[发明专利]检测晶片上下层叠对的方法和设备

权利要求书

1.一种检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，使用电子扫描装置对具有第一层图形的晶片表面的设定区域进行扫描，将第一层扫描图片的图形轮廓数据提取出来与第一层版图数据进行逻辑运算和数据比对并将得到的比对数据保存；

步骤S2，所述晶片继续进行工艺使晶片具有第二层图形，使用电子扫描装置对具有第二层图形的晶片表面的所述设定区域进行扫描，将第二层扫描图片的图形轮廓数据提取出来与第二层版图数据进行逻辑运算和数据比对并将得到的比对数据保存；

步骤S3，将所述第一层比对数据和第二层比对数据进行叠对关系比对，并将叠对比对结果数据保存；

所述电子扫描装置包括红外感应装置和背面散射电子收集装置。

2.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，所述电子扫描装置发出电子束扫描晶片表面，所述电子扫描装置具有成像模块，所述成像模块的成像分辨率≤1nm和场扫描能力≥10μm。

3.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，还包括预处理步骤，对原始版图的图像进行预处理，将所述原始版图的图像二进制化、并轮廓提取及细化，将图像转变成宏观图形信息，各层分别形成所述版图数据。

4.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，针对各层，所述扫描图片是通过电子扫描电镜对晶片上的实际图形进行拍照和存储；将拍照的实际图形照片的矢量轮廓图光栅化并且划分成至少二个网格单元，利用数字直方图和图像的灰度值进行计算并存储，形成所述图形轮廓数据。

5.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，将图形轮廓数据与版图数据进行数据比对包括以下步骤：通过扫描晶片表面的图形后，通过计算得到图形的灰度值，根据图形的灰度值和版图数据的边进行拟合，依据变换系数的迭代算法获得拟合系数，从而根据这些拟合系数进行灰度变换，最终得到灰度图像就是提取出的矢量轮廓图。

6.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，将图形轮廓数据与版图数据进行逻辑运算包括以下步骤：在第一层扫描图片、第一层版图数据、第二层扫描图片、第二层版图数据，对所述设定区域进行叠加对位的逻辑判断。

7.根据权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，所述工艺是指集成电路工艺步骤，所述图形是光刻胶的图形或刻蚀后的图形。

8.根据权利要求4所述的检测晶片上下层叠对的方法，其特征在于，在每个网格单元内，确定扫描图片图形的局部变形程度值，以及针对扫描图片图形和版图数据的叠对图进行计算确定扫描图片图形与版图数据的形状不相似度，基于所述形状不相似度和所述局部变形程度值选取轮廓图。

9.一种检测晶片上下层叠对的设备，其特征在于，包括：

存储模块，包括原始版图存储单元，矢量轮廓图存储单元，计算结果存储单元；

光栅化模块，将矢量轮廓图光栅化并划分为至少二个网格单元；以及通过抽取所述矢量轮廓图的中心线，用与原始版图具有相同厚度的线条绘制所述矢量轮廓图；

匹配模块，利用对数-极坐标直方图将每个矢量轮廓图与原始版图图形相匹配；

生成模块，将所有匹配的原始版图和矢量轮廓图组合以形成叠对图；

计算模块，根据叠对图之间的逻辑关系计算各层之间的套刻精度；

所述检测晶片上下层叠对的设备采用如权利要求1所述的检测晶片上下层叠对的方法获取各层扫描图片。

10.根据权利要求9所述的检测晶片上下层叠对的设备，其特征在于，所述对数-极坐标直方图是指，

晶片上具有取样点；对数-极坐标窗口具有区间，所述区间在对数-极坐标窗口内均匀划分；

所述取样点具有特征向量，特征向量包含分量，所述分量为所述取样点相应对数-极坐标窗口的其中一个区间内的灰度值总和，所述分量即为直方图的值。