CN107764186A - 滚花的检测方法 - Google Patents

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姚力军
潘杰
相原俊夫
王学泽
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Abstract

本发明提供一种滚花的检测方法，包括：提供设有滚花的待检测结构；对所述滚花进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图；完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构上滚花的尺寸。本发明采用对所述待检测结构的滚花进行三维扫描的方式，可以通过形貌曲线图中滚花的尺寸信息，直观地获得所述待检测结构上滚花的尺寸，因此滚花检测的精度较高。

Description

滚花的检测方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及滚花的检测方法。
背景技术
在半导体制造中常用到溅射沉积(Sputtering Deposition，SD)工艺，所述溅射沉积工艺用于将金属溅射到基底表面上以形成薄膜。由于采用溅射沉积工艺制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点，现已成为半导体制备领域中最为普遍的薄膜形成工艺之一。
通过高能量粒子轰击溅射靶材，使被轰击的靶材原子获得足够的能量，从溅射靶材的溅射面逃逸，并在电场力或者磁力的作用下迁移至基底表面上，所述原子在待沉积的基底表面沉淀积累以形成薄膜。其中，所述溅射沉积工艺是通过专门的溅射设备来完成的。
在溅射过程中，通常在溅射设备中安装环件结构，以约束溅射粒子的运动轨迹；也就是说，所述环件结构在溅射过程中起到聚焦高能量粒子的作用。此外，为了吸附溅射过程中未迁移至基底表面的原子，所述环件结构的内壁上还设有滚花。
但是，现有技术对环件滚花检测的精度较低。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种滚花的检测方法，提高环件滚花检测的精度。
为解决上述问题，本发明提供一种滚花的检测方法，包括：提供设有滚花的待检测结构；对所述滚花进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图；完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构上滚花的尺寸。
可选的，所述待检测结构为环件结构；所述环件结构的内壁上设有所述滚花。
可选的，所述待检测结构的形状为圆环状。
可选的，所述滚花为相互交叉的沟槽形成的网纹。
可选的，采用数码显微镜对所述滚花进行三维扫描。
可选的，提供设有滚花的待检测结构的步骤中，所述滚花包括多个凸台和沟槽，所述凸台和沟槽间隔排布；获得所述待检测结构上滚花的尺寸的步骤中，获得所述滚花的滚花深度、滚花宽度和凸台宽度。
可选的，对所述滚花进行三维扫描的步骤包括：选取测量位置；所述数码显微镜对所述测量位置进行自动对焦；自动对焦后，所述数码显微镜发射激光束，所述激光束沿所述滚花的形貌进行扫描；根据所述数码显微镜接收所述激光束反射光信号时间的不同，获得三维扫描图；根据所述三维扫描图获得形貌曲线图，所述形貌曲线图包括相互间隔的波峰和波谷。
可选的，获得所述待检测结构滚花深度的步骤包括：量测相邻所述波峰至波谷的垂直距离，获得所述沟槽的深度。
可选的，获得所述待检测结构滚花深度的步骤包括：量测相邻所述波峰至波谷的垂直距离，获得所述沟槽的深度。
可选的，获得所述待检测结构凸台宽度的步骤包括：量测所述波峰的宽度，获得所述凸台宽度。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明采用对所述待检测结构的滚花进行三维扫描的方式，可以通过形貌曲线图中滚花的尺寸信息，直观地获得所述待检测结构上滚花的尺寸，因此滚花检测的精度较高。
可选方案中，采用对所述滚花进行三维扫描的方式，可以获得所述待检测结构上滚花的滚花深度，相比采用深度计量测滚花深度的方案，本发明可以避免由待检测结构的形状、以及深度计探针磨损引起的量测误差，因此获得的数据精度较高。
可选方案中，本发明可以对环件结构的滚花深度进行量测，相比采用深度计量测滚花深度的方案，本发明可以避免由环件结构本身弧度引起的量测误差，使检测精度得到提高。
可选方案中，本发明仅通过数码显微镜，就可以通过相邻波峰至波谷的垂直距离获得所述待检测结构的滚花深度、通过相邻波谷之间的水平距离获得所述待检测结构的滚花宽度、以及通过波峰的宽度获得所述待检测结构的凸台宽度；也就是说，本发明可以通过一个测量工具，同时实现对所述待检测结构上滚花的多个尺寸的测量，从而可以减少测量的工序，提高测量效率。
附图说明
图1是一种环件滚花的检测方法的结构示意图；
图2是图1中内壁的局部俯视图；
图3是图1中区域A的局部正面剖视图；
图4是本发明滚花的检测方法一实施例的流程示意图；
图5是图4中步骤S1和S2的结构示意图；
图6是图5中内壁的局部俯视图；
图7是图6沿DD1割线的剖面图；
图8是图4中步骤S3的示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术环件滚花检测的精度有待提高。分析其原因在于：
结合参考图1至图3，图1示出了一种环件滚花的检测方法的结构示意图，图2为图1中内壁的局部俯视图，图3是图1中区域A的局部正面剖视图。提供一种环件结构100，所述环件结构100的形状为圆环状；所述环件结构100的内壁101上设有滚花，所述滚花为相互交叉的沟槽(未标示)形成的菱形网纹(如图2所示)，所述滚花还包括多个凸台(未标示)，所述凸台和沟槽间隔排布。因此，对所述环件滚花的检测主要包括：对滚花深度H(即所述沟槽深度)、滚花宽度L2和凸台宽度L1进行检测。
其中，对所述滚花宽度L2和凸台宽度L1进行检测的方法主要包括：采用显微镜，将所述显微镜镜头朝向所述内壁101(如图1所示)，在一定的倍数下拍摄出所述滚花的显微照片；按照一定的换算系数测量出所述滚花宽度L2和凸台宽度L1。
对所述滚花深度H进行检测的方法主要包括：采用深度计，所述深度计包括针座111(如图3所示)和针尖112(如图3所示)；将所述针座111置于所述凸台上，将所述针尖112伸入至所述沟槽中直至与所述沟槽底部相接触；所述针尖112凸出于所述针座111的长度，即为所述沟槽的深度，也就是说，通过所述针尖112凸出于所述针座111的长度，获得所述滚花深度H。
但是，由于所述环件结构100的形状为圆环状，所述深度计受到所述环件结构100内壁101的弧度影响，容易导致测量滚花深度H时存在误差，例如：测量获得的深度值大于实际滚花深度值。且随着所述深度计的使用，所述探针112逐渐磨损，同样容易导致测量滚花深度H时存在误差。
此外，需采用不同量测工具获得所述滚花深度H、滚花宽度L2和凸台宽度L1，难以实现同步测量，因此测量效率较低。
为了解决上述问题，本发明提供一种滚花的检测方法，包括：提供设有滚花的待检测结构；对所述滚花进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图；完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构上滚花的尺寸。
本发明采用对所述待检测结构的滚花进行三维扫描的方式，可以通过形貌曲线图中滚花的尺寸信息，直观地获得所述待检测结构上滚花的尺寸，因此滚花检测的精度较高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图4，图4示出了本发明滚花的检测方法一实施例的流程示意图。本实施例滚花的检测方法包括以下基本步骤：
步骤S1：提供设有滚花的待检测结构；
步骤S2：对所述滚花进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图；
步骤S3：完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构上滚花的尺寸。
下面将结合附图对本发明的具体实施例做进一步描述。
结合参考图5至图7，图6是图5中内壁的局部俯视图，图7是图6沿DD1割线的剖面图。执行步骤S1，提供设有滚花(未标示)的待检测结构200。
本实施例中，所述待检测结构200为环件结构。具体地，所述待检测结构200的形状为圆环状，即所述待检测结构200的横截面形状为圆环形。在其他实施例中，所述待检测结构的形状还可以为椭圆环状、方形环状或不规则形状环状。
本实施例中，所述待检测结构200的内壁201上设有所述滚花，所述滚花包括多个沟槽211(如图7所示)和凸台221(如图7所示)，所述凸台221和沟槽211间隔排布，所述凸台221的侧壁与相邻沟槽211的侧壁为同一侧壁，即所述滚花为相互交叉的沟槽211形成的网纹。如图6所示，所述滚花为相互交叉的沟槽211形成的菱形网纹。在其他实施例中，所述网纹形状还可以是方形、圆形或不规则形状。
在其他实施例中，所述滚花还可以仅包括所述沟槽。
结合参考图5、图7和图8，执行步骤S2，对所述滚花(未标示)进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图300(如图8所示)。
通过所述三维扫描，可以从沿所述内壁201的方向和所述内壁201法线的方向上，获得所述滚花的三维扫描图。所述三维扫描可以免受所述圆环状待检测结构200的内壁201的弧度影响。
本实施例中，采用数码显微镜对所述滚花进行三维扫描，所述数码显微镜具有3D成像和2D成像功能，可以在一定的倍数下获得三维扫描图。其中，所述数码显微镜设有显微镜头300(如图5所示)，所述显微镜头300用于发射所述激光束301；所述数码显微镜还包括用于接收所述激光束301反射光信号的光学系统，以及用于对三维扫描图进行图形处理的图像处理软件，从而可以实现3D成像功能。
具体地，对所述滚花进行三维扫描的步骤包括：选取测量位置；所述数码显微镜对所述测量位置进行自动对焦；自动对焦后，所述数码显微镜发射激光束301，所述激光束301沿所述滚花的形貌进行扫描；根据所述数码显微镜接收所述激光束301反射光信号时间的不同，获得三维扫描图；根据所述三维扫描图获得形貌曲线图300，所述形貌曲线图300包括相互间隔的波峰(如图8中B所示)和波谷(如图8中C所示)。
所述待检测结构200的滚花包括间隔排布的凸台221(如图7所示)和沟槽211，所述显微镜头300发射激光束301后，所述激光束301至所述凸台221的光程小于所述激光束301至所述沟槽211的光程；相应的，所述数码显微镜接收来自所述凸台221顶部表面的激光束301反射光信号的所需时间，小于接收来自所述沟槽211底部表面的激光束301反射光信号的所需时间。因此可以根据原理公式：光程＝1/2*(c*t)(其中，c为光速，t为所述数码显微镜发射激光束301至接收激光束301反射光信号的间隔时间)，可以获得三维扫描图；并通过图像处理软件对获得的三维扫描图进行图形处理，以获得所述滚花的形貌曲线图300。
因此所述形貌曲线图300与所述待检测结构200上沟槽211(如图7所示)和凸台221(如图7所示)的形貌相对应，也就是说，通过所述数码显微镜，可以实现所述待检测结构200滚花形貌实时跟踪的激光三维测量。
继续参考图8，执行步骤S3，完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图300中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构200上滚花(未标示)的尺寸。
本实施例中，采用数码显微镜自带的量测系统进行量测，获得所述形貌曲线图300中滚花的滚花深度K、滚花宽度M2和凸台宽度M1；且根据所述数码显微镜的倍率按照一定换算系数，获得所述待检测结构200上滚花的滚花深度、滚花宽度和凸台宽度。
具体地，获得所述待检测结构200上滚花深度的步骤包括：量测相邻所述波峰(如图8中B所示)至波谷(如图8中C所示)的垂直距离，获得所述形貌曲线图300中的滚花深度K，从而经换算获得所述待检测结构200上滚花的滚花深度，即所述待检测结构200上沟槽211(如图7所示)的深度。
具体地，获得所述待检测结构200上滚花宽度的步骤包括：量测相邻波谷(如图8中C所示)之间的水平距离，获得所述形貌曲线图300中的滚花宽度M2，从而经换算获得所述待检测结构200上滚花的滚花宽度。
具体地，获得所述待检测结构200上凸台221(如图7所示)宽度的步骤包括：量测所述波峰(如图8中B所示)的宽度，获得所述形貌曲线图300中的凸台宽度M1，从而经换算获得所述待检测结构200上滚花的凸台221宽度。
需要说明的是，本实施例中，通过所述数码显微镜的3D成像功能，根据所述形貌曲线图300获得所述待检测结构200的滚花深度、滚花宽度和凸台221宽度。在另一实施例中，所述滚花的检测方法还可以包括：通过所述数码显微镜的2D成像功能，将所述显微镜头朝向所述内壁，在一定的倍数下拍摄出所述滚花的显微照片；按照一定的换算系数测量出所述滚花宽度以及凸台宽度；通过所述数码显微镜的3D成像功能，根据形貌曲线图获得所述滚花深度。
还需要说明的是，通过所述数码显微镜，就可以获得所述待检测结构200的滚花深度、滚花宽度和凸台221宽度。也就是说，通过一个测量工具，可以同时实现对所述待检测结构200上滚花的多个尺寸的测量，测量工序较少，且可以快速高效地完成对所述待检测结构上滚花尺寸的量测。
本实施例采用对所述待检测结构200的滚花进行三维扫描的方式，可以通过形貌曲线图300(如图8所示)中滚花的尺寸信息，直观地获得待检测结构200上滚花的尺寸，因此滚花检测的精度较高。
虽然本发明己披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种滚花的检测方法，其特征在于，包括：
提供设有滚花的待检测结构；
对所述滚花进行三维扫描，获得所述滚花的形貌曲线图；
完成所述三维扫描后，根据所述形貌曲线图中滚花的尺寸信息获得所述待检测结构上滚花的尺寸。
2.如权利要求1所述的滚花的检测方法，其特征在于，所述待检测结构为环件结构；所述环件结构的内壁上设有所述滚花。
3.如权利要求1所述的滚花的检测方法，其特征在于，所述待检测结构的形状为圆环状。
4.如权利要求1所述的滚花的检测方法，其特征在于，所述滚花为相互交叉的沟槽形成的网纹。
5.如权利要求1所述的滚花的检测方法，其特征在于，采用数码显微镜对所述滚花进行三维扫描。
6.如权利要求5所述的滚花的检测方法，其特征在于，提供设有滚花的待检测结构的步骤中，所述滚花包括多个凸台和沟槽，所述凸台和沟槽间隔排布；
获得所述待检测结构上滚花的尺寸的步骤中，获得所述滚花的滚花深度、滚花宽度和凸台宽度。
7.如权利要求6所述的滚花的检测方法，其特征在于，对所述滚花进行三维扫描的步骤包括：选取测量位置；
所述数码显微镜对所述测量位置进行自动对焦；
自动对焦后，所述数码显微镜发射激光束，所述激光束沿所述滚花的形貌进行扫描；
根据所述数码显微镜接收所述激光束反射光信号时间的不同，获得三维扫描图；
根据所述三维扫描图获得形貌曲线图，所述形貌曲线图包括相互间隔的波峰和波谷。
8.如权利要求7所述的滚花的检测方法，其特征在于，获得所述待检测结构滚花深度的步骤包括：量测相邻所述波峰至波谷的垂直距离，获得所述沟槽的深度。
9.如权利要求7所述的滚花的检测方法，其特征在于，获得所述待检测结构滚花宽度的步骤包括：量测相邻波谷之间的水平距离，获得所述滚花宽度。
10.如权利要求7所述的滚花的检测方法，其特征在于，获得所述待检测结构凸台宽度的步骤包括：量测所述波峰的宽度，获得所述凸台宽度。
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