CN114827457A - 一种晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质，其中，对焦方法通过先获取第一待检测晶圆的原始面型，接着通过动态选取不同的预设路径和拟合算法来获取第一待检测晶圆的拟合面型，当第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像。以实现在对焦过程中可以根据晶圆本身的情况动态选择拟合算法和扫描路径，避免在同一批次的晶圆检测中使用单一的路径和拟合算法，导致的搭配不佳、产率低的问题。

Description

一种晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质。

背景技术

在硅片生产过程中，需要对硅片进行检测，一般是通过相机对晶圆进行拍照，然后通过图像分析晶圆是否存在缺陷，由此，晶圆的表面在相机拍照时能否处于相机的焦面上，是拍照能否清晰的关键。目前通常做法是，使用垂向测量传感器确定晶圆面型，随后通过标定的焦面位置与面型结果的处理得出实际焦面位置，然后控制相机与位移台相对移动，使得晶圆的表面一直处于相机的焦深中。

但其存在的问题是，如果对每个硅片测量点进行自动对焦会造成大量时间的浪费，从而降低设备的产率；如果使用固定的面型测量方案如十字面型或栅格面型测量，获取数据后进行拟合，得出整体晶圆的面型，供后续焦面控制使用，虽然可能提高了设备的产率，但是固定的方案需要人工根据不同情况进行选择，可能出现搭配不佳，后续焦面控制无法满足精度要求的情况，或者出现耗时过久的方案导致产率下降；并且机台处理同一批的晶圆时会使用同一种测量方案，如果由于方案不佳导致离焦出现时，没有纠正措施，会导致整批数据出现问题。

发明内容

本发明提供了一种晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质，以实现在对焦过程中可以根据晶圆本身的情况动态选择拟合算法和扫描路径，避免在同一批次的晶圆检测中使用单一的路径和拟合算法，导致的搭配不佳、产率低的问题。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种晶圆检测中的动态对焦方法，包括以下步骤：

获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出所述第一待检测晶圆的第一拟合面型；

获取所述第一拟合面型和所述原始面型之间的第一残差；

若所述第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出所述第一待检测晶圆的第二拟合面型；

获取所述第二拟合面型和所述原始面型之间的第二残差；

依次重复，直至所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

根据本发明的一个实施例，第i+m-1预设路径相较于所述第i+m预设路径短；第j+n-1拟合算法相较于所述第j+n拟合算法的拟合阶数低，其中，m,n为正整数。

根据本发明的一个实施例，所述选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像包括：

选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第二待检测晶圆进行成像；

获取第二待检测晶圆的图像；

获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度；

若所述第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整所述当前预设路径和所述当前拟合算法，并当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第三待检测晶圆进行成像；

获取第三待检测晶圆的图像；

获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度；

依次重复，直至第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于所述预设清晰度，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对其余各所述待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

根据本发明的一个实施例，所述获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取所述第二待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第二拼接整体图像；

所述获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第二拼接整体图像的清晰度；

所述获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取所述第三待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第三拼接整体图像；

所述获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第三拼接整体图像的清晰度。

根据本发明的一个实施例，所述获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取所述第二待检测晶圆的任一局部图像；

所述获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第二待检测晶圆的任一局部图像的清晰度；

所述获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取所述第三待检测晶圆的任一局部图像；

所述获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第三待检测晶圆的任一局部图像的清晰度。

根据本发明的一个实施例，所述获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型包括：

控制对焦传感器对所述第一待检测晶圆的表面进行数据采集；

根据所述对焦传感器采集的数据形成所述第一待检测晶圆的三维面型热力图。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种晶圆检测中的动态对焦装置，包括：

原始面型获取模块，用于获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

第一拟合面型获取模块，用于选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出所述第一待检测晶圆的第一拟合面型；

第一残差获取模块，用于获取所述第一拟合面型和所述原始面型之间的第一残差；

第一残差判断模块，用于若所述第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出所述第一待检测晶圆的第二拟合面型；

第二残差获取模块，用于获取所述第二拟合面型和所述原始面型之间的第二残差；

确定模块，用于当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

根据本发明的一个实施例，所述确定模块，包括：

第一成像单元，用于选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第二待检测晶圆进行成像；

第一图像获取单元，用于获取第二待检测晶圆的图像；

第一清晰度获取单元，用于获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度；

第一清晰度判断单元，用于若所述第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整所述当前预设路径和所述当前拟合算法，并当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第三待检测晶圆进行成像；

第二图像获取单元，用于获取第三待检测晶圆的图像；

第二清晰度获取单元，用于获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度；

确定单元，用于当第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于所述预设清晰度时，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对其余各所述待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种晶圆检测中的动态对焦设备，包括：光机、至少一个对焦传感器、成像设备、位移台和电子设备；

所述电子设备包括：至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的晶圆检测中的动态对焦方法。

为实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的晶圆检测中的动态对焦方法。

根据本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质，其中，对焦方法包括以下步骤：获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出第一待检测晶圆的第一拟合面型；获取第一拟合面型和原始面型之间的第一残差；若第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出第一待检测晶圆的第二拟合面型；获取第二拟合面型和原始面型之间的第二残差；依次重复，直至第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。以实现在对焦过程中可以根据晶圆本身的情况动态选择拟合算法和扫描路径，避免在同一批次的晶圆检测中使用单一的路径和拟合算法，导致的搭配不佳、产率低的问题。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法流程图；

图2是本发明一个实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法中使用的设备的俯视图；

图3是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法中使用图2中的设备扫描生成的晶圆三维面型热力图；

图4是本发明另一个实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法流程图；

图5是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦装置的方框示意图；

图6是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦设备中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法流程图。如图1所示，该晶圆检测中的动态对焦方法，包括以下步骤：

S101，获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

可选地，获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型包括：

控制对焦传感器对第一待检测晶圆的表面进行数据采集；

根据对焦传感器采集的数据形成第一待检测晶圆的三维面型热力图。

需要说明的是，在对同一批次的待检测晶圆进行检测之前，可以上载晶圆检测机台的位移台上，并且输入晶圆晶圆的基本参数，晶圆尺寸，晶圆的场区域，检测倍率等参数，使用检测设备中的光机带动对焦传感器来采集该批次中的第一待检测晶圆的表面数据，举例来说，如图2所示，该设备中具有两个对焦传感器(FS)，以图2中的方位来说，可以控制光机自右往左移动，以带动左对焦传感器在内圆内测量，右对焦传感器在两圆之间的区域进行测量。在测量过程中，光机每向左移动一次，待检测晶圆旋转一圈，从而，当左对焦传感器移动到内圆的最左边，右对焦传感器移动到内圆的最右边时，对待检测晶圆的表面数据均采集完毕。在其他的实施例中，设备中可能会有一个对焦传感器或者三个对焦传感器，或者更多，根据对焦传感器的个数和在光机上的布置位置，以及光机的默认移动路径，以使得各个对焦传感器可以遍历待检测晶圆的全部表面。可知的，在现有技术中对焦时，一种设备均采用一种默认移动路径对晶圆进行检测，虽然获取的晶圆面型比较精准，但比较费时，不利于产率。

由此，通过对焦传感器完整的采集第一待检测晶圆的表面数据，设备可以根据该表面数据生成第一待检测晶圆的三维面型热力图(如图3所示)，即获取了第一待检测晶圆的原始面型。

S102，选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出第一待检测晶圆的第一拟合面型；

可以理解的是，在设备的处理器中可以提前预存有多种预设路径和多种拟合算法，多种预设路径形成预设路径库，多种拟合算法形成拟合算法库。举例来说，多种预设路径可以包括：十字路径、直线路径、栅格路径等，多种拟合算法可以包括：线性拟合、高阶拟合等。选择多种预设路径中的其中一种，以及多种拟合算法中的其中一种，来对第一待检测晶圆的表面进行拟合，获取第一拟合面型。其中，需要解释的是，预设路径相较于默认路径简单，也就是仅采集第一待检测晶圆表面的几个点，然后通过拟合算法，根据这几个点的分布来形成拟合面型，因此，拟合的时间一般要小于通过对焦传感器自动对焦所用的时间，并且拟合面型相较于原始面型粗糙一些，进而，这样可以在满足成像需求的情况下，节省时间成本，提升设备产率。

S103，获取第一拟合面型和原始面型之间的第一残差；

在获取第一待检测晶圆的第一拟合面型之后，将第一拟合面型和原始面型作差，获得拟合面型和原始面型之间的残差。

S104，若第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出第一待检测晶圆的第二拟合面型；

也就是说，第一残差大于成像设备的焦深时，说明使用第i预设路径和第j拟合算法拟合出的第一拟合面型与原始面型相差较大，如果按照第一拟合面型来指导成像设备拍照，那真实的原始面型即待检测晶圆的表面必然在成像设备中离焦。由此，需要在预设路径库和拟合算法库中继续选择另外的预设路径和拟合算法，来重新对第一待检测晶圆的表面进行拟合，形成第二拟合面型。

S105，获取第二拟合面型和原始面型之间的第二残差；

S106，依次重复，直至第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

也就是说，如果前一次对第一待检测晶圆的拟合面型与原始面型之间的残差大于成像设备的焦深，那么需要选择其他的预设路径和拟合算法来重新对第一待检测晶圆的表面进行拟合，直至第一待检测晶圆的拟合面型与原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深，此时，认为寻找到了最佳的预设路径和拟合算法，进而，可以确定以当前的预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像，有利于提升产率。

根据本发明的一个实施例，第i+m-1预设路径相较于第i+m预设路径短；第j+n-1拟合算法相较于第j+n拟合算法的拟合阶数低，其中，m,n为正整数。

在选择预设路径和拟合算法的过程中，可以从最简单的路径和拟合算法开始，逐步复杂的程度进行，这样可以使最终确定的预设路径和拟合算法拟合的面型在满足成像设备的焦深的情况下，计算简单，有利于节省计算拟合时间，可进一步提升产率。其中，预设路径库中的最复杂的路径也比设备的默认路径简单。

需要说明的是，在建立预设路径库和拟合算法库时，可以将各个预设路径从简单到复杂依次编码，将拟合算法也从简单到复杂依次编码；在遍历预设路径和拟合算法时，可以从第一预设路径和第一拟合算法开始，然后逐一递增，依次遍历。举例来说，先使用第一预设路径和第一拟合算法获取第一拟合面型，若残差大于成像设备焦深，接着使用第二预设路径和第一拟合算法获取第二拟合面型，若残差仍然大于成像设备焦深，接着使用第三预设路径和第一拟合算法获取第三拟合面型，若残差仍然大于成像设备焦深，接着使用第四预设路径和第一拟合算法获取第四拟合面型，依次类推，直至预设路径遍历结束，若残差仍然大于成像设备焦深，那么可以从第一预设路径和第二拟合算法开始，然后第二预设路径和第二拟合算法，然后第三预设路径和第二拟合算法，依次遍历。由于一般拟合面型偏差比较大，大多是因为取点不够多，由此，先改变预设路径，然后再改变拟合算法，有利于优先找到最佳的预设路径和拟合算法。

或者，在其他的实施例中，也可以先使用第一预设路径和第一拟合算法获取第一拟合面型，若残差大于成像设备焦深，接着使用第二预设路径和第二拟合算法获取第二拟合面型，若残差大于成像设备焦深，接着使用第三预设路径和第三拟合算法获取第三拟合面型。或者，还可以是其他的组合遍历方式，本发明对此不作具体限制。

需要说明是，在对第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型计算残差之后，选择最优的预设路径和拟合算法之后，可以使用最优的预设路径和拟合算法对同一批次的晶圆中的第二、三、......、N待检测晶圆进行面型拟合。并在面型拟合后，控制成像设备依据该面型对各待检测晶圆的表面进行成像。后续可能存在的问题是，在成像之后，某一图像的局部或者整体清晰度达不到预设清晰度，给后续的分析带来问题，也就是虽然待检测晶圆的表面在成像设备的焦深中，但并未处于成像设备的最佳焦面上。由此，仍然需要重复之前的步骤，继续调整预设路径和拟合算法，以使得成像清晰度满足要求。下面来详细说明该过程。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，S106选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像包括：

S1061，选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对第二待检测晶圆进行成像；

S1062，获取第二待检测晶圆的图像；

S1063，获取第二待检测晶圆的图像的清晰度；

S1064，若第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整当前预设路径和当前拟合算法，并当第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对第三待检测晶圆进行成像；

S1065，获取第三待检测晶圆的图像；

S1066，获取第三待检测晶圆的图像的清晰度；

S1067，依次重复，直至第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于预设清晰度，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对其余各待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

也就是说，在使用步骤S101至步骤S106确定好的预设路径和拟合算法对第二待检测晶圆进行面型拟合后，然后通过成像设备依据该拟合面型对第二待检测晶圆表面进行成像，成像之后，可以通过清晰度算法来获取该图像的清晰度，并与预存的清晰度进行对比，若清晰度满足，则进行下一张待检测晶圆的检测，若清晰度不满足，则需要重新选择预设路径和拟合算法，并且在第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型的残差满足成像设备的焦深的情况下，使用重新选择预设路径和拟合算法对第三待检测晶圆表面进行成像，成像之后，可以通过清晰度算法来获取该图像的清晰度，并与预存的清晰度进行对比，若清晰度满足，则进行下一张待检测晶圆的检测，若清晰度不满足，重复上述过程，直至第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于预设清晰度，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对其余各待检测晶圆进行成像。

由此，在残差满足焦深的情况下，成像设备仅可以对待检测晶圆表面进行成像，在满足清晰度的情况下，后期可以对待检测晶圆表面进行分析。

需要说明的是，获取第二待测检测晶圆的图像可以为局部图像，判断局部图像的清晰度，也可以是由多个局部图像拼接的整体拼接图像，判断整体拼接图像的清晰度。获取第三待测检测晶圆的图像可以为局部图像，判断局部图像的清晰度，也可以是由多个局部图像拼接的整体拼接图像，判断整体拼接图像的清晰度。

具体的，根据本发明的一个实施例，获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取第二待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第二拼接整体图像；

获取第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取第二拼接整体图像的清晰度；

获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取第三待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第三拼接整体图像；

获取第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取第三拼接整体图像的清晰度。

根据本发明的一个实施例，获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取第二待检测晶圆的任一局部图像；

获取第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取第二待检测晶圆的任一局部图像的清晰度；

获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取第三待检测晶圆的任一局部图像；

获取第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取第三待检测晶圆的任一局部图像的清晰度。

其中，可以先对拼接图像的清晰度进行判断，在拼接图像的清晰度满足要求时，再对局部的清晰度进行判断，或者，也可以先对局部图像的清晰度进行判断，在局部图像的清晰度满足要求时，再对拼接图像的清晰度进行判断。或者仅单一对拼接图像的清晰度进行判断，仅单一对局部的清晰度进行判断，本发明对此不作具体限制。当判断清晰度满足要求时，选定当前的预设路径和拟合算法对其余各待检测晶圆进行成像和检测。

由此，本发明采用机台路径库与拟合算法库，结合晶圆的检测区域，动态生成出最优化的测量面型方案，此方案应是满足精度要求的最快速方案。同时在生产批次时通过垂向评价指标(清晰度指标)，对当前测量结果进行监控，如果某些区域的偏差过大会更新下一次的测量方案，能更好地适应实际生产过程中的变化。这样增强了晶圆面型测量的工艺适应性，同时结合算法生成在线流程的优化方案，从而提升焦面控制环节的精度与产率。

图5是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦装置的方框示意图。如图5所示，该装置，包括：

原始面型获取模块101，用于获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

第一拟合面型获取模块102，用于选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出第一待检测晶圆的第一拟合面型；

第一残差获取模块103，用于获取第一拟合面型和原始面型之间的第一残差；

第一残差判断模块104，用于若第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出第一待检测晶圆的第二拟合面型；

第二残差获取模块105，用于获取第二拟合面型和原始面型之间的第二残差；

确定模块106，用于当第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深时，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

根据本发明的一个实施例，确定模块106，包括：

第一成像单元，用于选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对第二待检测晶圆进行成像；

第一图像获取单元，用于获取第二待检测晶圆的图像；

第一清晰度获取单元，用于获取第二待检测晶圆的图像的清晰度；

第一清晰度判断单元，用于若第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整当前预设路径和当前拟合算法，并当第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对第三待检测晶圆进行成像；

第二图像获取单元，用于获取第三待检测晶圆的图像；

第二清晰度获取单元，用于获取第三待检测晶圆的图像的清晰度；

确定单元，用于当第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于预设清晰度时，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对其余各待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

根据本发明的一个实施例，第一图像获取单元包括：

第一图像获取子单元，用于获取第二待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第二拼接整体图像；

第一清晰度获取单元，包括：

第一清晰度获取子单元，用于获取第二拼接整体图像的清晰度；

第二图像获取单元，包括：

第二图像获取子单元，用于获取第三待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第三拼接整体图像；

第二清晰度获取单元，包括：

第二清晰度获取子单元，用于获取第三拼接整体图像的清晰度。

根据本发明的一个实施例，第一图像获取单元包括：

第一图像获取子单元，用于获取第二待检测晶圆的任一局部图像；

第一清晰度获取单元，包括：

第一清晰度获取子单元，用于获取第二待检测晶圆的任一局部图像的清晰度；

第二图像获取单元，包括：

第二图像获取子单元，用于获取第三待检测晶圆的任一局部图像；

第二清晰度获取单元，包括：

第二清晰度获取子单元，用于获取第三待检测晶圆的任一局部图像的清晰度。

根据本发明的一个实施例，原始面型获取模块包括：

数据采集单元，用于控制对焦传感器对第一待检测晶圆的表面进行数据采集；

三维面型热力图生成单元，用于根据对焦传感器采集的数据形成第一待检测晶圆的三维面型热力图。

本发明实施例所提供的晶圆检测中的动态对焦装置可执行本发明任意实施例所提供的晶圆检测中的动态对焦方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。具体说明在前述内容中已经具体介绍，此处不再赘述。

图6是本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦设备中电子设备的结构示意图。该对焦设备，包括：光机、至少一个对焦传感器、成像设备、位移台和电子设备10；

该电子设备10包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的晶圆检测中的动态对焦方法。

本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的晶圆检测中的动态对焦方法。

图6示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备的结构示意图。电子设备10旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图6所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM12以及RAM13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如晶圆检测中的动态对焦方法。

在一些实施例中，晶圆检测中的动态对焦方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的晶圆检测中的动态对焦方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行晶圆检测中的动态对焦方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

综上所述，根据本发明实施例提出的晶圆检测中的动态对焦方法、装置、设备和介质，其中，对焦方法包括以下步骤：获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出第一待检测晶圆的第一拟合面型；获取第一拟合面型和原始面型之间的第一残差；若第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出第一待检测晶圆的第二拟合面型；获取第二拟合面型和原始面型之间的第二残差；依次重复，直至第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据拟合面型控制成像设备对各待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。以实现在对焦过程中可以根据晶圆本身的情况动态选择拟合算法和扫描路径，避免在同一批次的晶圆检测中使用单一的路径和拟合算法，导致的搭配不佳、产率低的问题。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出所述第一待检测晶圆的第一拟合面型；

获取所述第一拟合面型和所述原始面型之间的第一残差；

若所述第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出所述第一待检测晶圆的第二拟合面型；

获取所述第二拟合面型和所述原始面型之间的第二残差；

依次重复，直至所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，

第i+m-1预设路径相较于所述第i+m预设路径短；第j+n-1拟合算法相较于所述第j+n拟合算法的拟合阶数低，其中，m,n为正整数。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，所述选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像包括：

选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第二待检测晶圆进行成像；

获取第二待检测晶圆的图像；

获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度；

若所述第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整所述当前预设路径和所述当前拟合算法，并当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第三待检测晶圆进行成像；

获取第三待检测晶圆的图像；

获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度；

依次重复，直至第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于所述预设清晰度，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对其余各所述待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，

所述获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取所述第二待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第二拼接整体图像；

所述获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第二拼接整体图像的清晰度；

所述获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取所述第三待检测晶圆的多个局部图像；拼接各个局部图像形成第三拼接整体图像；

所述获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第三拼接整体图像的清晰度。

5.根据权利要求3所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，

所述获取第二待检测晶圆的图像包括：

获取所述第二待检测晶圆的任一局部图像；

所述获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第二待检测晶圆的任一局部图像的清晰度；

所述获取第三待检测晶圆的图像包括：

获取所述第三待检测晶圆的任一局部图像；

所述获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度包括：

获取所述第三待检测晶圆的任一局部图像的清晰度。

6.根据权利要求1所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，所述获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型包括：

控制对焦传感器对所述第一待检测晶圆的表面进行数据采集；

根据所述对焦传感器采集的数据形成所述第一待检测晶圆的三维面型热力图。

7.一种晶圆检测中的动态对焦装置，其特征在于，包括：

原始面型获取模块，用于获取待检测的同一批次晶圆中第一待检测晶圆的原始面型；

第一拟合面型获取模块，用于选择第i预设路径和第j拟合算法拟合出所述第一待检测晶圆的第一拟合面型；

第一残差获取模块，用于获取所述第一拟合面型和所述原始面型之间的第一残差；

第一残差判断模块，用于若所述第一残差大于成像设备的焦深，则选择第i+m预设路径和第j+n拟合算法，拟合出所述第一待检测晶圆的第二拟合面型；

第二残差获取模块，用于获取所述第二拟合面型和所述原始面型之间的第二残差；

确定模块，用于当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，则选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对各所述待检测晶圆进行成像，其中，i,j为正整数,m,n为自然数，m,n不同时为0。

8.根据权利要求1所述的晶圆检测中的动态对焦方法，其特征在于，所述确定模块，包括：

第一成像单元，用于选择当前预设路径和当前拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第二待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第二待检测晶圆进行成像；

第一图像获取单元，用于获取第二待检测晶圆的图像；

第一清晰度获取单元，用于获取所述第二待检测晶圆的图像的清晰度；

第一清晰度判断单元，用于若所述第二待检测晶圆的图像的清晰度小于预设清晰度，则调整所述当前预设路径和所述当前拟合算法，并当所述第一待检测晶圆的拟合面型和原始面型之间的残差小于或等于所述成像设备的焦深时，选择调整后的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中第三待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对所述第三待检测晶圆进行成像；

第二图像获取单元，用于获取第三待检测晶圆的图像；

第二清晰度获取单元，用于获取所述第三待检测晶圆的图像的清晰度；

确定单元，用于当第k待检测晶圆的图像的清晰度大于或等于所述预设清晰度时，选择最后一次调整得到的预设路径和拟合算法拟合所述待检测的同一批次晶圆中其余各待检测晶圆的拟合面型，并根据所述拟合面型控制所述成像设备对其余各所述待检测晶圆进行成像；其中k为正整数，k≥3。

9.一种晶圆检测中的动态对焦设备，其特征在于，包括：光机、至少一个对焦传感器、成像设备、位移台和电子设备；

所述电子设备包括：至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的晶圆检测中的动态对焦方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的晶圆检测中的动态对焦方法。

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