CN118039527A - 基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法 - Google Patents
基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118039527A CN118039527A CN202311122019.9A CN202311122019A CN118039527A CN 118039527 A CN118039527 A CN 118039527A CN 202311122019 A CN202311122019 A CN 202311122019A CN 118039527 A CN118039527 A CN 118039527A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- template
- correlation
- image
- overlay
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
- G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
- G06T7/32—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using correlation-based methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
- G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
- G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
- G06V10/7515—Shifting the patterns to accommodate for positional errors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67282—Marking devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20016—Hierarchical, coarse-to-fine, multiscale or multiresolution image processing; Pyramid transform
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20084—Artificial neural networks [ANN]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Geometry (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
本发明公开了一种能够精确地寻找套刻键标图案的中心坐标,以能够精确地测量和检查形成在晶圆上的精细图案的对准状态的基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法。所述基于相关关系的套刻键标定心方法包括粗略搜索步骤和精确搜索步骤,在所述粗略搜索步骤中,将套刻目标图像的尺寸调整为预设尺寸,并且通过在调整后的图像中计算第一相关关系值来计算粗略中心坐标的步骤,在所述精确搜索步骤中,在套刻目标图像的原始图像中以粗略中心坐标为基准来计算第二相关关系值,从而计算精确中心坐标。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺,更具体地,涉及一种在半导体工艺中基于相关关系对套刻键标进行定心(centering)的套刻键标定心系统及其方法。
背景技术
在半导体工艺中,在晶圆的表面形成感光膜(Photo Resist),并在使用步进器(stepper)的曝光工艺中,转移至倍缩式掩膜(reticle)上的晶圆表面上的感光膜,并对已完成曝光工艺的感光膜进行显影。之后,对于显影后的感光膜,使用蚀刻掩膜(mask)并通过蚀刻晶圆表面的光刻(Photolithography)工艺,在晶圆表面形成电路图案,并通过重复光刻工艺,在晶圆上形成具有电路图案的多层膜,从而制造半导体器件。
在半导体工艺中,为了在半导体基板上形成精细图案而进行的曝光工艺具体如下:在半导体基板上涂覆光刻胶(Photo-Resist),并对涂覆有光刻胶的半导体基板施加热量的同时,使形成于掩膜的图案与半导体基板表面上的图案一致后,使部分光线透过,从而对相应区域的光刻胶进行曝光,并在曝光工艺后,喷射显影液,从而基于化学作用来去除曝光时光线透过的部分或光线不透过的部分,并且在半导体基板上形成图案后,测定对准状态,并测量垂直对准精度。
另一方面,为了在晶圆上制作半导体芯片的上部薄膜层和下部薄膜层的垂直对准精度称为套刻精度(overlay),对于光学套刻测量设备而言,使用套刻键标(overlay key)来检查形成于半导体基板上的图案和在当前工艺中形成的图案的对准状态,以检测出微小缺陷和半导体工艺中的缺陷。
在测定和检查半导体基板的精细图案的对准状态的套刻工艺中,为了确认在半导体基板上由多层组成的多个薄膜层中形成的下部薄膜层图案和上部薄膜层图案是否精确对准而使用套刻标记(overlay mark),由此确认上部薄膜层和下部薄膜层的对准状态。
光学套刻测定测量设备在半导体工艺中以超高精度测定如下内容:使用套刻标记来测定电路图案是否很好地对准,即以多层堆叠的半导体基板上的由多层组成的多个薄膜层中形成的下部薄膜层图案和上部薄膜层图案是否精确对准。
为了测量套刻标记的对准精度,必须先执行图案识别(Pattern Recognition,PR)操作(Action)。
当将工件台(Stage)移动至输入到配方(Recipe)中的套刻键标(Overlay Key)位置(Position)时,由于硬件(机器人、工件台等)的可重复性(Repeatability)的影响,在寻找精确位置方面存在限制。
PR操作是一种弥补这一问题的技术,其将注册到配方中的模型图像与视场(Fieldof View,FOV)上的实时(Live)图像相匹配(Matching)的位置检测为中心(Center),并额外进行与偏移量(offset)相等的工件台移动(Stage Move)。
然而,对于通过图像之间的一对一匹配来额外进行工件台移动的方法而言,在配方中注册的图像可以代表晶圆整体的所有目标(target)的图像时是可行的。
在由于工艺上的影响而套刻键标图像之间的偏差(Variation)严重的情况下,则可能会发生PR失败(Fail)。
因此,需要一种可弥补PR失败而能够寻找套刻键标的中心坐标并精确地对套刻键标的中心坐标进行定心的技术。
现有技术文献
专利文献1:韩国授权专利KR10-1604789(2016年3月14日)
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于,提供一种基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法,其能够克服因工艺上的原因而发生的套刻键标图像之间的偏差(Variation)并执行图案识别(Pattern Recognition,PR)。
本发明的目的并不局限于以上提及的目的,本发明中未提及的其他目的和优点可以通过以下的说明得以被理解,并且通过本发明的实施例将更清楚地被理解。另外,显而易见的是,本发明的目的和优点可以通过权利要求书中记载的手段和其组合来实现。
用于解决技术问题的手段
根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心系统,其包括套刻测量设备,所述套刻测量设备包括至少一个处理器,所述处理器接收套刻目标(overlay target)图像,并且将套刻目标图像的尺寸调整为小于整个图像的尺寸,而且通过计算调整后的图像中的第一相关关系值来计算粗略(rough)中心坐标,在套刻目标图像的原始图像内以所述粗略中心坐标为基准计算第二相关关系值,并计算精确(fine)中心坐标。
根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心方法,其包括粗略搜索(roughsearch)步骤和精确搜索(Fine Search)步骤,在所述粗略搜索步骤中,将套刻目标(overlay target)图像的尺寸调整为预设尺寸,并且在调整后的图像内计算第一相关关系值并计算粗略中心坐标,在所述精确搜索步骤中,在套刻目标图像的原始图像内以粗略中心坐标为基准计算第二相关关系值,从而计算精确中心坐标。
发明效果
根据本发明的实施例,通过基于相关关系能够精确地对套刻键标进行定心,由此能够精确地测量和检查半导体基板的精细图案的对准状态。
并且,根据本发明的实施例,可以精确地寻找套刻键标图案的坐标,从而能够提高套刻测量的精度。
并且,根据本发明的实施例,可以防止在每个套刻键标的变化(Variation)严重的情况下可能会发生的图案识别(Pattern Recognition,PR)失败。
并且,根据本发明的实施例,可以弥补在对PR参数敏感反应的层(layer)的情况下可能会发生的PR误读(Misreading)。
除了上述效果之外,以下将说明用于实施本发明的具体事项,并记述本发明的具体效果。
附图说明
图1是用于说明图案识别(Pattern Recognition,PR)操作(action)的图。
图2是根据一实施例的基于相关关系的套刻键标寻找方法的流程图。
图3至图5是示出了图2中的相关关系搜索区域的图。
图6是示出了图2中的基于相关关系寻找套刻键标的中心的方法的图。
图7是示出了用于计算图2中的相关关系的模板的定义的图。
图8是根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心方法的流程图。
具体实施方式
将参照附图详细描述上述目的、手段和效果,由此,本发明所属领域的技术人员将能够容易地实施本发明的技术思想。在对本发明进行说明时,如果判断对与本发明相关的已知技术的具体说明会不必要地使本发明的主旨模糊,将省略对其的详细说明。以下,将参照附图详细说明根据本发明的优选实施例。在附图中,相同的附图标记用于表示相同或相似的构成要素。
以下,公开一种基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法,以克服因工艺上的原因而发生的套刻键标图像之间的偏差(Variation)并执行图案识别(PatternRecognition,PR)。
在说明根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心方法之前,定义本说明书中使用的术语的含义。
在说明书中,套刻精度(overlay)可以被定义为用于在晶圆上制造半导体芯片的上部薄膜层和下部薄膜层的垂直对准精度。
在说明书中,套刻键标(overlay key)可以被定义为用于在光学套刻测量设备中通过检查形成于半导体基板上的图案与在当前工艺中形成的图案的对准状态来检测微小缺陷和检测半导体工艺中的缺陷。
在说明书中,PRU是为了实施套刻测量而识别套刻键标的步骤,其包括在视场(Field of View,FOV)内对套刻键标进行定心的步骤。
在说明书中,目标寻找器(target finder)可以在搭载有处理器的PC终端、套刻测量设备中实现。作为一示例,目标寻找器可以是基于相关关系计算套刻键标的中心坐标的应用程序。
图1是用于说明图案识别(Pattern Recognition,PR)操作(action)的图。
当将工件台(stage)移动至目标(套刻键标(Overlay Key))位置时,因测量设备的可重复性(Repeatability)的影响在寻找精确位置的方面上存在限制。
PR操作是一种弥补这一问题的技术,其将注册到配方中的模型图像和FOV上的实时图像相匹配的位置检测为中心,并且额外进行相当于偏移量的工件台移动(StageMove)。
然而,对于通过图像之间的一对一(1:1)匹配来额外进行工件台移动的方法而言,在注册于配方中的图像可以代表晶圆整体的所有目标的图像时是可以进行的。
在因工艺上的影响而套刻键标图像之间的偏差(Variation)严重的情况下,可能会发生PR失败(Fail)。
为此,本实施例利用模板匹配函数来检测出套刻键标的中心位置,所述模板匹配函数用于在输入影像中寻找与具有较小尺寸的模板影像一致的部分。作为一示例,本发明可以利用模板匹配函数来检测出中心位置,所述模板匹配函数用于对作为输入影像的实时影像、即测量的同时所获得的影像寻找与模板影像一致的部分。
另一方面,将用于在晶圆上制作半导体芯片的上部薄膜层和下部薄膜层的垂直对准精度称为套刻精度(overlay),对于光学套刻测量设备而言,使用套刻键标(overlaykey)来对形成于半导体基板上的图案和在当前工艺中所形成的图案的对准状态进行检测,由此检测出微细缺陷并检测出半导体工艺中的缺陷。
在根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法中,可以使用能够测量输入函数和目标函数之间存在相似之处的工具来测量相似性。作为一示例,可以利用如下工具来推导出相关关系值,所述工具在应用于图像的情况下能够测量两个图像之间的相似程度。
在概率论和统计学中所使用的相关分析(Correlation Analysis)是一种分析两个变量之间的线性关系的方法。此时,两个变量之间的关系强度称为相关关系(相关性(Correlation)或相关系数(Correlation Coefficient))。
在统计性相关关系的分析中存在有皮尔逊相关系数(Pearson CorrelationCoefficient)分析、斯皮尔曼相关系数(Spearman Correlation Coefficient)分析等多种技术。
在本发明的实施例中,可以利用用于在输入影像中寻找与具有较小尺寸的模板影像一致的部分的模板匹配函数。
模板匹配原理如下:将模板(template)与从输入影像的左上角到右下角的所有部分进行比较来扫描。
模板匹配函数可以包括基于用于表示相关关系值的方法的多种模板匹配函数。
图2是根据一实施例的基于相关关系的套刻键标寻找方法的流程图。
参照图2,基于相关关系的套刻键标定心方法包括粗略搜索步骤S10和精确搜索步骤S50。
首先,在粗略搜索步骤S10中,将套刻目标图像的尺寸调整为预设尺寸,并且基于调整后的图像来计算第一相关关系值,从而计算出粗略中心坐标。
对粗略搜索步骤S10进行说明如下。
将套刻目标图像调整为预设尺寸(步骤S20)。作为一示例,目标寻找器可以从测量设备接收套刻目标图像,并将套刻目标图像的尺寸减小为1/2。这能够使模板匹配函数的处理时间最小化。此处,目标寻找器可以是基于相关关系来计算套刻键标的中心坐标的应用程序、或具备处理器的计算终端。
随后,在调整后的图像中定义出第一模板、第二模板和第一相关搜索区域,并在第一相关搜索区域中计算第一模板和第二模板之间的第一相关关系值(步骤S30)。
图3至图5是示出了图2中的相关关系搜索区域的图。
参照图3至图5,作为一示例,第一相关搜索区域可以被定义为调整后的图像的整个区域。
第一模板(template)1和第二模板2可以被定义为:具有预设尺寸的水平值和垂直值,并且彼此以对角线为基准对称。
作为一示例,在本发明的实施例中,可以通过将第一模板1的图像与旋转了180度的第二模板2的图像进行比较,从而将相似度表示为相关关系值。作为另一示例,可以通过将以第一模板1和第二模板2之间的对角线为基准翻转第一模板1的图像而得到的图像与第二模板2的图像进行比较,从而将相似度表示为相关关系值。
作为一示例,在本发明的实施例中,第一模板1和第二模板2的相似度越高,相关关系值可以表示得越高。
图6是示出了图2中的基于相关关系寻找套刻键标的中心的方法的图。
参照图2和图6,基于第一模板1和第二模板2的第一相关关系值在调整图像的整个区域内计算粗略中心坐标(步骤S40)。
对粗略中心坐标的计算进行具体说明如下:寻找与第一相关关系值中最大的相关关系值相对应的第一模板1和第二模板2,并且利用第一模板1和第二模板2的坐标(X1、Y1)来计算粗略中心坐标(Cx、Cy)。
作为一示例,粗略中心坐标Cx可以由X1+模板横宽(或宽度)计算,粗略中心坐标Cy可以由Y1+模板纵宽(或高度)计算。
接着,在精确搜索步骤S50中,在套刻目标图像的原始图像中,以粗略中心坐标为基准来计算第二相关关系值,从而计算精确中心坐标。
对精确搜索步骤S50进行说明如下。
精确搜索步骤S50包括导入原始图像的步骤S60。作为一示例,可以导入原始图像的全(full)图像。
图7是示出了图2中的用于计算相关关系的模板的定义的图。
参照图7,在原始图像中,以粗略中心坐标为基准来定义第二相关关系搜索区域。作为一示例,第二相关关系区域被定义为:以粗略中心坐标为基准,具有第一模板1或第二模板2的宽度和高度的两倍的值。
在原始图像中,以粗略中心坐标为基准来定义第三模板区域和第四模板区域。作为一示例,第三模板和第四模板可以被定义为以经过粗略中心坐标的对角线为基准彼此对称的区域。
然后,在原始图像的第二相关关系搜索区域内计算第三模板和第四模板的第二相关关系值(步骤S70)。
作为一示例,可以通过将第三模板的图像与旋转了180度的第四模板的图像进行比较,从而计算基于相似度的第二相关关系值。作为一示例,可以将第三模板的图像与翻转了第四模板的图像而获得的图像进行比较,从而计算基于相似度的第二相关关系值。
然后,基于第二相关关系值来计算所述精确中心坐标(步骤S80)。
计算精确中心坐标的过程如下:寻找与第二相关关系值中最大的相关关系值相对应的第三模板和第四模板,并且利用寻找到的第三模板或第四模板的坐标来计算精确中心坐标。
图8是根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法的流程图。
参照图8,目标寻找器通过粗略搜索步骤来计算粗略中心坐标,并通过精确搜索步骤来计算精确中心坐标。
在粗略搜索步骤中,为了使处理(processing)时间最小化,缩小整个图像的尺寸。作为一示例,将整个图像的尺寸调整大小(Resize)为1/2的尺寸,或调整大小为1/4的尺寸。当然,并不限于此,可以在能够使用于计算中心坐标的处理时间最小化的技术思想内实施变更。
在被调整大小(或被缩小)的图像中,如图5所示那样定义第一模板1和第二模板2。将调整大小后的图像的整个区域定义为第一相关关系搜索区域。
计算第一相关关系搜索区域内的第一模板1和第二模板2之间的相关关系值。寻找相关关系值最大的模板,并利用其来计算粗略中心坐标。
以在精确中心坐标粗略搜索中寻找到的粗略中心坐标为基准来定义原始图像中的第二相关关系区域。在原始图像的第二相关关系区域内计算第一模板1和第二模板2之间的相关关系值。
寻找相关关系值最大的模板,并利用其来计算精确中心坐标。
作为一示例,套刻测量设备可以在其内部具备目标寻找器,从而将计算出的精确中心坐标注册到配方中,或者利用已注册的配方的精确中心坐标来将工件台移动至目标中心。此时,作为第一种情形,套刻测量设备可以利用目标寻找器来将PRU图像注册到配方中。作为第二种情形,套刻测量设备可以利用目标寻找器来在编辑配方(Edit Recipe)中将工件台移动至目标中心。
如此,根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心系统包括套刻测量设备,所述套刻测量设备包括至少一个处理器,所述至少一个处理器接收套刻目标(overlaytarget)图像,并且将套刻目标图像的尺寸调整为小于整个图像的尺寸,而且通过计算调整后的图像中的第一相关关系值来计算粗略中心坐标;在套刻目标图像的原始图像中,以所述粗略中心坐标为基准来计算第二相关关系值,从而计算精确中心坐标。
在套刻测量设备中,处理器在计算粗略中心坐标的情况下执行如下处理:将套刻目标图像的尺寸调整为预设尺寸,并且在调整后的图像中定义第一模板、第二模板和第一相关搜索区域,而且在第一相关搜索区域中计算第一模板和第二模板之间的第一相关关系值,并基于第一相关关系值来计算粗略中心坐标。
第一相关搜索区域由调整后的图像的整个区域被定义。
第一模板和第二模板被定义为:具有预设尺寸的水平值和垂直值,并且以对角线为基准彼此对称。
处理器寻找与第一相关关系值中最大的相关关系值相对应的第一模板和第二模板,并利用寻找到的第一模板或第二模板的坐标来计算粗略中心坐标。
处理器在计算精确中心坐标的情况下执行如下处理:以粗略中心坐标为基准来定义第二相关关系搜索区域,并且在原始图像的第二相关关系搜索区域内计算第三模板和第四模板的第二相关关系值,而且基于第二相关关系值来计算精确中心坐标。
处理器寻找与第二相关关系值中最大的相关关系值相对应的第三模板和第四模板,并利用第三模板或第四模板的坐标来计算精确中心坐标。
套刻测量设备基于精确中心坐标而将已定心的套刻键标的图像注册于配方中。
然后,根据一实施例的基于相关关系的套刻键标定心方法包括粗略搜索步骤和精确搜索步骤,在所述粗略搜索步骤中,将套刻目标图像的尺寸调整为预设尺寸,并通过在调整后的图像中计算第一相关关系值来计算粗略中心坐标,在所述精确搜索步骤中,通过在套刻目标图像的原始图像中以粗略中心坐标为基准来计算第二相关关系值,从而计算精确中心坐标。
粗略搜索步骤包括:将套刻目标图像的尺寸调整为预设尺寸的步骤;在调整后的图像中定义第一模板、第二模板和第一相关搜索区域的步骤;在第一相关搜索区域中计算第一模板和第二模板之间的第一相关关系值的步骤;以及基于第一相关关系值来计算粗略中心坐标的步骤。
第一相关搜索区域由调整后的图像的整个区域被定义。
第一模板和所述第二模板被定义为:具有预设尺寸的水平值和垂直值,并且以对角线为基准彼此对称。
粗略搜索步骤包括:寻找与第一相关关系值中最大的相关关系值相对应的第一模板和第二模板的步骤;以及利用寻找到的第一模板或第二模板的坐标来计算粗略中心坐标的步骤。
精确搜索步骤包括:以粗略中心坐标为基准来定义第二相关关系搜索区域的步骤;在原始图像的第二相关关系搜索区域内计算第三模板和第四模板的第二相关关系值的步骤;以及以第二相关关系值为基准来计算所述精确中心坐标的步骤。
精确检索步骤包括:寻找与第二相关关系值中最大的相关关系值相对应的第三模板和第四模板的步骤;以及利用寻找到的第三模板或第四模板的坐标来计算精确中心坐标的步骤。
基于相关关系的套刻键标定心方法还包括:基于精确中心坐标而将已定心的套刻键标的图像注册于配方中的步骤。
基于相关关系的套刻键标定心方法还包括:基于精确中心坐标将工件台移动至目标位置,以对套刻键标进行定心的步骤。
根据本发明的实施例,通过基于相关关系而能够精确地对套刻键标进行定心,由此可以精确地测量和检查半导体基板的精细图案的对准状态。
并且,根据本发明的实施例,可以通过精确地寻找套刻键标图案的中心坐标来提高半导体工艺的精度。
并且,根据本发明可以防止在每套刻键标的变化严重的情况下可能会发生的图案识别(Pattern Recognition,PR)失败。
并且,在对PR参数敏感反应的层的情况下,可以弥补可能会发生的PR误读。
如上所述,参照例示的附图对本发明进行了说明,但本发明不限于本说明书中公开的实施例和附图,本领域技术人员可以在本发明的技术思想的范围内进行各种修改是显而易见的。并且,虽然在说明本发明的实施例时没有通过明确记载来说明根据本发明的技术方案的作用效果,但应当承认基于相应的技术方案而可预测的效果。
Claims (16)
1.一种基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述套刻键标定心系统包括套刻测量设备,所述套刻测量设备包括至少一个处理器,并且利用套刻目标图像检查下部薄膜层图案和上部薄膜层图案的对准状态,
所述处理器执行如下处理:
接收所述套刻目标图像,并且将所述套刻目标图像的尺寸调整为小于整个图像的尺寸;
在调整后的图像中,定义以对角线为基准彼此对称的第一模板和第二模板;
通过计算第一相关关系值来计算粗略中心坐标,所述第一相关关系值用于表示所述第一模板的图像和所述第二模板的图像之间的以所述对角线为基准对称的相似度;
在所述套刻目标图像的原始图像中,定义以经过所述粗略中心坐标的对角线为基准对称的第三模板和第四模板;
通过计算第二相关关系值来计算精确中心坐标,所述第二相关关系值用于表示所述第三模板的图像和所述第四模板的图像之间的以所述对角线为基准对称的相似度;
基于所述精确中心坐标,将工件台移动至目标位置并对套刻键标进行定心。
2.根据权利要求1所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述处理器在计算粗略中心坐标时执行如下处理,
在调整后的所述图像中还定义第一相关搜索区域,并且在所述第一相关搜索区域内计算所述第一模板的图像和所述第二模板的图像之间的所述第一相关关系值。
3.根据权利要求2所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述第一相关搜索区域由调整后的所述图像的整个区域定义。
4.根据权利要求3所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述第一模板和所述第二模板具有预设尺寸的水平值和垂直值。
5.根据权利要求2所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述处理器寻找与所述第一相关关系值中最大的相关关系值相对应的第一模板和第二模板,并且利用寻找到的所述第一模板或所述第二模板的坐标来计算所述粗略中心坐标。
6.根据权利要求1所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述处理器在计算精确中心坐标时还执行如下处理,
在所述原始图像中以所述粗略中心坐标为基准定义第二相关关系搜索区域,并且在所述第二相关关系搜索区域内计算所述第三模板的图像和所述第四模板的图像之间的所述第二相关关系值。
7.根据权利要求6所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述处理器寻找与所述第二相关关系值中最大的相关关系值相对应的第三模板和第四模板,并且利用寻找到的所述第三模板或所述第四模板的坐标来计算所述精确中心坐标。
8.根据权利要求1所述的基于相关关系的套刻键标定心系统,其中,
所述处理器基于精确中心坐标将已定心的套刻键标的图像注册于配方中。
9.一种基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,包括:
粗略搜索步骤,在所述粗略搜索步骤中,将用于检查下部薄膜层图案和上部薄膜层图案的对准状态的套刻目标图像的尺寸调整为小于整个图像的尺寸,并且在调整后的图像中定义以对角线为基准彼此对称的第一模板和第二模板,而且通过计算第一相关关系值来计算粗略中心坐标,所述第一相关关系值用于表示所述第一模板的图像和所述第二模板的图像之间的以所述对角线为基准对称的相似度;
精确搜索步骤,在所述精确搜索步骤中,在所述套刻目标图像的原始图像中定义以经过所述粗略中心坐标的对角线为基准对称的第三模板和第四模板,并且通过计算第二相关关系值来计算精确中心坐标,所述第二相关关系值用于表示所述第三模板的图像和所述第四模板的图像之间的以所述对角线为基准对称的相似度;以及
基于精确中心坐标,将工件台移动至目标位置并对套刻键标进行定心的步骤。
10.根据权利要求9所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述粗略搜索步骤还包括:
在调整后的所述图像中定义第一相关搜索区域的步骤;以及
在所述第一相关搜索区域内计算所述第一模板的图像和第二模板的图像之间的所述第一相关关系值的步骤。
11.根据权利要求10所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述第一相关搜索区域由调整后的所述图像的整个区域定义。
12.根据权利要求11所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述第一模板和所述第二模板具有预设尺寸的水平值和垂直值。
13.根据权利要求10所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述粗略搜索步骤还包括:
寻找与所述第一相关关系值中最大的相关关系值相对应的第一模板和第二模板的步骤;以及
利用寻找到的所述第一模板或所述第二模板的坐标来计算所述粗略中心坐标的步骤。
14.根据权利要求9所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述精确搜索步骤包括:
在所述原始图像中,以所述粗略中心坐标为基准来定义第二相关关系搜索区域的步骤;以及
在所述第二相关关系搜索区域内计算所述第三模板的图像和所述第四模板的图像之间的所述第二相关关系值的步骤。
15.根据权利要求14所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,
所述精确搜索步骤还包括:
寻找与所述第二相关关系值中最大的相关关系值相对应的第三模板和第四模板的步骤;以及
利用寻找到的所述第三模板或所述第四模板的坐标来计算所述精确中心坐标的步骤。
16.根据权利要求9所述的基于相关关系的套刻键标定心方法,其中,还包括:
基于精确中心坐标将已定心的套刻键标的图像注册于配方中的步骤。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2022-0151233 | 2022-11-14 | ||
KR1020220151233A KR102541500B1 (ko) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 상관관계 기반 오버레이 키 센터링 시스템 및 그 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118039527A true CN118039527A (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=86762600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311122019.9A Pending CN118039527A (zh) | 2022-11-14 | 2023-09-01 | 基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11847777B1 (zh) |
JP (1) | JP2024071335A (zh) |
KR (1) | KR102541500B1 (zh) |
CN (1) | CN118039527A (zh) |
TW (1) | TW202419985A (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117518736B (zh) * | 2023-11-27 | 2024-08-23 | 魅杰光电科技(上海)有限公司 | 套刻误差量测的方法、装置、系统及存储介质 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60244803A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Disco Abrasive Sys Ltd | 自動精密位置合せシステム |
US6463184B1 (en) | 1999-06-17 | 2002-10-08 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for overlay measurement |
US7068833B1 (en) * | 2000-08-30 | 2006-06-27 | Kla-Tencor Corporation | Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements |
JP4674002B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2011-04-20 | 株式会社アドバンテスト | 位置検出装置、位置検出方法、電子部品搬送装置及び電子ビーム露光装置 |
JP3997749B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2007-10-24 | ソニー株式会社 | 信号処理方法及び装置、信号処理プログラム、並びに記録媒体 |
KR20060085293A (ko) | 2005-01-21 | 2006-07-26 | 삼성전자주식회사 | 오버레이 계측방법 |
KR100904732B1 (ko) | 2007-10-26 | 2009-06-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 오정렬 가늠 마크를 이용한 정렬도 측정 방법 |
JP5568277B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2014-08-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターンマッチング方法、及びパターンマッチング装置 |
DE102010047051A1 (de) * | 2010-09-29 | 2012-03-29 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Position einer Struktur innerhalb eines Bildes und Positionsmessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
KR20120048904A (ko) | 2010-11-08 | 2012-05-16 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 오버레이 측정 방법 |
KR101604789B1 (ko) * | 2014-03-24 | 2016-03-21 | 주식회사 오로스테크놀로지 | 오버레이 마크 이미지의 중심점을 찾는 방법 |
JP7339826B2 (ja) * | 2019-09-19 | 2023-09-06 | キヤノン株式会社 | マーク位置決定方法、リソグラフィー方法、物品製造方法、プログラムおよびリソグラフィー装置 |
KR102471124B1 (ko) * | 2020-09-16 | 2022-11-25 | 주식회사 크래비스 | 인쇄회로기판 인식마크 검출 장치 및 방법 |
-
2022
- 2022-11-14 KR KR1020220151233A patent/KR102541500B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-05-01 JP JP2023075829A patent/JP2024071335A/ja active Pending
- 2023-07-17 US US18/222,660 patent/US11847777B1/en active Active
- 2023-09-01 CN CN202311122019.9A patent/CN118039527A/zh active Pending
- 2023-09-11 TW TW112134422A patent/TW202419985A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11847777B1 (en) | 2023-12-19 |
KR102541500B1 (ko) | 2023-06-13 |
JP2024071335A (ja) | 2024-05-24 |
TW202419985A (zh) | 2024-05-16 |
KR102541500B9 (ko) | 2024-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5696835A (en) | Apparatus and method for aligning and measuring misregistration | |
US7643961B2 (en) | Position detecting device and position detecting method | |
US6949755B2 (en) | Position detection apparatus, position detection method, exposure apparatus, device manufacturing method, and substrate | |
JP4235459B2 (ja) | アライメント方法及び装置並びに露光装置 | |
KR20070008665A (ko) | 얼라인먼트 조건 결정 방법 및 장치, 그리고 노광 방법 및장치 | |
US8097473B2 (en) | Alignment method, exposure method, pattern forming method, and exposure apparatus | |
KR101962830B1 (ko) | 사전 정렬 측정 장치 및 방법 | |
CN118039527A (zh) | 基于相关关系的套刻键标定心系统及其方法 | |
JP2011066323A (ja) | 露光処理の補正方法 | |
EP1398672B1 (en) | Exposure method and exposure apparatus | |
US7567699B2 (en) | Center determination of rotationally symmetrical alignment marks | |
CN115628685B (zh) | 关键尺寸的测量方法、设备及关键尺寸的分级定位方法 | |
CN118035735A (zh) | 基于深度学习的居中套刻键标的系统及其方法 | |
CN113611650B (zh) | 对准晶片图案的方法 | |
KR100428510B1 (ko) | 광학 시스템을 이용한 정밀 위치 제어 장치 및 방법 | |
JP2000021769A (ja) | 位置合わせ方法及び位置合わせ装置 | |
US20230035488A1 (en) | Metrology method | |
US20060206279A1 (en) | Wafer alignment method in photolithography process | |
CN114326337B (zh) | 光刻对准方法 | |
KR100576425B1 (ko) | 감광막 두께를 이용한 오버레이 측정 방법 | |
JPH06273131A (ja) | フォトマスクパターンの評価方法及びその装置 | |
JPH07226359A (ja) | 位置合わせ方法 | |
CN114004801A (zh) | 半导体制程工艺中颗粒缺陷来源的判断方法及装置 | |
JPH0737770A (ja) | 位置合わせ装置 | |
US7175951B1 (en) | Two mask in-situ overlay checking method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |