
22、图像处理：根据预先保存的套刻图案模型，寻找出扫描取图中的套刻图案，给出套刻图案的坐标位置，并截取保存套刻图案图片；
23、套刻计算：根据截取保存的不同位置的套刻图案图片，计算套刻误差，并输出结果。
24、可选地，所述计算套刻误差采用的计算方法包括：
25、找出前层套刻图案的中心；
26、找出当层套刻图案的中心；
27、计算x、y方向的套刻误差。
28、可选地，在所述面阵取图模式下，包括以下步骤：
29、(1)根据所有待测点，规划出遍历路径；
30、(2)移动至下一个待测点，在焦面处获取套刻图案；
31、(3)根据获取的套刻图案，计算套刻误差，并保存测量位置；
32、(4)判断是否已遍历所有测量点，若是，则输出结果，若否，则重复所述步骤(2)-所述步骤(3)。
33、可选地，在所述tdi线扫取图模式下，采用自动聚焦模块实时自动聚焦并锁定焦面；在所述面阵取图模式下，采用所述自动聚焦模块寻找焦面。
34、如上所述，本专利技术的套刻误差测量装置包括载物台、物镜、第一分光镜、第一筒镜、用于扫描取图的tdi线扫相机、第二筒镜、用于点对点量测的面阵相机、处理器及载物台控制器，其中，载物台用于装载晶圆，物镜位于载物台上方，第一分光镜、第一筒镜与tdi线扫相机沿物镜的光轴依次设置，第一分光镜的第一光轴与物镜的光轴重合，第二筒镜与面阵相机沿第一分光镜的第二光轴依次设置，处理器连接tdi线扫相机与面阵相机，用于处理图像及发出控制指令，载物台控制器连接载物台及处理器，用于控制载物台的移动。本专利技术的套刻误差测量方法采用该装置进行套刻误差测量，当使用tdi积分相机时，可以提高图像信噪比，在tdi扫描取图模式下，对载物台的点对点运动性能要求降低、对移动速度要求降低，对于全晶圆套刻量测场景，使用tdi扫描模式的套刻量测将提供更快的速度，减少点对点的移动次数，节省大量时间。
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1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置还包括第二分光镜与照明模块，所述第二分光镜位于所述物镜与所述第一筒镜之间，所述第二分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述照明模块位于所述第二分光镜的第二光轴上。
3.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述照明模块提供的照明光覆盖深紫外至红外波段。
4.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置还包括第三分光镜、自动聚焦模块与自动聚焦控制器，所述第三分光镜位于所述物镜与所述第二分光镜之间，所述第三分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述自动聚焦模块位于所述第三分光镜的第二光轴上，所述自动聚焦控制器连接所述自动聚焦模块、所述载物台控制器及所述处理器。
5.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置包括两种工作模式，其中一种工作模式为TDI线扫取图模式，另外一种工作模式为面阵取图模式；所述套刻误差测量装置还包括存储器，所述存储器存储有多条指令，
6.一种套刻误差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的套刻误差测量方法，其特征在于，在取图之前，还包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的套刻误差测量方法，其特征在于，在所述TDI线扫取图模式下，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的套刻误差测量方法，其特征在于，所述计算套刻误差采用的计算方法包括：
10.根据权利要求7所述的套刻误差测量方法，其特征在于，在所述面阵取图模式下，包括以下步骤：
11.根据权利要求6所述的套刻误差测量方法，其特征在于：在所述TDI线扫取图模式下，采用自动聚焦模块实时自动聚焦并锁定焦面；在所述面阵取图模式下，采用所述自动聚焦模块寻找焦面。
...【技术特征摘要】
1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置还包括第二分光镜与照明模块，所述第二分光镜位于所述物镜与所述第一筒镜之间，所述第二分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述照明模块位于所述第二分光镜的第二光轴上。
3.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述照明模块提供的照明光覆盖深紫外至红外波段。
4.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置还包括第三分光镜、自动聚焦模块与自动聚焦控制器，所述第三分光镜位于所述物镜与所述第二分光镜之间，所述第三分光镜的第一光轴与所述物镜的光轴重合，所述自动聚焦模块位于所述第三分光镜的第二光轴上，所述自动聚焦控制器连接所述自动聚焦模块、所述载物台控制器及所述处理器。
5.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于：所述套刻误差测量装置包括两种工作模式，其中一...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩景珊，杨峰，
申请(专利权)人：睿励科学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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