CN116576752A - 用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 - Google Patents
用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116576752A CN116576752A CN202310584294.6A CN202310584294A CN116576752A CN 116576752 A CN116576752 A CN 116576752A CN 202310584294 A CN202310584294 A CN 202310584294A CN 116576752 A CN116576752 A CN 116576752A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calibration
- workbench
- coordinates
- coordinate
- height
- 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 77
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/02—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B5/06—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
- G01B5/061—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness height gauges
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本申请提供一种用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备，用于工作台的平行度调节方法包括：获取工作台上的基准位置的基准坐标；获取工作台上的多个校准位置的校准坐标；将基准坐标及多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到每个校准位置所需调整的调平目标值；根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整；其中，基准坐标和校准坐标均包括平面坐标和高度坐标，在每次调整校准位置时，根据当前所调整的校准位置的高度坐标和对应的调平目标值的差值对校准位置进行调整。其调平目标值使得调整单一校准位置的高度时，具有明确的指导目标点，不再仅依赖人为经验，优化作业流程和提高作业精度。
Description
技术领域
本申请涉及用于计量设备表面的准直参数的技术领域，针对于半导体设备，尤其涉及一种用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备。
背景技术
在半导体集成电路量测设备中，电子束扫描显微镜是常用的一种技术。其原理是利用电子束对样品表面进行扫描，通过反射电子和透射电子来获得对样品的高分辨率图像、元素成分以及晶格结构等信息。在扫描过程中，工作台可以沿着水平和垂直方向运动，以便对样品面的不同区域进行测量，在该模式中，为了能让电子束状态稳定的测试到晶圆表面的每一个检测位置，在水平和垂直方向上进行运动时，需要调整工作台表面和运动平面的相对平行度，这是为了能让电子束状态稳定的测试到晶圆表面的每一个检测位置。如果工作台表面和运动平面不平行，电子束会失去焦距，影响测试的精度和准确性。
现有的方法是通过人工寻找测量点位，即使用高度尺在工作台表面的中心位置测定一个基准高度，再通过移动工作台来使得高度尺测量不同区域的高度，并和基准高度进行对比，获得高度差。当工作台表面的所有测量区域与中心位置的高度差小于或趋近某个阈值时，即可认为高度调节完成然，该方法存在以下技术弊端：
1、人工操作需要多个工时才能完成调平，且对经验的依赖度过高，无法保证在反复测量不同位置时的重复性，即每一次的测量位置均可能会不同，不同的位置导致无法反应工作台的真实平行度情况，甚至调节位置和测量位置发生偏差；
2、由于测量位置的差异性，同一个平行度在不同的测量位置，所需的调节量可能是不同的，而现有技术人工均将每个测量位置整到基准高度，在其中一个位置调整后其他位置其实均发生变化，导致工作台需要反反复复进行调整。
发明内容
因此，本申请的目的是通过提出一种可自动调节平行度的方法，通过简单、可靠、有效和快速的解决方案来至少部分地克服这些缺点。该方法使得能够快速且可靠的对工作台进行自动调整，一个目的在于取代依赖人工的费时费力，提高调平的精准度，实现自动化作业提高效率；另一目的在于实现调平工序的重复性和可靠程度，使工艺数据可记录，提高工序完善度且更符合实际所需调平的预期。
为此，本申请的第一方面首先提供一种用于工作台的平行度调节方法，包括：获取工作台上的基准位置的基准坐标；获取工作台上的多个校准位置的校准坐标；将基准坐标及多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到校准位置所需调整的调平目标值；根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整。
在本申请进一步的方案中，工作台表面的中心位置为基准位置，获取工作台上的基准位置的基准坐标，包括：控制工作台移动，以使非接触式测量装置的测量信号对准基准位置；读取并记录基准位置的基准坐标。
在本申请进一步的方案中，基准坐标和校准坐标均包括平面坐标和高度坐标，根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整，包括：针对每个校准位置，根据校准位置的高度坐标和对应的调平目标值的差值对校准位置进行调整。
在本申请进一步的方案中，工作台表面的多个边缘位置为校准位置，获取工作台上的多个校准位置的校准坐标，包括：控制工作台移动，以使非接触式测量装置的测量信号依次对准每个边缘位置。
在本申请进一步的方案中，将基准坐标及多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到校准位置所需调整的调平目标值，包括：在本申请进一步的方案中，根据基准坐标及多个校准坐标，拟合出工作台的拟合圆心，得到拟合圆心的圆心坐标；计算每个校准坐标与圆心坐标的第一距离；计算每个校准坐标与基准坐标的第二距离；根据第一距离和第二距离，计算得到校准位置所需调整的调平目标值。
在本申请进一步的方案中，多个校准位置包括第一位置、第二位置及第三位置，根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整，包括：控制工作台移动，以使第一位置位于对应的校准坐标处，根据第一位置对应的调平目标值，对工作台进行调整；控制工作台移动，以使第二位置位于对应的校准坐标处，根据第二位置对应的调平目标值对工作台进行调整；控制工作台移动，以使第三位置位于对应的校准坐标处，根据第三位置对应的调平目标值对工作台进行调整。
在本申请进一步的方案中，第一位置、第二位置及第三位置的下方分别对应设置有调节支撑柱。
在本申请进一步的方案中，方法还包括：控制工作台移动，以使工作台的基准位置位于基准坐标处，获取工作台调整后的基准位置的第一高度坐标；控制工作台移动，分别使工作台的多个校准位置依次位于校准坐标处，分别获取工作台调整后的多个校准位置的第二高度坐标；在工作台调平整后的基准位置的第一高度坐标与调平前的高度坐标一致的情况下，计算工作台调整后的每个校准位置的第二高度坐标与第一高度坐标的高度差；在高度差不大于第一阈值的情况下，工作台平行度调整完成。
在本申请进一步的方案中，在高度差大于第一阈值的情况下，循环执行获取工作台的校准位置的校准坐标直至高度差小于或等于第一阈值。
本申请第二方面还提供一种用于工作台的平行度调节系统，包括：工作台；非接触式测量装置，用于测量工作台的基准位置和校准位置的高度坐标；上位机，连接非接触式测量装置和工作台，上位机被配置成执行上述的平行度调节方法。
综上，在本发明实施例一个总的发明构思中提供一种用于工作台的平行度调节方法，其通过获取工作台上基准坐标及多个校准坐标，将基准左边和校准坐标进行圆心拟合计算，随后获得校准位置所需调整的调平目标值，并依次对校准位置进行高度调整。该平行度调节方法将现有的手动定位改进成了自动定位，具备至少以下技术效果：
l、测量工作台的坐标参数可被记录，在调节时可实现二次回到准确的校准位置进行调整，具有可参考性和可重复性；
2、引入了圆心拟合算法来获取校准位置的调平目标值，其调平目标值使得调整单一校准位置的高度时，具有明确的指导目标点，不再仅依赖人为经验，优化作业流程和提高作业精度。
3、相比人工调试工作台平行度，优化调试流程，提高作业效率。
本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域的技术人员来讲，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为本发明实施例所提供的用于工作台的平行度调节方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的适配上述平行度调节方法的一种工作台和其相关连接件的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S1的具体流程图；
图4为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S2的具体流程图；
图5为本发明实施例所演示工作台的测量点位置的示意图；
图6为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S3的具体流程图；
图7为本发明实施例在工作台上所提供演示第一距离和第二距离的示意图；
图8为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S31的具体流程图；
图9为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S33的具体流程图；
图10为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S4的具体流程图；
图11为本发明实施例所提供的平行度调节方法的另一流程图；
图12为本发明实施例所提供平行度调节系统的模块示意图；及
图13为本发明实施例所提供电子束量测设备的模块示意图。
附图标记说明：
100、工作台； 200、调节装置；
300、非接触式测量装置； 400、控制模块；
1000、平行度调节系统； 2000、电子束测量设备；
1001、电子束发射装置； 1002、信号采集装置；
1003、上位机； 2000、电子束测量设备。
具体实施方式
为了使本申请的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本申请。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域的技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本申请的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说，明显的是，不需要采用具体细节来实践本申请。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本申请。
参阅图1，图1为本发明实施例所提供的用于工作台的平行度调节方法的流程图；该平行度调节方法包括：
步骤S1、获取工作台上的基准位置的基准坐标；
步骤S2、获取工作台上的多个校准位置的校准坐标；
步骤S3、将基准坐标及多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到校准位置所需调整的调平目标值；
步骤S4、根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整；
在本发明实施例中工作台的形状可以不予限定，优选为圆形或者矩形。
“基准坐标”在本申请中优选为工作台表面的中心位置，可用于参考工作台在调平后中心高度是否发生变化。“校准坐标”在工作表面，且靠近工作台边界的多个边缘位置处。为保证测量精度，需要尽量将校准位置涵盖工作台；同时为保证计算的响应速度和精准度，基准坐标和校准坐标总共优选为4～6个。
需要说明的是，基准坐标和多个校准坐标均为三维坐标且包括平面坐标和高度坐标，同时基准坐标和多个校准坐标对应的点不能存在3个点共线。此外，为方便计算，在基准坐标处的高度坐标进行归零。
在测量时，可通过控制工作台自动平移，或者测量装置移动进行平移的方式改变工作台和测量装置的相对位置，以实现自动采集。也可采用去掉工作台的使能，采用手动的方式移动工作台。
为了获得更高的测量精度，在对应执行步骤S1和步骤S2时，可获取基准位置或者校准位置处的多个测量点的坐标，取坐标的均值作为基准坐标和校准坐标，以此来减小随机误差。
获取基准坐标和多个校准坐标后，随后利用基准坐标和多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到每个校准位置的调平目标值；最后，通过对应校准位置的调平目标值，依次对工作台的多个校准位置进行高度调整。
由于工作台表面为刚性，当一个校准位置发生变化后，其他校准位置同样会改变，因此本申请采用圆心拟合计算的方式，得到每个校准位置的调平目标值，再根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整，从而使得调整单一校准位置的校准位置高度时，具有明确的指导目标点，也最大程度上避免了由于调节单一校准位置的高度导致整体高度发生变化时再次测量的测量误差，由此提高了工作台表面平行度的调节效率和调节精准度。并且，该平行度调节方法将现有的手动定位改进成了自动定位，实现更高效、更精准的调平工艺。此外，本申请的平行度调节方法也极大程度地优化了调试的流程，减少了反复作业造成的效率低下和时间浪费，这在设备集成调试过程中也节省了工时，节约了公司运行成本。
请参阅图2，图2为本发明实施例所提供的适配上述平行度调节方法的一种用于工作台的平行度调节系统1000(即实现上述调节方法的硬件结构)的结构示意图。
本发明的平行度调节系统1000包括工作台100、调节装置200和非接触式测量装置300。本发明实施例所提供的调节系统的结构仅做示例，不对其结构进行具体的限定。
工作台100呈圆形、可为针对半导体器件的高精密调平工作台，其表面用于承载半导体器件，用于执行如半导体缺陷检测、加工等工艺，旨在通过本发明实施例所提供的调平方式，保证工作台100表面的相对平行度，可大幅度提高半导体的工艺良率。
调节装置200设置于工作台100的底部。具体地，调节装置200包括多个可调节高度的支撑柱(未标注)，支撑柱用于支撑工作台100，调节装置200可通过调整支撑柱的高度来完成对工作台100的表面调平。
进一步地，在本发明实施例中所提供的工作台100的表面上设置有n个凸点，采用多个凸点的触点设计，可以有效提高半导体器件在工作台100上的稳定性，避免工件在加工或者检测过程中产生移位或晃动，另者可有效避免半导体器件摩擦划伤，在加工过程中起到分散荷载的作用等。在本申请中，凸点还可方便非接触式测量装置300进行更精准的定位。
非接触式测量装置300设置于工作台100的表面，如激光测距仪、电磁测距仪、光电测距仪等，用于获取工作台100的表面的高度。在本发明实施例中优选为激光测距仪。激光测距仪通过发射和接收激光可获取其和工作台100的表面的相对距离，通过简化换算即可得到所测量的工作台100的表面的高度坐标。
为更好地提高精度，激光测距仪需要搭设在在真空腔室内，真空环境可以消除空气对激光束传输的影响，降低激光束的散射和吸收提高光路稳定性。
可选地，工作台100的控制软件中配置定位记忆的功能。示例性的如：使用ACS(Advanced Control System：一种高级控制系统)控制器的调配软件来编写相应的脚本程序执行不同应用场景的功能。实现能够读取不同位置的坐标并记录，随后将记录值变更为目标值来控制工作台100重复移动，实现工序的可重复性。
本申请实施例所实现平行度调节方法的所需硬件简单，使用低成本硬件可提高可维护性和可更新性，有助于减少产品在工艺的分摊成本。
请继续参阅图3～图5，图3为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S1的具体流程图；图4为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S2的具体流程图；图5为本发明实施例所演示工作台100的测量点位置的示意图。
针对上述的平行度调节方法，在步骤S1中，工作台100的表面的中心位置为基准位置，获取工作台100上的基准位置的基准坐标，包括：
步骤S11、控制工作台100移动，以使非接触式测量装置300的测量信号对准基准位置；
步骤S12、读取并记录基准位置的基准坐标。
可理解，首先控制工作台100移动，使得工作台100最中心的基准位置的凸点和激光测距仪对齐，使得激光测距仪投射的光斑正好位于中心的凸点处，此时通过激光测距仪可读取基准位置的高度坐标，同时通过工作台100读取工作台中心的水平坐标，因此获取工作台100的基准坐标A，将基准坐标A的高度坐标归零并进行记录。
在一些实施例中，也可不移动工作台100，用过移动非接触式测量装置300对准基准位置的凸点，或者采用工作台100和激光测距仪同动的方式。
进一步在步骤S2中工作台100表面上靠近边界的多个边缘位置为校准位置，获取工作台100上的多个校准位置的校准坐标，包括：
步骤S21、控制工作台100移动，以使非接触式测量装置300的测量信号依次对准每个边缘位置；
步骤S22、读取并记录每个边缘位置对应的校准坐标。
结合图5的示例，继续控制工作台100移动至校准位置处，分别获取边缘位置处的校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D；仍通过非接触式测量装置300读取校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D的高度坐标，通过工作台100读取其水平坐标，依次获取每个校准坐标。
校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D的取点分别在工作台100表面靠近边界的几个特定的位置，位于围绕基准坐标A的三个方向上；可选的选择在对应支撑柱上方对应的凸点处，以方便同心圆拟合计算和后续的调节。其中，校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D距离工作台边界的距离可不一致，以提高测量的精准度。同理，基准坐标A、校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D均可通过使用多次测量并取平均值来减小随机误差。
根据上述，本发明实施例通过工作台100和非接触式测量装置300可获得更精准的坐标参数，同时可记录基准坐标和校准坐标，使得在工作台100的平行度的测量时，数据是具备可参考性和可重复性，提高后续调平的精度。
请继续参阅图6及图7，图6为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S3的具体流程图；图7为本发明实施例在工作台100上所提供演示第一距离和第二距离的示意图。
步骤S3中，将基准坐标及多个校准坐标进行圆心拟合计算，得到校准位置所需调整的调平目标值，包括：
步骤S31、根据基准坐标及多个校准坐标，拟合出工作台100的拟合圆心，得到拟合圆心的圆心坐标；
步骤S32、计算每个校准坐标与圆心坐标的第一距离；
步骤S33、计算工作台100的偏移角；
步骤S34、根据第一距离和偏移角通过计算得到校准位置所需调整的调平目标值。
可结合图7进行理解，首先通过拟合出基准坐标A、校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D的圆心坐标O，该圆心坐标O可表征整个工作台100的旋转中心。
随后根据点到点的距离计算公式计算OB的第一距离L1，并根据基准坐标A、校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D所在的面计算工作台100的偏移角θ，最终根据第一距离L1和偏移角θ通过余弦定理计算垂直高度h，根据校准坐标的高度和垂直高度h即可得到调平目标值；理论情况下调平目标值即为圆心坐标O的高度坐标，但这基于工作台100的表面完全平整且所采集的校准坐标在凸点的同一位置的理想场景，因此本申请采用第一距离L1和工作台的偏移角θ求取垂直高度，更趋近每个校准位置所需调整的真实调平目标值。
针对本方案中的步骤S3，圆心拟合计算可采用最小二乘法，即将基准坐标、校准坐标通过拟合圆的方式，通过最小二乘法最终确定同心圆的圆心坐标，该圆心坐标可反馈其工作台的旋转中心。针对不同的应用场景，也可以采用其他算法。具体的算法选取可根据所采集的测量点数量进行适应性选择。
请参阅图8，图8为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S31的具体流程图；根据上述，在一个可选的方式中，步骤S31根据基准坐标及多个校准坐标，拟合出工作台的拟合圆心，得到拟合圆心的圆心坐标包括：
步骤S311、将基准坐标和校准坐标分别代入圆方程获得拟合同心圆方程；
步骤S312、将拟合同心圆转换为矩阵形式，利用最小二乘法求解圆心坐标。
一种示例性的方式如：基准坐标A(x1，y1，z1)、校准坐标B(x2，y2，z2)、校准坐标C(x3，y3，z3)、校准坐标D(x4，y4，z4)，将这4个点看作同心圆上的点，假设圆心坐标为(x0，y0，z0)，半径为r，可以得到四个方程：
(x1-x0)2+(y1-y0)2+(z1-z0)2＝r12
(x2-x0)2+(y2-y0)2+(z2-z0)2＝r22
(x3-x0)2+(y3-y0)2+(z3-z0)2＝r32
(x4-x0)2+(y4-y0)2+(z4-z0)2＝r42。
将上述方程转化为矩阵形式：Ax＝b，其中A是一个4×4的矩阵，包含了所有输入点的信息，b是一个4×1的矩阵，包含了所有方程的右边部分，由于基准坐标A(x1，y1，z1)、校准坐标B(x2，y2，z2)、校准坐标C(x3，y3，z3)、校准坐标D(x4，y4，z4)均为已知量，且r1、r2、r3、r4可根据所采集凸点和中心凸点的距离得知，使用最小二乘法求解上述线性方程组可得到圆心坐标(x0，y0，z0)的估计值，即为圆心坐标。最后，将圆心坐标拟合结果返回。
可以理解的是，以上的拟合圆心坐标方法仅为示例，并不予以限定。
请继续参阅图9，图9为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S33的具体流程图；在步骤S33中，计算工作台的偏移角包括：
步骤S321、获取工作台平面的法向量坐标；
步骤S332、根据法向量坐标获得计算工作台的偏移角θ。
可以理解，通过三个点即可确定一个平面，根据平面和其上的点则可求得法向量坐标；在本申请中的可选方式中：采用随机从基准坐标A、校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D的四个点中随机取三个点确定一个平面方程，然后求取该平面方程的法向量坐标n1，用遍历式的方式将四个点所有的3点组合依次求取法向量坐标(n1、n2、n3...)，再求多个法向量坐标的平均值，以提高结果的精度。
在步骤S332中一种示例性的方式如，假定工作台表面在基准坐标系中最终的法向量为n＝(a，b，c)，基准坐标系的z轴单位向量为v＝(0，0，1)，计算u与v的夹角θ，即cosθ＝u·v，其中·表示向量的点积运算，通过反余弦函数即可计算偏移角θ的值。
最终，可根据第一距离L1和偏移角θ通过计算得垂直高度h，通过简单的坐标运算即可获得每个校准位置所需调整的调平目标值。
根据每个校准位置的调平目标值对校准位置进行调整，使得调整单一校准位置的高度时，具有明确的指导目标点，不再仅依赖人为经验，提高作业精度优化作业流程和提高作业精度。
在一些实施例中，在步骤S4中，根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整，包括：针对每个校准位置，根据校准位置的高度坐标和对应的调平目标值的差值，对校准位置进行调整。
请参阅图10，图10为本发明实施例所提供的平行度调节方法中步骤S4的具体流程图。多个校准位置包括第一位置、第二位置及第三位置，第一位置、第二位置及第三位置的下方分别对应设置有调节高度的支撑柱。在步骤S4中，根据对应的调平目标值依次对工作台的多个校准位置进行高度调整，包括：
步骤S41、控制工作台移动，以使第一位置位于对应的校准坐标处，根据第一位置对应的调平目标值和当前测量的第一高度坐标，对工作台进行调整；
步骤S42、控制工作台移动，以使第二位置位于对应的校准坐标处，根据第二位置对应的调平目标值和当前测量的第二高度坐标，对工作台进行调整；
步骤S43、控制工作台移动，以使第三位置位于对应的校准坐标处，根据第三位置对应的调平目标值和当前测量的第三高度坐标，对工作台进行调整；
可以理解，“第一位置”、“第二位置”及“第三位置”分别对应校准坐标B、校准坐标C及校准坐标D上的凸点，在工作台的下侧分别对应设置有支撑柱，将工作台进行移动至对应的坐标处，以使得调节支撑柱和工作台上侧的凸点对齐，通过步骤S34所计算得到的调平目标值分别对第一位置、第二位置和第三位置进行调整。
在每次移动工作台时，均重新测量当前位置的高度坐标，以当前校准坐标的高度坐标和对应的调平目标值的差值对校准位置进行调整，避免由于调节单一校准位置的高度导致其他校准位置高度发生变化导致的反复调节。
请参阅图11，图11为本发明实施例所提供的平行度调节方法的另一流程图。本申请的平行度调节方法还包括：
步骤S51、控制工作台移动，以使工作台的基准位置位于基准坐标处，获取工作台调整后的基准位置的第一验证高度坐标；
步骤S52、控制工作台移动，分别使工作台的多个校准位置依次位于校准坐标处，分别获取工作台调整后的多个校准位置的第二验证高度坐标；
步骤S53、在工作台调平整后的基准位置的第一验证高度坐标与调平前的高度坐标一致的情况下，计算工作台调整后的每个校准位置的第二验证高度坐标与第一验证高度坐标的高度差；
步骤S54、在高度差不大于第一阈值的情况下，工作台平行度调整完成。
可以理解，在调平后，控制工作台继续移动中心位置的凸点至基准坐标处，获取当下的第一验证高度坐标；继而控制工作台移动，分别使工作台的多个校准位置对应的凸点依次位于校准坐标处，分别获取工作台调整后其凸点的第二验证高度坐标，计算其第二验证高度坐标与基准位置的第一验证高度坐标之间的高度差。这个高度差反映了校准位置相对于基准位置的高度偏差，高度差不大于第一阈值的情况下，则精度满足要求，此时工作台平行度调整完成。
在本申请进一步的方案中，本申请的平行度调节方法还包括：在高度差大于第一阈值的情况下和/或在工作台调平整后的基准位置的第一验证高度坐标与调平前的高度坐标不一致的情况下，循环执行获取工作台的校准位置的校准坐标直至高度差小于或等于第一阈值。
请参阅图12，图12为本发明实施例所提供平行度调节系统1000的简化示意图。本申请的用于工作台的平行度调节系统1000，包括：
工作台100；
调节装置200，和工作台100连接，用于调整工作台100上校准位置的高度坐标；
非接触式测量装置300，用于测量工作台100的基准位置和校准位置的高度坐标；
控制模块400，电连接非接触式测量装置300和工作台100，被配置成上述的平行度调节方法。
可以理解，通过上述硬件可以组合成一个自动调节平行度的系统，其工作原理如下：
1.在调整前，将非接触式测量装置300安装在工作台100上，并将其连接到控制模块400。
2.启动控制模块400，并让其自动执行以下步骤：
a.通过控制模块400控制工作台100移动，通过非接触式测量装置300获取工作台100的基准位置的基准坐标、校准位置的校准坐标；
b.通过基准坐标和校准坐标计算调平目标值；
c.驱动调节装置200对校准位置进行依次调整；
d、调平后再次测量基准位置和校准位置的验证坐标，将验证坐标发送给控制模块400进行阈值判断以确定是否调平成功，如调平成功则停止；否则重新执行a～c自至调平成功。
该系统可以通过自动测量和计算来确定工作台100需要进行的调平目标值，并结合调节装置200来自动完成调整，从而提高工作效率、减少人力成本、提高精度和稳定性。
请参阅图13，图13为本发明实施例所提供电子束量测设备2000的模块示意图；本发明实施例还提供一种电子束量测设备2000，该电子束量测设备2000可适用于半导体器件的检测，如晶圆的缺陷检测。
电子束量测设备2000包括：
如上述的平行度调节系统1000，其中半导体器件置放在工作台上；
电子束发射装置1001，用于发射电子束至半导体器件；
信号采集装置1002，用于采集和处理半导体器件上的电子反射信号。
上位机1003，电连接平行度调节系统1000、电子束发射装置1001、信号采集装置1002。
可以理解，电子束量测设备2000可以通过发射装置发射出电子束，电子束发射装置1001可控制电子束的方向和能量等参数，信号采集装置1002通过扫描晶圆的物体表面进行三维非接触式采集，可以测量出复杂形状、微小几何特征等电子反射信号，并将所采集到的电子反射信号反馈给上位机1003进行处理，从而获得检测结果。
在测量过程中，保持电子束发射装置1001静止且持续向工作台发射电子束，用工作台承载着半导体器件呈水平和垂直运动。因此，通过平行度调节系统1000可大幅度提高电子束量测设备2000的检测精度，提高产品良率。
应理解，本文中前述关于本申请的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本申请的装置和系统，或者，反之亦然。另外，上文描述的本申请的方法的每个步骤可由本申请的装置或系统的相应部件或单元执行。
本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现上述的平行度调节方法。
本领域的技术人员可以理解，本申请的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如电子设备或处理器完成，可实现上述平行度调节方法的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本申请的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储或其它介质的任何引用可包括非易失性或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。
以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些调节或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于工作台的平行度调节方法，其特征在于，包括：
获取工作台上的基准位置的基准坐标；
获取工作台上的多个校准位置的校准坐标；
将所述基准坐标及多个所述校准坐标进行圆心拟合计算，得到每个所述校准位置所需调整的调平目标值；
根据对应的所述调平目标值依次对工作台的多个所述校准位置进行高度调整。
2.根据权利要求1所述的平行度调节方法，其特征在于，工作台表面的中心位置为所述基准位置，所述获取工作台上的基准位置的基准坐标，包括：
控制工作台移动，以使非接触式测量装置的测量信号对准所述基准位置；
读取并记录所述基准位置的基准坐标。
3.根据权利要求1所述的平行度调节方法，其特征在于，所述基准坐标和校准坐标均包括平面坐标和高度坐标，所述根据对应的所述调平目标值依次对工作台的多个所述校准位置进行高度调整，包括：
针对每个所述校准位置，根据所述校准位置的高度坐标和对应的调平目标值的差值对所述校准位置进行调整。
4.根据权利要求1所述的平行度调节方法，其特征在于，位于工作台表面且靠近工作台边界的多个边缘位置为所述校准位置，所述获取工作台上的多个校准位置的校准坐标，包括：
控制工作台移动，以使非接触式测量装置的测量信号依次对准每个所述边缘位置；
读取并记录每个边缘位置对应的校准坐标。
5.根据权利要求1所述的平行度调节方法，其特征在于，所述将所述基准坐标及多个所述校准坐标进行圆心拟合计算，得到每个所述校准位置所需调整的调平目标值，包括：
根据所述基准坐标及多个所述校准坐标，拟合出工作台的拟合圆心，得到拟合圆心的圆心坐标；
计算每个所述校准坐标与所述圆心坐标的第一距离；
计算所述工作台的偏移角；
根据所述第一距离和所述偏移角，计算得到每个所述校准位置所需调整的调平目标值。
6.根据权利要求2所述的平行度调节方法，其特征在于，多个所述校准位置包括第一位置、第二位置及第三位置，所述根据对应的所述调平目标值依次对工作台的多个所述校准位置进行高度调整，包括：
控制工作台移动，以使所述第一位置位于对应的校准坐标处，根据所述第一位置对应的调平目标值，对所述工作台进行调整；
控制工作台移动，以使所述第二位置位于对应的校准坐标处，根据所述第二位置对应的调平目标值对所述工作台进行调整；
控制工作台移动，以使所述第三位置位于对应的校准坐标处，根据所述第三位置对应的调平目标值对所述工作台进行调整。
7.根据权利要求1所述的平行度调节方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制工作台移动，以使工作台的基准位置位于所述基准坐标处，获取工作台调整后的所述基准位置的第一验证高度坐标；
控制工作台移动，分别使工作台的多个校准位置依次位于所述校准坐标处，分别获取工作台调整后的多个所述校准位置的第二验证高度坐标；
在工作台调平整后的所述基准位置的第一验证高度坐标与调平前的高度坐标一致的情况下，计算工作台调整后的每个所述校准位置的第二验证高度坐标与所述第一验证高度坐标的高度差；
在所述高度差不大于第一阈值的情况下，工作台平行度调整完成。
8.根据权利要求7所述的平行度调节方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述高度差大于第一阈值的情况下和/或在工作台调平整后的所述基准位置的第一验证高度坐标与调平前的高度坐标不一致的情况下，循环执行获取所述工作台的校准位置的校准坐标直至所述高度差小于或等于第一阈值。
9.一种用于工作台的平行度调节系统，其特征在于，包括：
工作台；
调节装置，和所述工作台连接，用于调整工作台校准位置的高度坐标；
非接触式测量装置，用于测量工作台的基准位置和校准位置的高度坐标；
控制模块，电连接所述非接触式测量装置、调节装置及工作台，所述控制模块被配置成执行权利要求1～8中任一项所述的平行度调节方法。
10.一种电子束量测设备，其特征在于，包括：
如权利要求9所述的平行度调节系统，半导体器件置放于工作台上；
电子束发射装置，用于发射电子束至半导体器件；
信号采集装置，用于采集和处理所述半导体器件上的电子反射信号；
上位机，电连接平行度调节系统、电子束发射装置及信号采集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310584294.6A CN116576752A (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310584294.6A CN116576752A (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116576752A true CN116576752A (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=87545022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310584294.6A Pending CN116576752A (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116576752A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117020541A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-10 | 上海泽丰半导体科技有限公司 | 载盘系统及其校平方法、探针焊接设备和探针焊接方法 |
-
2023
- 2023-05-23 CN CN202310584294.6A patent/CN116576752A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117020541A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-10 | 上海泽丰半导体科技有限公司 | 载盘系统及其校平方法、探针焊接设备和探针焊接方法 |
| CN117020541B (zh) * | 2023-10-07 | 2024-04-05 | 上海泽丰半导体科技有限公司 | 载盘系统及其校平方法、探针焊接设备和探针焊接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140132729A1 (en) | Method and apparatus for camera-based 3d flaw tracking system | |
| CN108534710B (zh) | 一种单线激光的三维轮廓扫描装置及方法 | |
| US7221177B2 (en) | Probe apparatus with optical length-measuring unit and probe testing method | |
| CN110044293B (zh) | 一种三维重构系统及三维重构方法 | |
| US7049577B2 (en) | Semiconductor handler interface auto alignment | |
| CN105157606A (zh) | 非接触式复杂光学面形高精度三维测量方法及测量装置 | |
| CN104567690A (zh) | 一种激光束现场标定方法及装置 | |
| CN106813600B (zh) | 一种非接触式非连续平面平面度测量系统 | |
| CN111025032B (zh) | 一种基于升空平台的天线波束测量系统及方法 | |
| CN113465513B (zh) | 基于圆柱角尺的激光传感器倾角误差测量补偿方法及系统 | |
| US9627173B2 (en) | Stage device and charged particle beam apparatus using the stage device | |
| CN116576752A (zh) | 用于工作台的平行度调节方法、系统及电子束量测设备 | |
| CN113155047B (zh) | 长距离孔距测量装置、方法、存储介质、设备及轨道车辆 | |
| TW201803706A (zh) | 機器人校正系統與方法 | |
| CN1180232C (zh) | 激光光束发散角测试方法 | |
| CN115890012A (zh) | 晶圆切割路径生成及激光切割方法 | |
| US7355386B2 (en) | Method of automatically carrying IC-chips, on a planar array of vacuum nozzles, to a variable target in a chip tester | |
| JPH11351840A (ja) | 非接触三次元測定方法 | |
| CN112748286B (zh) | 半导体检测方法、半导体检测系统及可读存储介质 | |
| CN114111578B (zh) | 一种大口径元件的位姿自动确定方法 | |
| US6115450A (en) | X-ray fluorescence analyzer capable of determining the center of a sample | |
| US20230043994A1 (en) | Three-dimensional measurement device for generating three-dimensional point position information | |
| CN112557769A (zh) | 片上天线测试系统及测试方法 | |
| CN111947575A (zh) | 一种基于激光三角法的多功能检测装置及检测方法 | |
| KR20170079967A (ko) | 비전검사방법 |
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 | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100176 building 12, yard 156, Jinghai 4th Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Applicant after: Dongfang Jingyuan Microelectronics Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: 100176 building 12, yard 156, Jinghai 4th Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Applicant before: DONGFANG JINGYUAN ELECTRON Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |