CN112967941B - 电容孔倾斜检测与反馈的方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，包括：在待测晶圆上选定待检测区域，待测晶圆上待检测区域内包括电容孔；获取待检测区域内电容孔的扫描图像；根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。本发明中提供的电容孔倾斜检测与反馈的方法、系统及存储介质，能够实现非破坏性地在线检测晶圆上电容孔的倾斜角度，避免造成晶圆的浪费。

Description

电容孔倾斜检测与反馈的方法、系统及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，特别涉及一种电容孔倾斜检测与反馈的方法、系统及存储介质。

背景技术

随着动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)技术的不断发展，对DRAM中电容器的性能要求也越来越高，在20nm以下的DRAM制程中，DRAM均采用堆栈式的电容构造，其电容器(Capacitor)是高深宽比的圆柱体形状，如何制备出电容值足够大且可靠性高的电容器已成为现有技术中的一个重要课题，常用的做法是提高DRAM中电容器的深宽比，电容器尺寸不断缩小，高度不断增加。

在对晶圆上高深宽比柱状电容器结构进行刻蚀形成电容孔时，由于晶圆中心与边缘的位置刻蚀时等离子体的分布会有差别，容易导致晶圆边缘位置刻蚀的电容孔会倾斜，即柱状电容器结构在晶圆边缘位置电容孔不是与晶圆表面垂直，这会导致电容孔底部与电容孔接触点接触存在偏差，严重时可能电容孔底部与电容孔底部的接触点不接触，柱状电容器结构与电容孔底部的接触点发生断路。对此，现有技术中常用检查电容孔倾斜的方法是在晶圆中心和边缘位置裂片，之后通过电子扫描显微镜观察和计算电容孔倾斜角度。

然而，发明人发现现有通过裂片方式来检测晶圆上电容孔的倾斜角度，会破坏晶圆结构，使得晶圆结构不可用，造成晶圆的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容孔倾斜检测与反馈的方法、系统及存储介质，能够实现非破坏性地在线检测晶圆上电容孔的倾斜角度，避免造成晶圆的浪费。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，包括：在待测晶圆上选定待检测区域，待测晶圆上待检测区域内包括电容孔；获取待检测区域内电容孔的扫描图像；根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

本发明的实施方式还提供了一种半导体制程中检测与反馈系统，包括：用于承载待测晶圆的承载台；位于承载台上方的扫描电镜，扫描电镜用于在待测晶圆上选定待检测区域，待测晶圆上待检测区域内包括电容孔，并获取待检测区域内电容孔的扫描图像；以及，与扫描电镜连接的处理机台，处理机台用于根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述电容孔倾斜检测与反馈的方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，提供了一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，对于现有技术中利用裂片方式观察晶圆上的电容孔倾斜的方式来说，需要从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品，并将晶圆送入切片室，使得垂直晶圆表面裂开，然后再利用扫描显微镜观察裂片后的晶圆样品上的电容孔的倾斜情况，但此种裂片方式会破坏晶圆造成晶圆的浪费。本实施方式在电容孔刻蚀完成后，通过在待测晶圆上选定待检测区域，获取该待检测区域内电容孔的扫描图像，并根据扫描图像来确定电容孔的倾斜方向，无需从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品进行裂片后检测，可直接在生产线上增加晶圆量测机台，利用晶圆量测机台实现在线获取扫描图像，无需将晶圆从生产线上移开，且无需裂片，不会对晶圆造成破坏，避免造成晶圆的浪费。

另外，获取待检测区域内电容孔的扫描图像，具体包括：确定待测晶圆的圆心；以圆心为原点在待测晶圆所在平面建立坐标系；确定待检测区域上任一点在坐标系中的位置坐标；根据位置坐标定位待检测区域的电容孔；对已定位的电容孔进行图像采集，得到电容孔的扫描图像。

另外，根据位置坐标定位待检测区域的电容孔，具体包括：根据位置坐标对待检测区域进行粗校准；在进行粗校准后，对待检测区域进行精确校准，以使扫描电镜对准待检测区域的电容孔。

另外，根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：将扫描图像围绕原点旋转，以使扫描图像中至少一点落在坐标系的坐标轴上；根据旋转后的扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

另外，根据旋转后的扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：根据旋转后的扫描图像确定扫描图像中电容孔的第一边缘和第二边缘；确定第一边缘的第一中心点及第二边缘的第二中心点；以第一中心点为起点、第二中心点为终点建立第一向量；在坐标系中确定第二向量；根据第一向量和第二向量确定电容孔的倾斜角度。

另外，第二向量的方向与坐标系的横轴正半轴的方向一致；根据第一向量和第二向量确定电容孔的倾斜角度，具体包括：获取第一向量与第二向量的夹角；将夹角作为电容孔的倾斜角度。

另外，若扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的负半轴，将夹角作为电容孔的倾斜角度之后，还包括：当倾斜角度小于180°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于180°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜。

另外，待测晶圆上待检测区域内包括多个电容孔；根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：根据扫描图像确定多个电容孔中每个电容孔的倾斜角度；确定多个电容孔的倾斜角度的平均值；将平均值作为待检测区域的电容孔的倾斜角度。

另外，在将平均值作为待检测区域的电容孔的倾斜角度之后，还包括：判断平均值是否大于预设阈值；若平均值大于预设阈值，则将平均值反馈至机台，以对机台参数或制程参数进行调整。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式的电容孔倾斜检测与反馈的方法的流程示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的待测晶圆上电容孔相对于晶圆底面垂直的示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的待测晶圆上电容孔相对于晶圆底面倾斜的示意图；

图4是根据本发明第一实施方式的扫描图像旋转之前在坐标系中的位置示意图；

图5是根据本发明第一实施方式的扫描图像旋转之后位于纵轴负半轴的位置示意图；

图6是根据本发明第一实施方式的扫描图像旋转之后位于纵轴正半轴的位置示意图；

图7是根据本发明第一实施方式的扫描图像旋转之后位于横轴正半轴的位置示意图；

图8是根据本发明第一实施方式的扫描图像旋转之后位于横轴负半轴的位置示意图；

图9是根据本发明第一实施方式的一个电容孔的扫描图像的示意图；

图10是根据本发明第一实施方式的一种确定倾斜角度的示意图；

图11是根据本发明第一实施方式的另一种确定倾斜角度的示意图；

图12是根据本发明第二实施方式的电容孔倾斜检测与反馈的系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，本实施方式的核心在于包括：在待测晶圆上选定待检测区域，待测晶圆上待检测区域内包括电容孔；获取待检测区域内电容孔的扫描图像；根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。对于现有技术中利用裂片方式观察晶圆上的电容孔倾斜的方式来说，需要从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品，并将晶圆送入切片室，使得垂直晶圆表面裂开，再利用扫描显微镜观察裂片后的晶圆样品上的电容孔的倾斜情况，但此种裂片方式会破坏晶圆造成晶圆的浪费。本实施方式在对电容孔刻蚀完成后，通过在待测晶圆上选定待检测区域，获取该待检测区域内电容孔的扫描图像，并根据扫描图像来确定电容孔的倾斜方向，无需从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品进行裂片后检测，可直接在生产线上增加晶圆量测机台，利用晶圆量测机台实现在线获取扫描图像，无需将晶圆从生产线上移开，且无需裂片，不会对晶圆造成破坏，避免造成晶圆的浪费。

下面对本实施方式的电容孔倾斜检测与反馈的方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中的电容孔倾斜检测与反馈的方法的流程示意图如图1所示：

步骤101：在待测晶圆上选定待检测区域。

具体地说，由于待测晶圆处在刻蚀机台的腔室时，晶圆中心与晶圆边缘处的腔室环境会略有差别，晶圆边缘处晶圆与机台之间存在物质的不连续性，导致刻蚀的等离子体在晶圆中心与晶圆边缘分布存在差别，最终导致的结果可能是晶圆中心区域的电容孔如图2所示，电容孔相对于晶圆底面垂直，晶圆边缘处的电容孔如图3所示电容孔相对于晶圆底面发生倾斜。

因此，一般来说，在待测晶圆上选定待检测区域时，通常会在待测晶圆的边缘区域来选定待检测区域，待检测区域可以为多个。可实现地，也可按照预设间隔在待测晶圆上划分多个同心圆环，在每个同心圆环内选取一个待检测区域。由于待测晶圆上包含很多个电容孔，因此，选定的待检测区域内包括电容孔，本实施方式中以选定的待检测区域内电容孔的倾斜角度来表征待测晶圆整体的电容孔的倾斜情况。

步骤102：获取待检测区域内电容孔的扫描图像。

具体地，确定待测晶圆的圆心；以圆心为原点在待测晶圆所在平面建立坐标系；确定待检测区域上任一点在坐标系中的位置坐标；根据位置坐标定位待检测区域的电容孔；对已定位的电容孔进行图像采集，得到电容孔的扫描图像。

本实施方式中检测装置可通过获取待测晶圆的图像确定待测晶圆的圆心位置，并以该圆心位置为原点在待测晶圆所在的平面建立坐标系，之后，确定出选定的待检测区域上任一点在坐标系中的位置坐标，并根据该位置坐标实现待检测区域的电容孔的定位，从而利用检测装置的扫描电镜对已定位的电容孔进行图像采集，得到电容孔的扫描图像。

具体地，根据位置坐标定位待检测区域的电容孔，具体包括：根据位置坐标对待检测区域进行粗校准；在进行粗校准后，对待检测区域进行精确校准，以使扫描电镜对准待检测区域的电容孔。

由于晶圆上的电容孔一般为20纳米以下的纳米级别，因此，在获取电容孔的图像时，需要先利用扫描电镜对位置坐标进行粗校准，即就是说，通过移动扫描电镜以使所述扫描电镜的基准线对准晶圆上特定定位点，所述特定定位点可以在晶圆表面均分，也可以按照工艺要求设置；所述粗校准可以为光学校准OGA(Optical alignment)。之后，对待测晶圆上待检测区域进行扫描电镜校准实现精确校准，以使扫描电镜对准待检测区域的电容孔。最后，利用扫描电镜对待检测区域的电容孔发射电子束并接收返回的电子束形成扫描图形，由于电子束在电容孔各个部位返回时的距离长短不同，因此，从得到的扫描图像中可以看出，扫描图像中形成亮暗程度不同的区域，亮度越亮的地方表明该部位距离镜头越近，亮度越暗的地方表明该部位距离镜头越远。值得说明是，为确保发射的电子束在接触到晶圆上电容孔底部的平面后，仍然能够返回到扫描电镜中并形成清晰的扫描图形，需加大发射电子束的电压或加大电子束的能量。

步骤103：根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

具体地，根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：将扫描图像围绕原点旋转，以使扫描图像中至少一点落在坐标系的坐标轴上；根据旋转后的扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

具体地说，由于晶圆为圆形，本实施方式中为方便表示电容孔在晶圆上的倾斜角度，均以晶圆的圆心为参考点来确定电容孔的倾斜角度。在确定倾斜角度之前，将获取的扫描图像围绕晶圆的圆心(即建立的坐标系的原点)进行旋转，使得扫描图像中至少一点落在坐标系的坐标轴上，以使晶圆圆心位于扫描图像的上方、下方、左侧或右侧。图4中所示的为扫描图像在旋转之前位于坐标系的第二象限，其中，方形表示扫描图像，方形中的圆形孔表示电容孔所在位置。在旋转后，如图5所示扫描图像中至少一点位于坐标系纵轴的负半轴，晶圆的圆心O位于扫描图像的上方。可实现地，图4中的扫描图像在旋转之后如图6所示，扫描图像中至少一点位于坐标系纵轴的正半轴，晶圆的圆心O位于扫描图像的下方。可实现地，图4中的扫描图像在旋转之后如图7所示，扫描图像中至少一点位于坐标系横轴的正半轴，晶圆的圆心O位于扫描图像的左侧。可实现地，图4中的扫描图像在旋转之后如图8所示，扫描图像中至少一点位于坐标系横轴的负半轴，晶圆的圆心O位于扫描图像的右侧。从而使得每个待检测区域的扫描图像均在相对于晶圆的圆心的大致相同的位置处来确定该扫描图像中电容孔的倾斜角度，从而统一了确定电容孔倾斜角度的基准，保证了测量结果的准确性。

值得说明的是，本实施方式中为进一步确保电容孔倾斜角度的测量结果的准确性，若需要确定该扫描图像中某一个电容孔的倾斜方向，则在旋转扫描图像时，使得扫描图像中该电容孔落在坐标系的坐标轴上，从而使得每个电容孔在测量时均落在坐标系的同一位置处，进一步保证了测量结果的准确性。

可选地，在实际应用中，也可在确定电容孔的倾斜角度时，将需量测的电容孔的位置到晶圆圆心的位置做一条连线，再依据该连线的位置来选取确定电容孔倾斜角度的基准，此种方法需要为每个需量测的电容孔重新选取确定电容孔倾斜角度的基准，但无需旋转扫描图像。

本实施方式中根据旋转后的扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：根据旋转后的扫描图像确定扫描图像中电容孔的第一边缘和第二边缘；确定第一边缘的第一中心点及第二边缘的第二中心点；以第一中心点为起点、第二中心点为终点建立第一向量；在坐标系中确定第二向量；根据第一向量和第二向量确定电容孔的倾斜角度。

具体地说，根据扫描图像中不同部位的亮暗程度或对比度确定扫描图像中电容孔的第一边缘和第二边缘，如图9所示为一个电容孔确定出的第一边缘和第二边缘的图像，第一边缘包围该第二边缘。其中，第一边缘为电容孔顶部边缘的图形，第二边缘为电容孔底部边缘的图形；由于在利用等离子体对晶圆进行刻蚀得到电容孔时，是从晶圆上方往下进行刻蚀，因电容孔具有较高的深宽比，其晶圆表面刻蚀离子的浓度或能量较高，而越往下刻蚀离子的浓度或能量越小，使得顶部电容孔的尺寸(CD)大于底部电容孔的尺寸(CD)，因此电容孔在晶圆表面的刻蚀孔径较大，在晶圆底部的刻蚀孔径较小。在扫描图像中表现为所述第一边缘包围所述第二边缘，即第二边缘在第一边缘内，该第一边缘即为电容孔的顶部边缘的图形，第二边缘为电容孔的底部边缘的图形。

之后，如图10和图11所示，确定出第一边缘C1的第一中心点O1以及第二边缘C2的第二中心点O2，并以第一中心点O1为起点、第二中心点O2为终点建立第一向量A，在坐标系中以原点(即晶圆圆心)为起点，预设长度(由用户自行设置)作为向量的模来确定第二向量B，根据第一向量B和第二向量A确定电容孔的倾斜角度。由于电容孔的形状一般为圆形，因此第一边缘通常为圆形，而第二边缘可能为圆形，也可能为电容孔底部的一部分轮廓边(其他轮廓边由于电容孔倾斜而被遮挡)。在电容孔底部的形状为圆形时，通过采集到的顶部边缘图形和底部边缘图形，对顶部边缘图形和底部边缘图像进行计算分析模拟得出顶部和底部的圆，并计算出相应圆心位置；具体的若第二边缘为一圆弧，则可通过在该圆弧上取两个点，分别做出两个点的切线，并做出两个切线的垂线，则两个垂线相交的点即为该段圆弧的圆心。电容孔除了为圆形也可以为其他形状，在电容孔底部的形状为方形时，若第二边缘为方形的一部分边，则求出对角线的中点即为该方形的中心点。在电容孔的形状为其他形状时，可通过图像处理还原出整个电容孔底部的轮廓，从而确定出第二边缘的中心点，本实施方式中不进行过多赘述。

作为一种可实现的方式，以第二向量的方向与坐标系的横轴正半轴的方向一致为例确定定电容孔的倾斜角度。根据第一向量和第二向量确定电容孔的倾斜角度，具体包括：获取第一向量与第二向量的夹角；将夹角作为电容孔的倾斜角度。

本实施方式中若扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的负半轴。将夹角作为电容孔的倾斜角度之后，还包括：当倾斜角度小于180°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于180°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜；

若扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的正半轴，当倾斜角度小于180°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于180°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜。

具体地说，如图10所示，本实施方式中为方便确定第一向量A的倾斜角度，在与水平线平行的坐标系的横轴上选取朝向横轴正半轴的第二向量B来作为参照基准。

那么，在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的负半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的下方，那么在第一向量A与第二向量B的夹角在0°-180°之间时，电容孔向朝向晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的夹角在180°-360°之间时，电容孔向远离晶圆的圆心O方向倾斜。

在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的正半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的上方，那么与上述情况正好相反，在第一向量A与第二向量B的夹角在0°-180°之间时，电容孔向远离晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与第二向量B的夹角在180°-360°之间时，电容孔向朝向晶圆的圆心O方向倾斜。

假设以第二向量的方向与坐标系的纵轴正半轴的方向一致为例确定电容孔的倾斜角度。

如此，在将夹角作为电容孔的倾斜角度之后，还包括：若扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的正半轴，在倾斜角度小于180°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜；在倾斜角度大于或等于180°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜。

若扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的负半轴，在倾斜角度小于180°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜；在倾斜角度大于或等于180°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜。

具体地说，如图11所示，本实施方式中为方便确定第一向量A的倾斜角度，在与竖直线平行的坐标系的纵轴上选取朝向纵轴正半轴的第二向量B来作为参照基准。

那么，在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的正半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的左侧，那么在第一向量A与第二向量B的夹角在0°-180°之间时，电容孔向朝向晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的夹角在180°-360°之间时，电容孔向远离晶圆的圆心O方向倾斜。

在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的负半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的右侧，那么与上述情况正好相反，在第一向量A与第二向量B的夹角在0°-180°之间时，电容孔向远离晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的夹角在180°-360°之间时，电容孔向朝向晶圆的圆心O方向倾斜。

值得说明的是，上述第一向量与第二向量的夹角为从第一向量到第二向量的顺时针夹角。

作为另一种可实现的方式，以第二向量的方向与坐标系的纵轴正半轴的方向一致为例确定电容孔的倾斜角度；根据第一向量和第二向量确定电容孔的倾斜角度，具体包括：获取第一向量与第二向量的最小夹角；将最小夹角作为电容孔的倾斜角度。

本实施方式中若扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的负半轴；将最小夹角作为电容孔的倾斜角度之后，还包括：当倾斜角度小于90°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于90°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜。

若扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的正半轴，当倾斜角度小于90°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于90°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜。

具体地说，如图11所示，本实施方式中为方便确定第一向量A的倾斜角度，在与水平线平行的坐标系的纵轴上选取朝向纵轴正半轴的第二向量B来作为参照基准。

那么，在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的负半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的正下方，那么在第一向量A与第二向量B的最小夹角在0°-90°之间时，电容孔向朝向晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的最小夹角在90°-180°之间时，电容孔向远离晶圆的圆心O方向倾斜。

在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的纵轴的正半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的正上方，那么与上述情况正好相反，在第一向量A与第二向量B的最小夹角在0°-90°之间时，电容孔向远离晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的最小夹角在90°-180°之间时，电容孔向朝向晶圆的圆心O方向倾斜。

假设以第二向量的方向与坐标系的横轴正半轴的方向一致为例确定电容孔的倾斜角度。

如此，在将最小夹角作为电容孔的倾斜角度之后，还包括：若扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的负半轴，当倾斜角度小于90°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于90°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜。

若扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的正半轴，当倾斜角度小于90°时，确定电容孔向远离晶圆的圆心方向倾斜；当倾斜角度大于或等于90°时，确定电容孔向朝向晶圆的圆心方向倾斜。

具体地说，如图10所示，本实施方式中为方便确定第一向量A的倾斜角度，在与水平线平行的坐标系的横轴上选取朝向横轴正半轴的第二向量B来作为参照基准。

那么，在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的负半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的右侧，那么在第一向量A与第二向量B的最小夹角在0°-90°之间时，电容孔向朝向晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的最小夹角在90°-180°之间时，电容孔向远离晶圆的圆心O方向倾斜。

在旋转后的扫描图像中至少一点落在坐标系的横轴的正半轴，即就是说扫描图像位于晶圆圆心O的左侧，那么与上述情况正好相反，在第一向量A与第二向量B的最小夹角在0°-90°之间时，电容孔向远离晶圆圆心O方向倾斜；而在第一向量A与水平线的最小夹角在90°-180°之间时，电容孔向朝向晶圆的圆心O方向倾斜。

综上所述，电容孔倾斜角度与基准确定倾斜方向如下表1所示：

在将平均值作为待检测区域的电容孔的倾斜角度之后，还包括：判断平均值是否大于预设阈值；若平均值大于预设阈值，则将平均值反馈至机台，以对机台参数或制程参数进行调整。

具体地说，待测晶圆上待检测区域内包括多个电容孔；根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度，具体包括：根据扫描图像确定多个电容孔中每个电容孔的倾斜角度；确定多个电容孔的倾斜角度的平均值；将平均值作为待检测区域的电容孔的倾斜角度。本实施方式中通过检测区域内多个电容孔中每个电容孔的倾斜角度的平均值，来将该平均值作为该待检测区域的电容孔的倾斜角度，从而给该待检测区域一个统一的电容孔倾斜角度，便于刻蚀机台根据该平均值调整机台参数或制程参数。

由于电容孔存在倾斜度的原因主要是在晶圆处在刻蚀机台的腔室时，晶圆中心与晶圆边缘处的腔室环境会略有差别，晶圆边缘与机台之间存在物质的不连续性，导致刻蚀的等离子体在晶圆中心与晶圆边缘分布存在差别，最终晶圆中电容孔在晶圆边缘处倾斜。因此，本实施方式中根据检测出的电容孔的倾斜角度及倾斜方向开来调整刻蚀机台的机台参数或制程参数，以及时调整消除电容孔倾斜结构，提高良率。该制程参数至少包括：刻蚀气体分布密度；机台参数至少包括以下之一或其任意组合：晶圆边界处聚焦环(focusring)的大小、高度及材质，晶圆静电卡盘的温度分布。其中，聚焦环是刻蚀机台中设置在晶圆边缘的圆环，其作用是扩展蚀刻腔体的边界，使刻蚀晶圆时晶圆边缘位置会有均匀的等离子体；但在刻蚀过程中聚焦环因刻蚀离子的轰击会被不断消耗，使得晶圆周围聚焦环的高度不一致，聚焦环高度不一致使得晶圆边缘等离子体的分布也不均匀，容易导致晶圆边缘位置电容孔倾斜，因此聚焦环的大小、高度及材质会对电容孔的倾斜程度产生影响。

进一步地，对于量测出的电容孔的倾斜角度的大小，可以对倾斜角度设定一个预设阈值，在量测出的电容孔的倾斜角度达到预设阈值时，再根据该倾斜角度以及该倾斜角度确定的倾斜方向对刻蚀机台的腔室环境进行调节，以及时减小电容孔的倾斜度，使由于电容的倾斜对良率的影响减小到最低。

与现有技术相比，本发明实施方式提供了一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，对于现有技术中在利用裂片方式观察晶圆上的电容孔倾斜的方式来说，需要从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品，并将晶圆送入切片室，使得垂直晶圆表面裂开，再利用扫描显微镜观察裂片后的晶圆样品上的电容孔的倾斜情况，但此种裂片方式会破坏晶圆造成晶圆的浪费。本实施方式在对电容孔刻蚀完成后，通过在待测晶圆上选定待检测区域，获取该待检测区域内电容孔的扫描图像，并根据扫描图像来确定电容孔的倾斜方向，无需从晶圆的生产线上挑选出晶圆样品进行裂片后检测，可直接在生产线上增加晶圆量测机台，利用晶圆量测机台实现在线获取扫描图像，无需将晶圆从生产线上移开，且无需裂片，不会对晶圆造成破坏，避免造成晶圆的浪费。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第二实施方式涉及一种电容孔倾斜检测与反馈的系统，如图12所示，包括：用于承载待测晶圆01的承载台1；位于承载台1上方的扫描电镜2，扫描电镜2用于在待测晶圆上01选定待检测区域，待测晶圆01上待检测区域内包括电容孔，并获取待检测区域内电容孔的扫描图像；以及，与扫描电镜2连接的处理机台3，处理机台3用于根据扫描图像确定电容孔的倾斜角度。

值得说明的是，上述电容孔倾斜检测与反馈的方法均由本实施方式中的电容孔倾斜检测与反馈的系统执行，上述方法实施方式中的实现细节可应用于本实施方式中，本实施方式中的实现细节也可应用于上述方法实施方式中。

本发明的第三实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述电容孔倾斜检测与反馈的方法。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电容孔倾斜检测与反馈的方法，其特征在于，包括：

在待测晶圆上选定待检测区域，所述待检测区域内包括电容孔；

获取所述待检测区域内所述电容孔的扫描图像；

根据所述扫描图像确定所述电容孔的倾斜角度；

所述获取所述待检测区域内所述电容孔的扫描图像，具体包括：

确定所述待测晶圆的圆心；

以所述圆心为原点在所述待测晶圆所在平面建立坐标系；

确定所述待检测区域上任一点在所述坐标系中的位置坐标；

根据所述位置坐标定位所述待检测区域的电容孔；

对已定位的电容孔进行图像采集，得到所述电容孔的扫描图像；

所述根据所述扫描图像确定所述电容孔的倾斜角度，具体包括：

将所述扫描图像围绕所述原点旋转，以使所述扫描图像中至少一点落在所述坐标系的坐标轴上；

根据旋转后的所述扫描图像确定所述电容孔的倾斜角度；

所述根据旋转后的所述扫描图像确定所述电容孔的倾斜角度，具体包括：

根据旋转后的所述扫描图像确定所述扫描图像中电容孔的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘包围所述第二边缘；

确定所述第一边缘的第一中心点及所述第二边缘的第二中心点；

以所述第一中心点为起点、所述第二中心点为终点建立第一向量；

在所述坐标系中确定第二向量；

根据所述第一向量和所述第二向量确定所述电容孔的倾斜角度；

所述第二向量的方向与所述坐标系的横轴正半轴的方向一致；所述根据所述第一向量和所述第二向量确定所述电容孔的倾斜角度，具体包括：

获取所述第一向量与所述第二向量的夹角；

将所述夹角作为所述电容孔的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法，其特征在于，所述根据所述位置坐标定位所述待检测区域的电容孔，具体包括：

根据所述位置坐标对所述待检测区域进行粗校准；

在所述粗校准后，对所述待检测区域进行精确校准，以使扫描电镜对准所述待检测区域的电容孔。

3.根据权利要求1所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法，其特征在于，若所述扫描图像中至少一点落在所述坐标系的纵轴的负半轴，所述将所述夹角作为所述电容孔的倾斜角度之后，还包括：

当所述倾斜角度小于180°时，确定所述电容孔向朝向所述晶圆的圆心方向倾斜；

当所述倾斜角度大于或等于180°时，确定所述电容孔向远离所述晶圆的圆心方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法，其特征在于，所述待测晶圆上所述待检测区域内包括多个电容孔；

所述根据所述扫描图像确定所述电容孔的倾斜角度，具体包括：

根据所述扫描图像确定所述多个电容孔中每个所述电容孔的倾斜角度；

确定多个所述电容孔的倾斜角度的平均值；

将所述平均值作为所述待检测区域的电容孔的倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法，其特征在于，在所述将所述平均值作为所述待检测区域的电容孔的倾斜角度之后，还包括：

判断所述平均值是否大于预设阈值；

若所述平均值大于所述预设阈值，则将所述平均值反馈至机台，并对机台参数或制程参数进行调整。

6.一种电容孔倾斜检测与反馈系统，其特征在于，包括：用于承载待测晶圆的承载台；

位于所述承载台上方的扫描电镜；

以及，与所述扫描电镜连接的处理机台，所述处理机台用于控制所述扫描电镜实现如权利要求1至5中任一项所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法。

7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电容孔倾斜检测与反馈的方法。

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