WO2013050673A1 - Dispositif et procédé pour l'inspection de produits semi-conducteurs - Google Patents

Dispositif et procédé pour l'inspection de produits semi-conducteurs Download PDF

Info

Publication number
WO2013050673A1
WO2013050673A1 PCT/FR2012/000395 FR2012000395W WO2013050673A1 WO 2013050673 A1 WO2013050673 A1 WO 2013050673A1 FR 2012000395 W FR2012000395 W FR 2012000395W WO 2013050673 A1 WO2013050673 A1 WO 2013050673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
localized
wafer
function
values
gradient values
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/000395
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Gastaldo
Viviane LEGUY
Original Assignee
Altatech Semiconductor
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altatech Semiconductor filed Critical Altatech Semiconductor
Priority to US14/350,135 priority Critical patent/US9816942B2/en
Priority to CN201280054407.1A priority patent/CN104094388B/zh
Publication of WO2013050673A1 publication Critical patent/WO2013050673A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for measuring semiconductor products, in particular in the form of platelets.
  • wafers of this type are frequently referred to as the equivalent term "wafer".
  • the semiconductor wafers are systematically controlled, at least in most industrial productions. For example, it looks for possible defects, which are generally in the form of heterogeneity of shape on the surface of the wafer.
  • control in addition to being reliable, be fast, or at least that its duration remains compatible with the rest of the production process.
  • the control being integrated in the process of manufacture of the wafer, the control method implemented also influences production rates.
  • control methods aim at obtaining measurements relating to the wafer.
  • the measurement methods of semiconductor products are based on optical principles.
  • the spatial wavelength of the measured characteristics defines what can be called a domain of analysis.
  • Standards for semiconductor products for example those known as SEMI standards (Semiconductor Equipments and Materials International), define the terminology of the fields of analysis.
  • nanotopography that is to say, the evaluation of variations in the surface of the wafer having wavelengths between 200 ⁇ and 20 mm . Such variations correspond to altitudes relative to a platelet reference plane of between a few nanometers and a few tenths of a micrometer. In a certain way, nanotopography can be seen as an area of analysis that is, in terms of precision, between the measurement of surface condition and the measure of flatness.
  • interferometry techniques give satisfactory results in terms of accuracy. However, they suffer from the time required to acquire the data and their sensitivity to surface movements, particularly vibrations.
  • the data acquisition operations limit the inspection rate to around 40 to 60 platelets per hour. Given that today's production systems make it possible to manufacture about 100 chips per hour, it is understandable why an interferometric nanotopography inspection station can not be usefully integrated or attached to a manufacturing station. Theoretically, at least two to three inspection stations should be added to each manufacturing station so that inspection operations do not reduce the production rate. As the inspection and manufacturing must be carried out in a clean room, this would result in prohibitive costs in terms of machine investment and space occupancy.
  • a nanotopographic measurement device for semiconductor products comprising an input interface arranged to receive measurement datasets relating to a semiconductor wafer, memory organized into a first work table, a second work table and a result table, a calculation function having as arguments localized gradient values and able to establish a current surface equation from these localized gradient values, the current surface equation being set to generally minimize a magnitude of difference between gradient values calculated from the current surface equation and localized gradient values, and a function of reconstruction arranged to calculate, from a set of measurement data corresponding to an area of the semiconductor wafer, localized gradient values corresponding to a first direction of the semiconductor wafer and to fill the first table of working with the calculated localized gradient values, calculating, from a measurement dataset corresponding to said area of the semiconductor wafer, localized gradient values corresponding to a second direction of the semiconductor wafer and filling the second work table with the calculated localized gradient values, repeatedly calling the calculation function with each time, as arguments, a part of the values of the first work table
  • the proposed device uses measurement data that can be quickly acquired, other than by interferometry, in a few seconds.
  • the production rate will be, in practice, more limited than by handling the platelets.
  • the pace of acquisition is close to today's production rates, including the most competitive rates. For a production line of substrates 300 mm in diameter, these rates are typically of the order of one hundred wafers per hour.
  • the proposed device makes it possible to characterize the surface of the semiconductor wafer. The repeatability of the inspection is entirely satisfactory, as demonstrated by the tests that the Applicant has carried out.
  • nanotopographic semiconductor products or measurement aid for such products comprising the steps of receiving measurement data sets relating to a semiconductor wafer, to calculate, from a measuring dataset corresponding to a region of the semiconductor wafer, localized gradient values corresponding to a first direction of the semiconductor wafer, calculating from a measurement data set corresponding to said area of the semiconductor wafer, localized gradient values corresponding to a second direction of the semiconductor wafer, of.
  • FIG. 2 shows a graph representing the luminous intensity of a pattern for the inspection of semiconductor products
  • FIG. 3 shows a functional diagram illustrating a part of a control unit for use, for example, in the device of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents a phase profile in a first direction of the semiconductor product
  • FIG. 5 shows a phase profile in a second direction of the wafer inspected
  • - Figures 6 and 7 are similar to Figures 4 and 5, respectively, the plate having been illuminated under different conditions;
  • FIG. 8 schematically represents a function for calculating normal vectors
  • FIG. 9 schematically represents a surface reconstruction function
  • FIG. 10 represents a diagram illustrating an extrapolation function
  • - Figure 1 1 schematically shows a filter function
  • FIG. 12 schematically represents a calculation function of nanotopography data
  • FIG. 13 represents a diagram illustrating a surface reconstruction function
  • FIG. 14 represents the reconstruction and the rebonding with covering of partial elements of the surface
  • FIG. 15 represents a reconstruction diagram illustrating a global surface reconstruction function
  • FIG. 16 represents a reconstructed surface portion
  • FIG. 17 represents the surface portion of FIG. 16 after filtering.
  • Figure 1 shows a measuring device 1 for semiconductor products.
  • the device 1 comprises a support 10 intended for one or more semiconductor wafers 20 to be measured.
  • the wafer 20 is often referred to by its English equivalent, "wafer".
  • the wafer 20 is held on the support 10 without contact on its large faces, namely a large front face 20A and a large reverse side 20B.
  • the plate 20 is held on the support 10 in the vertical position, which prevents any deformation under the effect of its own weight.
  • the wafer 20 has a disk shape.
  • the diameter of the wafer 20 may be between 100 and 400 mm, while its thickness is between 200 ⁇ and 2 mm.
  • the device 1 further comprises a pattern generator 30 which generates a light pattern, also called a pattern, on the large front face 20A of the wafer 20, or at least on at least part of this front face 20A.
  • the pattern generator 30 includes an electronic display device, such as a plasma or liquid crystal display, connected to a computer graphics controller for displaying video signals.
  • the screen may be arranged facing the front face 20A of the wafer 20, parallel to the latter, for example at a distance of the order of 60 cm.
  • the device 1 also comprises a camera 40 capable of acquiring images of the part of the front face 20A illuminated by the generator 30.
  • the camera 40 may comprise a digital camera equipped with a camera sensor. CCD type light, of the English “Charge Coupled Device”("Charge Coupled Device” in French) or CMOS type, of the English “Complementary Metal Oxide Semiconductor”("Complementary Metal Oxide Semiconductor” ).
  • the camera 40 is focused on the front face 20A of the wafer 20, rather than the mirror image of the screen reflecting on this face 20A.
  • a camera 40 for example, a camera of the type known as "Dalsa Pantera 1 1 M04" can be used.
  • a pattern can also be generated on the reverse side 20B and one or more images of this side 20B acquired side. This can be done by providing a second pattern generator and a second camera (not shown).
  • the wafer 20 may also be pivoted on itself so as to expose either its reverse side 20B or its front face 20A to the pattern of the pattern generator 30 and to the camera 40.
  • the device 1 further comprises a control unit 50 which is connected to both the pattern generator 30 and the camera 40.
  • the control unit 50 further receives image data from the camera. camera 40 for processing.
  • the luminous intensity I evolves sinusoidally in a first direction, here denoted X, and linearly in a second direction ( evolution not shown), here perpendicular to the first.
  • the pattern appears as a succession of alternating dark and luminous bands, the strips being adjacent to each other in the first direction.
  • the strips are parallel to each other and their extension direction corresponds to the second direction.
  • Pattern images of the pattern generator 30 having spatially varying frequency or phase characteristics potentially different from each other can be successively acquired.
  • the strips have a spatial period of 6 mm.
  • control unit 50 includes an acquisition function 410 which receives image data from the light sensor of a camera, for example the camera for taking pictures. views 30, and saves them in a data structure organized in a memory, for example integrated in the control unit 50.
  • acquisition function 410 receives image data from the light sensor of a camera, for example the camera for taking pictures. views 30, and saves them in a data structure organized in a memory, for example integrated in the control unit 50.
  • Each image is stored as an array of pixels each encoding a gray level value, or any other value that can be correlated with the intensity of light received on the light sensor of the apparatus taken views.
  • the rank of the pixel in its line and in its column is noted respectively i and j generically.
  • the pair (i, j) constitutes the coordinates of the pixel in the image.
  • the acquisition function 410 stores a first ordered collection of images.
  • the first image of the first collection corresponds to a first relative position of the pattern and the surface to be inspected. In this first position, the direction of extension of the bands of the projected pattern defines a first direction in the plane of the surface of the wafer. This first direction is designated here direction X.
  • the pattern and the plate have been moved relative to each other in a direction, denoted Y, perpendicular to the direction X.
  • moving between two shots is done at a fixed pace.
  • the pattern generator 30 and the support 20 remain immobile with respect to each other between two shots to avoid any vibrations and maintain a precise mutual positioning of these elements.
  • the projected image is modified to move the pattern between two acquisitions of images from the first collection.
  • the offset between two images can be taken equal to the ratio of ⁇ on a number of images to be acquired, this number of images typically being between 3 and 10 per direction.
  • the acquisition function 410 also stores a second ordered collection of images.
  • the first image of the second collection corresponds to a first relative position of the pattern and the surface to be inspected. In this first position, the direction of extension of the strips is perpendicular to the X direction in the plane of the surface.
  • the pattern and the surface of the wafer have been moved relative to each other in the direction X, preferably a fixed pitch. In other words, between the images of the first collection and those of the second, the pattern has been rotated approximately 90 ° about an axis perpendicular to the wafer 20.
  • the luminous intensity is at least approximately equivalent to the equation in Annex A.1.1.
  • the value I o represents the average intensity of the image of the surface of the wafer.
  • the value A 0 represents the contrast of the bands of the light pattern.
  • the variable ⁇ which is noted PHI for the rest, represents the phase angle.
  • the variable x represents a spatial coordinate of a first predetermined direction.
  • the control unit 50 further comprises a phase calculation function 420 capable of determining, from an image collection, an array of phase values.
  • each phase value is stored in correspondence with the coordinates of a pixel of the image collection.
  • each pair of coordinates (i, j) corresponds, in the first collection of images, several values of gray levels, each value of gray level corresponding to the value of the coordinate pixel (ij) in an image. It is this plurality of values that makes it possible to determine a value of PHI corresponding to the coordinates (i, j).
  • phase calculation function 420 operates on the first collection and on the second collection.
  • a first array of phase values is established from the first collection of images, and a second array of phase values, individually noted PHI_Y_i j, from the second collection of images.
  • ij represents the coordinates of the value in the array.
  • Each of the first and second tables of phase values can be seen as a phase map.
  • Figures 4 to 7 each show a phase map profile relative to the same portion of a wafer. This phase map corresponds to a square of 200 pixels on the side.
  • Figure 4 shows the evolution of the phase PHI X on a line of the phase map, while Figure 5 shows the evolution of this phase on a column.
  • Figure 6 shows the evolution of the PHI_Y phase on a line of the phase map, while Figure 7 shows the evolution of this phase on a column.
  • Figures 4 and 7 show that the phase maps are modulated, that is to say that their values are in the range [- ⁇ ; ⁇ ] and contain phase breaks of 2 ⁇ .
  • the acquisition function 410 and the phase calculation function 420 can be seen as belonging to a data acquisition module 400.
  • the control unit 50 further comprises a fault detection module by calculation of phase, as described for example in FR 2 914 422, in which are integrated the acquisition function 410 and the phase calculation function 420.
  • the control unit 50 comprises a module of nanotopography 500, capable of interacting with the data acquisition module 400.
  • the nanotopography module 500 includes a calibration function 510 which is capable of determining a collection of positioning data relating to some of the elements of the device.
  • This data comprises position data of the wafer with respect to the pattern generator 30 and the camera 40. These data make it possible to spatially locate each point of the wafer 20 to be measured, each pixel of the pattern generator 30 and the exact position of the camera 40.
  • the calibration function 510 may be arranged to collect data characteristic of the optics used for the acquisition of images, namely a transfer function of the objective taking into account the aberrations of the latter.
  • the nanotopography module 500 further comprises a slope calculation function 520 which establishes, from an array of phase values, an array of slope values, or slope map.
  • the slope calculation function 520 operates on each of the PHI X and PHI Y phase maps obtained by the phase calculation function 420. Each slope value is associated with the coordinates (ij) of the pixel which made it possible to determine the phase value. This results in a first slope map, P_X, and a second slope map P_Y.
  • the nanotopography module 500 comprises a surface reconstruction function 530. From at least one pair of slope maps, here P_X and P_Y, the surface construction function 530 determines, in each pair of coordinates (i, j ), a corresponding height value denoted H_i, j. This height is obtained from the slope data, in particular P_X_ij and P_Y_i j. The result is an array of height values in relation to a reference plane, which is called here a height map and which is marked H.
  • the nanotopography module 500 comprises a filtering function 540 which is applied to the height map H to reveal any defects, that is to say, surface portions having a height substantially greater than the altitude of the rest of the reconstructed area around this portion.
  • a processing function 560 automatically determines defects in the filtered height map.
  • the height map H established by the reconstruction function 530 may be subjected to an automatic detection function.
  • Figure 8 illustrates an exemplary slope calculation function 5200.
  • the slope calculation function 5200 first comprises a demodulation function 5210 which operates here on each of the PHI phase cards X and PHI Y.
  • the demodulation function 5210 traverses each line of the PHI map X. Whenever a phase jump is detected, that is to say that the value of the phase varies abruptly between two adjacent columns, for example passes through. a positive value to a negative value, the value 2 ⁇ (pi) is added to each of the phase values of the following columns in the line traveled.
  • the demodulation function 5210 traverses each column of the map PH_Y, and adds the value 2 ⁇ to the next lines in the column traveled, whenever a phase jump is detected.
  • a conversion function 5220 then receives the PHI X and PHI Y demodulated phase cards and calibration data of the type described above.
  • the demodulated PHI_X and PHI Y phase maps are transformed into normal vector maps according to the three axial components X, Y and Z, which are respectively denoted by Vx, Vy and Vz, on the basis of a trigonometric calculation.
  • the Vx, Vy and Vz maps are transformed into a surface gradient comprising two slope maps, denoted NX and NY.
  • NX iJ corresponds to the ratio Vx_ij on Vz_i, j.
  • NY_ij corresponds to the ratio Vy ij on Vz ij.
  • a aligning function 5230 then operates on each of the NX and NY gradient maps.
  • the alignment function 5230 comprises a polynomial filter of order 1 to 4.
  • Figure 9 shows an example of a 5300 surface reconstruction function.
  • An extrapolation module 5310 receives the NX and Y slope maps after they have been trimmed.
  • An extrapolation function 5310 first operates on each of the NX and NY gradient maps to complete each time the array of gradient values beyond the values derived from the image data.
  • the dashed circle 1200 represents the limit of the wafer in the image data.
  • the circle in full line 1202 represents the limit of extrapolation.
  • the gradient tables NX and NY are supplemented by values extrapolated from the limit data. The extrapolation is done on the basis of adding calculated values by averaging the neighborhood of the point to be extrapolated.
  • the extrapolation function 5310 fills an array, or mask, binary, which indicates for each pair of coordinates (ij) whether it corresponds to a place of the wafer or not.
  • This mask was calculated at the generation of phase tables.
  • the extrapolation is done on NX and NY data.
  • a list of coordinates (ij) corresponding to the edge of the wafer is established.
  • the coordinates that correspond to the edge of the wafer are on the crown closest to the wafer, that is to say which realize the non-zero minimum of the distance transform of the bit mask.
  • This transform gives for each pixel (ij) a minimum distance value separating it from the contour, that is to say the distance separating the studied pixel from the nearest zero pixel in the Euclidean sense.
  • a value is calculated from the values corresponding to the adjacent coordinates in the NX and NY gradient tables.
  • the distance transform of the mask is then updated and a new list of coordinates to be processed is created. The operation is repeated until an extrapolated ring of desired width, for example close to 5 mm, is obtained.
  • the extrapolation function has for argument an input array of localized values corresponding to an initial zone and is able to establish, from the localized values of the input array, extrapolated localized values corresponding to a peripheral zone of said initial zone.
  • the extrapolation function may be called with at least part of the gradient maps corresponding to the wafer, or to an area of this wafer.
  • the initial cards NX and NY are stored in memory.
  • An elementary reconstruction function 5320 is then called repetitively to establish a collection of height maps, at each time for what is called a thumbnail.
  • a vignette is a subset of adjacent coordinates (i j) corresponding to a limited area of the wafer.
  • the elementary reconstruction function 5320 establishes a surface equation, which associates with each pair of coordinates (x, y) a height value.
  • z f (x, y).
  • the formula of Appendix A.1.2 expresses a functional W.
  • p represents the value of the gradient according to X and q the value of the gradient according to Y, each time at the point of coordinates (ij).
  • the function f (x, y) is a surface equation that minimizes the functional W globally on the thumbnail, where the pair (x, y) generically represents the coordinates of a point in a coordinate system whose axes are parallel to first and second directions.
  • the elementary reconstruction function comprises a calculation function having as arguments localized gradient values and capable of establishing a current surface equation from these localized gradient values, the current surface equation being established to minimize globally, i.e. on the area covered by the localized gradient values received as arguments, a magnitude of difference between gradient values calculated from the current surface equation and the localized gradient values.
  • this calculation function is called repetitively with each time, as arguments, a part of the values of a first work table and a second work table comprising localized gradient values according to two directions of the wafer, and corresponding to the portion of the wafer represented by the sticker, to determine each time a current surface equation corresponding to said arguments,
  • variables u, v correspond respectively to the variables x, y in the Fourier space.
  • the numbers p * and q * represent the adjuncts, or conjugates, of the numbers p and q.
  • the elementary reconstruction function 5320 determines an altitude value Z_i, j which it memorizes by assigning it to the pair of coordinates (i j).
  • the ring 1500 of the binary map is first divided into equal quarters as shown in FIG. 13.
  • the diameters which delimit the neighborhoods correspond to the X and Y directions, or at least are parallel to these directions.
  • Each quarter forms an area of the wafer.
  • Ward 1502 (top left), Ward 1504 (top right), Ward 1506 (bottom left) and Ward 1508 (bottom right) are treated individually, one after the other.
  • neighborhood 1502 is treated first.
  • the path is shown in Figure 14.
  • a first vignette 1602 is calculated whose bottom and right corner corresponds to the center of the crown of the bitmap.
  • the limit of this first vignette 1602 is shown in solid lines.
  • a map of corresponding height is reconstructed, that is to say that for each pair of coordinates (i, j) of this vignette, a height value Z_i J is determined from the values p_i j and q_i j of the NX cards. and NY by calling the elemental reconstruction function 5320.
  • a second vignette 1604 is built to the first vignette 1602, which overlaps this first vignette on the left half thereof in the figure and is offset in the direction X.
  • This second vignette 1604 is delimited in dashed line on Figure 14.
  • a second series of vignettes is then reconstructed starting from the first vignette 1602 and moving in the Y direction of the half of this first vignette 1602. This gives on FIG. 14 a fourth vignette 1608.
  • the elementary reconstruction function is successively called with, as arguments, portions of the gradient map values corresponding to partially overlapping portions of a wafer neighborhood that are mutually aligned. in direction X and / or direction Y.
  • the reconstructed vignettes overlap partially.
  • a set of coefficients is applied for each vignette, which favors the center of the vignette and gives less importance to the edge.
  • the coefficient table applied to each reconstructed vignette is a square-based pyramid.
  • the matrix of coefficients, denoted by C, is given in Appendix A.1.6, with the conventions of Annexes A.1.7 and A.1.8, where r is the radius of the zone, or vignette, reconstructed. These coefficients are such that their slipped sum is constant over the entire reconstructed surface.
  • the global altitude map is the sum of each reconstructed vignette with said coefficients.
  • This altitude map can be viewed as a result table comprising localized height data corresponding to the whole surface of the wafer, or to a zone thereof, with respect to the reference plane of the wafer, these localized height data being computed from at least some of the current surface equations established by the elemental reconstruction function.
  • a 5330 surface reconstruction module is then applied.
  • Each vignette has been rebuilt to an integration constant. It is necessary to adjust the reconstruction by minimizing the differences between these integration constants.
  • the integration constant of the first reconstructed vignette is arbitrarily set to 0.
  • thumbnail integration constants are determined using all information already available.
  • FIG. 15 which shows the reconstruction of the lower right-hand neighborhood
  • the integration constant of the vignette 4 which is the last reconstructed, is calculated so as to be connected to each of the neighboring vignettes, that is, that is, one side of each thumbnail 2 (above) and 3 (left).
  • the integration constant for thumbnails 2 and 3 has already been calculated.
  • FIG. 11 shows an example of a filtering function 5400.
  • a double Gaussian type 5410 high pass filter is applied to the altitude map to reduce the low frequency component. Only information whose period is between 200 micrometers and 2 cm is retained.
  • the nonne SEMI M78 indicates a filter according to the equation given in Appendix A.1.4, where c denotes the cut-off wavelength.
  • this two-dimensional filter is modified by replacing ⁇ with the formula in Appendix A.1.5.
  • the filtered altitude map is obtained by convolution of the filter in Appendix A.1.5 with the overall altitude map.
  • Figure 16 shows a reconstructed wafer portion before filtering. One sees a general orientation of this portion of surface, without clearly distinguishing important irregularities.
  • Figure 17 shows the wafer portion of Figure 16 after filtering. There is clearly a peak of approximate coordinates (100; 60).
  • a first analysis sub-function 5510 establishes a Peak-to-valley map, or PV. This first sub-function calculates, for each vignette, the amplitude of the reconstructed surface on a sliding window of predefined size and shape, for example 2 mm or 10 mm, square or circular. The value thus determined is stored in correspondence of the coordinates of the center of the sticker.
  • a second analysis sub-function 5520 calculates the distribution of PV values, also called THA curve in the art (for “Threshold Height Analysis” or “pitch threshold analysis” in French).
  • the second analysis sub-function 5520 delivers the value of this curve corresponding to 0.05%, which corresponds to the altitude of the 0.05% of the largest PV values.
  • the device described has a certain advantage in that it uses data whose acquisition is fast in comparison with interferometry techniques.
  • the processing of the acquired data can be accelerated by multiplying the calculation units, and / or by at least partially parallelizing said processing.
  • the reconstruction method according to the invention makes it possible to obtain height maps with a very low noise, which makes them usable in the field of nanotopography.
  • Unit 50 has been described in functional terms.
  • this unit comprises for example one or more computing processors, memory, a library of functions corresponding to the described modules and functions, this library can be stored on a support of the unit, typically a hard disk, or on a computer. removable support, for example of the optical type.
  • the nanotopography module 500 has been presented as interacting with the data acquisition module 400, at least in that it uses the phase maps. The invention is manifested when the functional elements corresponding to the module 500 interact with each other in the manner described, whether or not they are coupled to a fault detection module. More generally, the invention is manifested when the surface of the wafer is reconstructed from the height gradient maps. Where appropriate, these cards may be provided to a device according to the invention, for example through an input interface.
  • the nanotopography module can also integrate the functional elements of the module 400 capable of establishing the phase maps in question.
  • the described device comprises a camera, for example in the form of a digital camera.
  • This device can be adapted to any device equipped with a light sensor from which image data can be extracted, or localized data of light intensity level.
  • the invention which has just been described can also be expressed in the form of a nanotopographic measurement method for semiconductor products, comprising the following steps:
  • This method may comprise an extrapolation step in which localized extrapolated values corresponding to a peripheral zone of an initial zone are calculated from localized gradient data, the extrapolation being done on at least part of the set of data corresponding to said area of the wafer.
  • the localized gradient values corresponding to the first direction of the semiconductor wafer and / or the second direction of the semiconductor wafer are then calculated from the extrapolated localized data.
  • the step of calculating the localized gradient values may comprise a substep of calculating gradient values from the measurement data and a sub-step extrapolating the thus calculated gradient values to establish the extrapolated values as gradient values useful in establishing the current surface equation.
  • a correction step may be provided in which localized gradient values are established, prior to calculating the current surface equations.
  • localized data of height corresponding to said area of the wafer calculated from a weighted sum of the current surface equations are calculated.
  • the weighting coefficients applied to each vignette is a square-based pyramid.
  • these integration constants are determined so that the successive portions of said zone of the semi-conductive wafer mutually connect to their adjacent edges.
  • the calculation of current surface equations can be done by solving a functional in the Fourier space.
  • the reconstruction function may be arranged to fill a first intermediate array and a second intermediate array with gradient values calculated from the measurement data and then to call the extrapolation function with the first intermediate array and the second intermediate array. to fill in the first work chart and the second work chart with the extrapolated gradient localized data.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Un dispositif de mesure nanotopographique comprend une entrée agencée pour recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice (20) et de la mémoire organisée en un premier et un second tableau de travail et un tableau-résultat. Une fonction de calcul est capable d'établir une équation courante de surface à partir de valeurs localisées de gradient. L'équation est établie de manière à minimiser globalement une grandeur d'écart entre les valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient. Une fonction de reconstruction calcule, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone de la plaquette, des valeurs localisées de gradient et remplit les tableaux de travail avec ces valeurs. Elle appelle répétitivement la fonction de calcul avec à chaque fois, une partie des valeurs du premier tableau de travail et du second tableau de travail correspondant à une portion de la zone de la plaquette pour déterminer à chaque fois une équation courante de surface. Elle remplit le tableau résultat avec des données localisées de hauteur correspondant à cette zone, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.

Description

Dispositif et procédé pour l'inspection de produits semi-conducteurs
L'invention a trait à un dispositif et un procédé de mesure de produits semi-conducteurs, en particulier sous forme de plaquettes. Dans la technique, les plaquettes de ce type sont fréquemment désignées par le terme anglais équivalent "wafer". À l'issue de leur fabrication, les plaquettes semi-conductrices sont systématiquement contrôlées, du moins dans la plupart des productions industrielles. On y recherche par exemple d'éventuels défauts, qui se présentent généralement , sous la forme d'une hétérogénéité de forme à la surface de la plaquette.
Il importe que ce contrôle, en plus d'être fiable, soit rapide, ou du moins que sa durée demeure compatible avec le reste du processus de production. Dit autrement, le contrôle étant intégré au processus de fabrication de la plaquette, le procédé de contrôle mis en oeuvre influe lui aussi sur les cadences de production.
Certains procédés de contrôle visent en particulier à obtenir des mesures relatives à la plaquette. Dans leur ensemble, les méthodes de mesure de produits semi -conducteurs sont basées sur des principes optiques. La longueur d'onde spatiale des caractéristiques mesurées délimitent ce que l'on peut appeler un domaine d'analyse. Des normes applicables aux produits semi-conducteurs, par exemple celles connues sous le terme de normes SEMI (de l'association "Semiconductor Equipments and Materials International"), définissent la terminologie des domaines d'analyse.
Les longueurs d'ondes comprises entre 15 mm et 300 mm permettent ainsi de révéler des défauts dans la forme générale de la surface, appelés défauts de planéité, tandis que les longueurs d'ondes comprises entre 2 nm et 80 μηι permettent de caractériser la rugosité de la surface de la plaquette. On s'intéresse ici à ce que l'on appelle dans la technique la nanotopographie, c'est-à-dire à l'évaluation de variations dans la surface de la plaquette présentant des longueurs d'onde comprises entre 200 μιη et 20 mm. De telles variations correspondent à des altitudes par rapport à un plan de référence de plaquette comprises entre quelques nanomètres et quelques dixièmes de micromètres. D'une certaine manière, la nanotopographie peut être vue comme un domaine d'analyse se situant, en termes de précision, entre la mesure d'état de surface et la mesure de planéité. On cherche notamment à évaluer, pour chacune d'une pluralité de zones de la surface, ce que l'on appelle le "Peak-to-Valley" (littéralement "pic à vallée"), c'est-à-dire la hauteur séparant le point le plus haut de la zone considérée de son point le plus bas.
En nanotopographie, on utilise classiquement des techniques dites "interférométriques". On fait interférer de la lumière réfléchie d'une surface de référence avec de la lumière réfléchie d'une surface en cours de contrôle. De récents développements visent une méthode dite "auto-interférométrique", dans laquelle la surface de référence est constituée d'une zone de la surface inspectée voisine de la zone en cours d'inspection. On travaille alors de proche en proche, en évaluant à chaque fois une zone de la surface par rapport à une zone adjacente.
Dans l'ensemble, les techniques d'interférométrie donnent des résultats satisfaisants en termes de précision. Cependant, elles pèchent par le temps nécessaire à l'acquisition des données et leur sensibilité aux mouvements de la surface, en particulier aux vibrations. En pratique, les opérations d'acquisition de données limitent la cadence d'inspection au voisinage de 40 à 60 plaquettes par heure. Sachant que les systèmes de production d'aujourd'hui permettent de fabriquer environ 100 plaquettes par heure, on comprend pourquoi un poste d'inspection de nanotopographie par interférométrie ne peut être utilement intégré ou accolé à un poste de fabrication. Théoriquement, il faudrait adjoindre à chaque poste de fabrication au moins deux à trois postes d'inspection pour que les opérations d'inspection ne fassent pas chuter la cadence de production. Comme l'inspection et la fabrication doivent être réalisées en salle blanche, il en résulterait des coûts rédhibitoires en termes d'investissement machine et d'occupation d'espace.
En pratique, aujourd'hui, la nanotopographie n'est que très rarement réalisée de manière systématique, sur chaque plaquette produite. L'invention vise à améliorer cette situation.
On propose un dispositif de mesure nanotopographique de produits semi-conducteurs, ou d'aide à la mesure de tels produits, comprenant une interface d'entrée agencée pour recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice, de la mémoire organisée en un premier tableau de travail, un second tableau de travail et un tableau-résultat, une fonction de calcul ayant pour arguments des valeurs localisées de gradient et capable d'établir une équation courante de surface à partir de ces valeurs localisées de gradient, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser globalement une grandeur d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient, et une fonction de reconstruction agencée de manière à calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une première direction de la plaquette semi-conductrice et remplir le premier tableau de travail avec les valeurs localisées de gradient calculées, calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à ladite zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une seconde direction de la plaquette semi-conductrice et remplir le second tableau de travail avec les valeurs localisées de gradient calculées, appeler répétitivement la fonction de calcul avec à chaque fois, en tant qu'arguments, une partie des valeurs du premier tableau de travail et du second tableau de travail correspondant à une portion de ladite zone de la plaquette, pour déterminer à chaque fois une équation courante de surface correspondant auxdits arguments, remplir le tableau résultat avec des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone de la plaquette, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.
Le dispositif proposé utilise des données de mesure que l'on peut acquérir rapidement, autrement que par interférométrie, en quelques secondes La cadence de production ne sera, en pratique, plus limitée que par la manipulation des plaquettes. La cadence d'acquisition est voisine des cadences de production d'aujourd'hui, y compris des cadences les plus compétitives. Pour une ligne de fabrication de substrats de 300 mm de diamètre, ces cadences sont typiquement de l'ordre d'une centaine de plaquette par heure. On peut désormais envisager d'adjoindre le dispositif proposé à un poste de fabrication, pour un contrôle systématique des plaquettes produites. Le dispositif proposé permet de caractériser la surface de la plaquette semi-conductrice. La répétabilité de l'inspection est tout-à-fait satisfaisante, comme l'ont démontré les tests que la Demanderesse a effectués.
On propose également un procédé de mesure : nanotopographique de produits semiconducteurs, ou d'aide à la mesure de tels produits comprenant les étapes de recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice, de calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une première direction de la plaquette semi-conductrice, de calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à ladite zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une seconde direction de la plaquette semi-conductrice, de. répétitivement, établir une équation courante de surface, à chaque fois à partir d'une partie des valeurs localisées de gradient correspondant à une portion de ladite zone de la plaquette, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser une grandeur globale d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient sur ladite portion, d' établir, en tant que données de mesure, des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone de la plaquette, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée qui va suivre, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 montre un schéma illustrant un dispositif d'inspection de produits semiconducteurs ;
- la figure 2 montre un graphique représentant l'intensité lumineuse d'un motif pour l'inspection de produit semi-conducteurs ;
- la figure 3 montre un diagramme fonctionnel illustrant une partie d'une unité de commande à usage, par exemple, dans le dispositif de la figure 1 ;
- la figure 4 représente un profil de phase selon une première direction du produit semiconducteur ;
- la figure 5 représente un profil de phase selon une seconde direction de la plaquette inspectée ; - les figures 6 et 7 sont analogues aux figures 4 et 5, respectivement, la plaquette ayant été éclairée dans des conditions différentes ;
- la figure 8 représente schématiquement une fonction de calcul de vecteurs normaux ;
- la figure 9 représente schématiquement une fonction de reconstruction de surface ;
- la figure 10 représente un schéma illustrant une fonction d'extrapolation ; - la figure 1 1 représente schématiquement une fonction de filtrage ;
- la figure 12 représente schématiquement une fonction calcul de données de nanotopographie ;
- la figure 13 représente un schéma illustrant une fonction de reconstruction de surface ; - la figure 14 représente la reconstruction et le recollage avec recouvrement d'éléments partiels de la surface;
- la figure 15 représente }a reconstruction un schéma illustrant une fonction de reconstruction globale de surface ; - la figure 16 représente une portion de surface reconstruite ;
- la figure 17 représente la portion de surface de la figure 16 après filtrage.
Les dessins annexés sont, en grande partie, de caractère certain. En conséquence, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. La figure 1 montre un dispositif de mesure 1 pour des produits semi-conducteurs. Le dispositif 1 comprend un support 10 destiné à une ou plusieurs plaquettes semi- conductrices 20 à mesurer. Dans la technique, la plaquette 20 est souvent désignée par son équivalent anglais, "wafer". De préférence, la plaquette 20 est maintenue sur le support 10 sans contact sur ses grandes faces, à savoir une grande face recto 20A et une grande face verso 20B. De préférence, la plaquette 20 est maintenue sur le support 10 en position verticale, ce qui évite toute déformation sous l'effet de son poids propre. Par exemple, la plaquette 20 présente une forme de disque. Typiquement, le diamètre de la plaquette 20 peut être compris entre 100 et 400 mm, tandis que son épaisseur est comprise entre 200 μπι et 2 mm. Le dispositif 1 comprend encore un générateur de motif 30 qui génère un motif lumineux, aussi appelé mire, sur la grande face recto 20A de la plaquette 20, ou du moins sur une partie au moins de cette face recto 20A. Par exemple, le générateur de motif 30 comprend un dispositif d'affichage électronique, tel qu'un écran plasma ou à cristaux liquides, relié à un contrôleur graphique d'ordinateur de manière à afficher des signaux vidéo. L'écran peut être disposé en regard de la face recto 20A de la plaquette 20, parallèlement à cette dernièré, par exemple à une distance de l'ordre de 60 cm.
Le dispositif 1 comprend aussi un appareil de prise de vues 40 capable d'acquérir des images de la partie de la face recto 20A éclairée par le générateur 30. Le dispositif de prise de vues 40 peut comprendre une caméra numérique munie d'un capteur de lumière de type CCD, de l'anglais "Charge Coupled Device" ("dispositif à transfert de charges" en français) ou de type CMOS, de l'anglais "Complementary Métal Oxide Semiconductor" ("semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire"). L'appareil de prise de vues 40 est mis au point sur la face recto 20A de la plaquette 20, plutôt que sur l'image miroir de l'écran se réfléchissant sur cette face 20A. En tant qu'appareil de prise de vues 40, on peut utiliser par exemple une caméra du type connu sous le nom de "Dalsa Pantera 1 1 M04".
En option, une mire peut également être générée sur la face verso 20B et une ou plusieurs images de cette face verso 20B acquises. Ceci peut se faire en prévoyant un second générateur de motif et un second appareil de prise de vues (non représentés). La plaquette 20 peut également être pivotée sur elle-même de manière à exposer soit sa face verso 20B soit sa face recto 20A à la mire du générateur de motif 30 et à l'appareil de prise de vues 40.
Le dispositif 1 comprend en outre une unité de commande 50 qui est reliée à la fois au générateur de motif 30 et à l'appareil de prise de vues 40. L'unité de commande 50 reçoit en outre des données d'images de l'appareil de prise de vues 40 en vue de leur traitement.
En faisant référence à la figure 2, dans le plan du générateur de motif, par exemple la surface d'un écran, l'intensité lumineuse I évolue de manière sinusoïdale suivant une première direction, ici notée X, et linéairement selon une seconde direction (évolution non représentée), ici perpendiculaire à la première.
Le motif apparaît comme une succession de bandes sombres et lumineuses en alternance, les bandes étant adjacentes les unes aux autres selon la première direction. Les bandes sont parallèles les unes aux autres et leur direction d'extension correspond à la seconde direction. On peut acquérir successivement des images de mires du générateur de motif 30 ayant des caractéristiques de fréquence spatiale ou de phase potentiellement différentes les unes des autres. Par exemple, les bandes présentent une période spatiale de 6 mm.
En faisant référence à la figure 3, l'unité de commande 50 comprend une fonction d'acquisition 410 qui reçoit des données d'images provenant du capteur de lumière d'un appareil de prise de vues, par exemple l'appareil de prise de vues 30, et les enregistre dans une structure de donnéés organisée dans une mémoire, par exemple intégrée à l'unité de commande 50.
Chaque image est stockée sous la forme d'un tableau de pixels codant chacun une valeur de niveau de gris, ou toute autre valeur qui peut être mise en relation avec l'intensité lumineuse reçue sur le capteur de lumière de l'appareil de prise de vues. Le rang du pixel dans sa ligne et dans sa colonne est respectivement noté i et j de façon générique. Le couple (i,j) constitue les coordonnées du pixel dans l'image. Pour la mesure d'une plaquette, la fonction d'acquisition 410 mémorise une première collection ordonnée d'images. La première image de la première collection correspond à une première position relative du motif et de la surface à inspecter. Dans cette première position, la direction d'extension des bandes du motif projeté définit une première direction dans le plan de la surface de la plaquette. Cette première direction est désignée ici direction X. Entre deux images successives de la première collection, le motif et la plaquette ont été déplacés l'un par rapport à l'autre suivant une direction, notée Y, perpendiculaire à la direction X. De préférence, le déplacement entre deux prises de vues se fait à pas fixé. Avantageusement, le générateur de motif 30 et le support 20 restent immobiles l'un par rapport à l'autre entre deux prises de vues pour éviter toutes vibrations et conserver un positionnement mutuel précis de ces éléments. Dans ce cas, c'est l'image projetée qui est modifiée de manière à faire se déplacer le motif entre deux acquisitions d'images de la première collection. Par exemple, le décalage entre deux images peut être pris égal au rapport de π sur un nombre d'images à acquérir, ce nombre d'images étant typiquement compris entre 3 et 10 par direction.
La fonction d'acquisition 410 mémorise également une seconde collection ordonnée d'images. La première image de la seconde collection correspond à une première position relative du motif et de la surface à inspecter. Dans cette première position, la direction d'extension des bandes est perpendiculaire à la direction X dans le plan de la surface. Entre deux images successives de la seconde collection, le motif et la surface de la plaquette ont été déplacés l'un par rapport à l'autre suivant la direction X, avantageusement d'un pas fixé. Dit autrement, entre les images de la première collection et celles de la seconde, le motif a été pivoté d'approximativement 90° autour d'un axe perpendiculaire à la plaquette 20. En chaque lieu de l'image de la face recto 20A, l'intensité lumineuse est conforme, au moins approximativement, à l'équation de l'annexe A.1.1. La valeur Io représente l'intensité moyenne de l'image de la surface de la plaquette. La valeur A0 représente le contraste des bandes du motif lumineux. La variable φ, que l'on note PHI pour la suite, représente l'angle de phase. La variable x représente une coordonnée spatiale d'une première direction prédéterminée.
L'unité de commande 50 comprend encore une fonction de calcul de phase 420 capable de déterminer, à partir d'une collection d'images, un tableau de valeurs de phase. Dans ce tableau, chaque valeur de phase est mémorisée en correspondance des coordonnées d'un pixel de la collection d'image. À chaque couple de coordonnées (i,j) correspond, dans la première collection d'images, plusieurs valeurs de niveaux de gris, chaque valeur de niveau de gris correspondant à la valeur du pixel de coordonnées (ij) dans une image. C'est cette pluralité de valeurs qui permet de déterminer une valeur de PHI correspondant aux coordonnées (i,j).
Pour plus d'informations sur le calcul de cette phase, on peut consulter la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 914 422, en particulier ses pages 12 et 13.
Ici, la fonction de calcul de phase 420 opère sur la première collection et sur la seconde collection. Un premier tableau de valeurs de phase, notées individuellement PHI X i j, est établi à partir de la première collection d'images, et un second tableau de valeurs de phases, notées individuellement PHI_Y_i j, à partir de la seconde collection d'images. À chaque fois, ij représentent les coordonnées de la valeur dans le tableau. Chacun des premier et second tableaux de valeurs de phase peut être vu comme une carte de phase.
Les figures 4 à 7 montrent chacune un profil de carte de phase relatif à une même portion d'une plaquette. Cette carte de phase correspond à un carré de 200 pixels de côté. La figure 4 montre l'évolution de la phase PHI X sur une ligne de la carte de phase, tandis que la figure 5 montre l'évolution de cette phase sur une colonne. La figure 6 montre l'évolution de la phase PHI_Y sur une ligne de la carte de phase, tandis que la figure 7 montre l'évolution de cette phase sur une colonne.
Ces courbes présentent une allure générale régulière : la phase PHI_X de la figure 5 et la phase PHI_Y de la figure 6 présentent une allure générale linéaire, la phase PHI X de la figure 4 et la phase PHI_Y de la figure 7 présentent des allures générales périodiques, en dents de scie. Dans le détail, ces courbes présentent cependant des irrégularités localement.
Les figures 4 et 7 montrent que les cartes de phases sont modulées, c'est-à-dire que leurs valeurs sont comprises dans l'intervalle [-π; π] et contiennent des sauts de phase de 2π. La fonction d'acquisition 410 et la fonction de calcul de phase 420 peuvent être vues comme appartenant à un module d'acquisition de données 400. En option, l'unité de commande 50 comprend en outre un module de détection de défauts par calcul de phase, tel qu'il est décrit par exemple dans FR 2 914 422, dans lequel sont intégrées la fonction d'acquisition 410 et la fonction de calcul de phase 420. Selon l'invention, l'unité de commande 50 comprend un module de nanotopographie 500, capable d'interagir avec le module d'acquisition de données 400. Le module de nanotopographie 500 comprend une fonction de calibrage 510 qui est capable de déterminer une collection de données de positionnement relatif à certains des éléments du dispositif. Ces données comprennent des données de position de la plaquette par rapport au générateur de motif 30 et à l'appareil de prise de vues 40. Ces données permettent de localiser spatialement chaque point de la plaquette 20 à mesurer, chaque pixel du générateur de motif 30 et la position exacte de l'appareil de prise de vues 40. En outre, la fonction de calibrage 510 peut être agencée pour collecter des données caractéristiques de l'optique utilisée pour l'acquisition d'images, à savoir une fonction de transfert de l'objectif prenant en compte les aberrations de ce dernier. Le module de nanotopographie 500 comprend encore une fonction de calcul de pente 520 qui établit, à partir d'un tableau de valeurs de phase, un tableau de valeurs de pente, ou carte de pente. Ici, la fonction de calcul de pente 520 opère sur chacune des cartes de phase PHI X et PHI Y obtenues par la fonction de calcul de phase 420. Chaque valeur de pente est associée aux coordonnées (i j) du pixel qui a permis la détermination de la valeur de phase. Il en résulte une première carte de pente, P_X, et une seconde carte de pente P_Y.
Le module de nanotopographie 500 comprend une fonction de reconstruction de surface 530. À partir d'une paire au moins de cartes de pente, ici P_X et P_Y, la fonction de construction de surface 530 détermine, en chaque couple de coordonnée (i,j), une valeur de hauteur correspondante notée H_i,j. Cette hauteur est obtenue à partir des données de pentes, notamment P_X_ij et P_Y_i j. Le résultat est un tableau de valeurs de hauteur par rapport à un plan de référence que l'on appelle ici une carte de hauteur et qiié l'on note H.
Le module de nanotopographie 500 comprend une fonction de filtrage 540 qui est appliqué à la carte de hauteur H pour mettre en évidence d'éventuels défauts, c'est-à-dire des portions de surface présentant une hauteur sensiblement supérieure à l'altitude du reste de la surface reconstruite aux alentours de cette portion.
En option une fonction de traitement 560 détermine automatiquement des défauts dans la carte de hauteur filtrée.
En option, la carte de hauteur H établie par la fonction de reconstruction 530 peut être soumise à une fonction de détection automatique.
La figure 8 illustre un exemple de fonction de calcul de pente 5200.
La fonction de calcul de pente 5200 comprend d'abord une fonction de démodulation 5210 qui opère ici sur chacune des cartes de phase PHI X et PHI Y. La fonction de démodulation 5210 parcourt chaque ligne de la carte PHI X. À chaque fois qu'un saut de phase est détecté, c'est-à-dire que la valeur de la phase varie brusquement entre deux colonnes adjacentes, par exemple passe d'une valeur positive à une valeur négative, la valeur 2π (pi) est ajoutée à chacune des valeurs de phase des colonnes suivantes dans la ligne parcourue.
De manière analogue, la fonction de démodulation 5210 parcourt chaque colonne de la carte PH_Y, et ajoute la valeur 2π aux lignes suivantes dans la colonne parcourue, à chaque fois qu'un saut de phase est détecté.
Une fonction de conversion 5220 reçoit ensuite les cartes de phase démodulées PHI X et PHI Y et des données de calibrage du type décrit plus haut.
Ces données concernent la configuration géométrique du système, en particulier des données de position relatives du générateur de motif 30, de l'appareil de prise de vues 40 et de la plaquette 20, et la position spatiale des lieux de la plaquette.
Les cartes de phase PHI_X et PHI Y démodulées sont transformées en cartes de vecteurs normaux selon les trois composantes axiales X, Y et Z, que l'on note respectivement Vx, Vy et Vz, sur la base d'un calcul trigonométrique.
Les cartes Vx, Vy et Vz sont transformées en un gradient de surface comprenant deux cartes de pentes, notées NX et NY. Chaque valeur de gradient NX iJ correspond au rapport Vx_ij sur Vz_i,j. Chaque valeur de gradient NY_ij correspond au rapport Vy ij sur Vz ij.
Une fonction de dégauchissage 5230 opère ensuite sur chacune des cartes du gradient NX et NY. Par exemple, la fonction de dégauchissage 5230 comprend un filtre polynomial d'ordre 1 à 4.
La figure 9 montre un exemple de fonction de reconstruction de surface 5300. Un module d'extrapolation 5310 reçoit les cartes de pente NX et Y après qu'elles ont été dégauchies.
Une fonction d'extrapolation 5310 opère d'abord sur chacune des cartes du gradient NX et NY pour compléter à chaque fois le tableau de valeurs de gradient au-delà des valeurs déduites des données d'images. Sur la figure 10 par exemple, le cercle en pointillés 1200 représente, dans les données d'image, la limite de la plaquette. Le cercle en trait plein 1202 représente la limite de l'extrapolation. Les tableaux de gradient NX et NY sont complétés par des valeurs extrapolées à partir des données limites. L'extrapolation se fait sur la base d'ajout de valeurs calculées en réalisant une moyenne sur le voisinage du point à extrapoler.
La fonction d'extrapolation 5310 remplit un tableau, ou masque, binaire, qui indique pour chaque couple de coordonnées (ij) s'il correspond à un lieu de la plaquette ou non. Ce masque a été calculé à la génération des tableaux de phase. L'extrapolation se fait sur les données NX et NY. Une liste de coordonnées (ij) qui correspondent au bord de la plaquette est établie. Les coordonnées qui correspondent au bord de la plaquette sont sur la couronne la plus proche de la plaquette, c'est-à-dire qui réalisent le minimum non nul de la transformée de distance du masque binaire. Cette transformée donne pour chaque pixel (ij) une valeur de distance minimale le séparant du contour, c'est-à-dire la distance séparant le pixel étudié du pixel nul le plus proche au sens euclidien.
À chaque coordonnée de cette liste, on assigne une valeur calculée à partir des valeurs correspondant aux coordonnées adjacentes dans les tableaux de gradient NX et NY. La transformée de distance du masque est ensuite mise à jour et une nouvelle liste de coordonnées à traiter est créée. L'opération est répétée jusqu'à l'obtention d'une couronne extrapolée de largeur souhaitée, par exemple voisine de 5 mm.
D'une certaine manière, on peut considérer que la fonction d'extrapolation a pour argument un tableau d'entrée de valeurs localisées correspondant à une zone initiale et est capable d'établir, à partir des valeurs localisées du tableau d'entrée, des valeurs localisées extrapolées correspondant à une zone périphérique de ladite zone initiale. La fonction d'extrapolation peut être appelée avec une partie au moins des cartes de gradient correspondant à la plaquette, ou à une zone de cette plaquette.
Avantageusement, on conserve les cartes initiales NX et NY en mémoire. Une fonction de reconstruction élémentaire 5320 est ensuite appelée répétitivement pour établir une collection de^cartes de hauteur,-à-ehaque fois pour ce que l'on appelle une vignette. Une vignette est un sous-ensemble de coordonnées (i j) adjacentes correspondant à une zone limitée de la plaquette. À partir du sous ensemble de valeurs de gradient correspondant à la vignette dans les cartes de gradient NX et NY, la fonction de reconstruction élémentaire 5320 établit une équation de surface, qui associe à chaque couple de coordonnées (x,y) une valeur de hauteur z=f(x,y).
La formule de l'annexe A.1.2 exprime une fonctionnelle W. Dans cette formule p représente la valeur du gradient selon X et q la valeur du gradient selon Y, à chaque fois au point de coordonnées (i j). La fonction f(x,y) est une équation de surface qui minimise la fonctionnelle W globalement sur la vignette, où le couple (x,y) représente génériquement les coordonnées d'un point dans un système de coordonnées dont les axes sont parallèles aux première et seconde directions. Dit autrement, la fonction f(x,y) donne pour chaque point (x,y) une valeur de hauteur, que l'on peut noter z=f(x,y).
Dit autrement, la fonction de reconstruction élémentaire comprend une fonction de calcul ayant pour arguments des valeurs localisées de gradient et capable d'établir une équation courante de surface à partir de ces valeurs localisées de gradient, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser globalement, c'est-à-dire sur la zone couverte par les valeurs localisées de gradient reçues en tant qu'arguments, une grandeur d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient.
Et cette fonction de calcul est appelée répétitivement avec à chaque fois, en tant qu'arguments, une partie des valeurs d'un premier tableau de travail et d'un second tableau de travail comprenant des valeurs localisées de gradient selon respectivement deux directions de la plaquette, et correspondant à la portion de la plaquette représentée par la vignette, pour déterminer à chaque fois une équation courante de surface correspondant auxdits arguments,
D'après l'article de T. WEI et R. LETTE " ' Regularization method for depth from noisy gradients vectoffields", CITR Tamaki Campus (CITR-TR-1 15), Auckland, New Zealand (2002), l'intégration de la formule de l'annexe A.1.2 peut se faire avantageusement dans l'espace de Fourier, en calculant le résultat de l'équation A.1.3. Dans cette équation, la fonction représente la transformée de Fourier de la fonction / de l'annexe A.1.2. Les
Figure imgf000014_0001
variables u, v correspondent respectivement aux variables x, y dans l'espace de Fourier. Les nombres p* et q* représentent les adjoints, ou conjugués, des nombres p et q.
Puis pour chaque couple de coordonnées (i j) de la vignette à reconstruire, la fonction de reconstruction élémentaire 5320 détermine une valeur d'altitude Z_i,j qu'elle mémorise en l'attribuant au couple de coordonnées (i j).
Pour la reconstruction de la surface de la plaquette, la couronne 1500 de la carte binaire, le cas échéant extrapolée, est d'abord divisée en quartiers égaux conformément à ce que montre la figure 13. Ici, les diamètres qui délimitent les quartiers correspondent aux directions X et Y, ou du moins sont parallèles à ces directions. Chaque quartier forme une zone de la plaquette. Le quartier 1502 (en haut à gauche), le quartier 1504 (en haut à droite), le quartier 1506 (en bas à gauche) et le quartier 1508 (en bas à droite) sont traités individuellement, les uns après les autres.
On traite par exemple le quartier 1502 en premier. Le cheminement est montré sur la figure 14.
On calcule d'abord une première vignette 1602 dont le coin bas et droit correspond au centre de la couronne de la carte binaire. La limite de cette première vignette 1602 est montrée en trait plein. On reconstruit une carte de hauteur correspondante, c'est-à-dire que pour chaque couple de coordonnées (i, j) de cette vignette, on détermine une valeur de hauteur Z_i J à partir des valeurs p_i j et q_i j des cartes NX et NY en appelant la fonction de reconstruction élémentaire 5320.
Puis on construit une seconde vignette 1604 à la première vignette 1602, qui chevauche cette première vignette sur la moitié gauche de celle-ci sur la figure et s'en trouve décalée selon la direction X. Cette seconde vignette 1604 est délimitée en trait tireté sur la figure 14. On construit des vignettes élémentaires, à chaque fois avec superposition à la vignette précédente, jusqu'à dépasser le bord de la couronne. Ici, on reconstruit une troisième vignette 1606 représentée en pointillés. On reconstruit ensuite une seconde série de vignettes en repartant de la première vignette 1602 et en se déplaçant selon la direction Y de la moitié de cette première vignette 1602. Cela donne sur la figure 14 une quatrième vignette 1608.
Dit autrement, la fonction de reconstruction élémentaire est appelée successivement avec, en tant qu'arguments, des parties des valeurs des cartes de gradient correspondant à des portions de d'un quartier de la plaquette qui se chevauchent partiellement, et qui se trouvent mutuellement alignées selon la direction X et/ou la direction Y. Les vignettes reconstruites se chevauchent partiellement. Pour obtenir une surface reconstruite globale, sur un quartier, on réalise une somme pondérée des vignettes. On applique pour chaque vignette un jeu de coefficients qui favorise le centre de la vignette et donne une moindre importance au bord.
Le tableau de coefficients appliqués à chaque vignette reconstruite est une pyramide à base carrée. La matrice des coefficients, notée C, est donnée par l'annexe A.1.6, avec les conventions des annexes A.1.7 et A.1.8, où r est le rayon de la zone, ou vignette, reconstruite. Ces coefficients sont tels que leur somme glissée soit constante sur l'ensemble de la surface reconstruite. La carte d'altitude globale est la somme de chaque vignette reconstruite avec lesdits coefficients. Cette carte d'altitude peut être vue comme un tableau résultat comprenant des données localisées de hauteur correspondant à l'ensemble de la surface de la plaquette, ou à une zone de celle-ci, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface établies par la fonction de reconstruction élémentaire.
Un module de reconstruction de surface 5330 est alors appliqué.
Chaque vignette a été reconstruite à une constante d'intégration près. Il est nécessaire d'ajuster la reconstruction en minimisant les différences entre ces constantes d'intégration.
La constante d'intégration de la première vignette reconstruite est fixée arbitrairement à 0.
Les constantes d'intégration des vignettes suivantes sont déterminées à l'aide de toutes les informations déjà disponibles. Ainsi par exemple sur la figure 15, qui montre la reconstruction du quartier inférieur droit, la constante d'intégration de la vignette 4, qui est la dernière reconstruite, est calculée de manière à se raccorder à chacune des vignettes voisines, c'est-à-dire à un côté de chacune des vignettes 2 (au-dessus) et 3 (à gauche). La constante d'intégration des vignettes 2 et 3 ayant déjà été calculée.
On fait référence à la figure 1 1 qui montre un exemple de fonction de filtrage 5400.
Un filtre passe-haut 5410 de type double gaussien est appliqué à la carte d'altitude pour réduire la composante basse fréquente. Seule l'information dont la période est comprise entre 200 micromètres et 2 cm est conservée.
Par exemple, pour obtenir une réponse G en fonction de la longueur d'onde λ, la nonne SEMI M78 indique un filtre conforme à l'équation donnée en annexe A.1.4, ou c désigne la longueur d'onde de coupure. Ici, ce filtre à deux dimensions est modifié en remplaçant λ par la formule de l'annexe A.1.5. La carte d'altitudes filtrée est obtenue par convolution du filtre de l'annexe A.1 .5 avec la carte d'altitude globale. La figure 16 montre une portion de plaquette reconstruite avant filtrage. On entrevoit une orientation générale de cette portion de surface, sans y distinguer nettement d'irrégularités importantes. La figure 17 montre la portion de plaquette de la figure 16 après filtrage. On y voit nettement un pic de coordonnées approximatives (100;60).
On fait référence à la figure 12 qui montre un exemple de fonction d'analyse 5500, ou de post-traitement. Une première sous-fonction d'analyse 5510 établit une carte de Peak-to-valley, ou PV. Cette première sous-fonction calcule, pour chaque vignette, l'amplitude de la surface reconstruite sur une fenêtre glissante de taille et de forme prédéfinies, par exemple 2 mm ou 10 mm, carrée ou circulaire. La valeur ainsi déterminée est mémorisée en correspondance des coordonnées du centre de la vignette.
Une seconde sous-fonction d'analyse 5520 calcule la distribution des valeurs PV, aussi appelée courbe THA dans la technique (pour "Threshold Height Analysis" ou "analyse par seuil de hauteur" en français).
La seconde sous-fonction d'analyse 5520 délivre la valeur de cette courbe correspondant à 0,05 %, ce qui correspond à l'altitude des 0,05% de valeurs PV les plus importantes.
Le dispositif décrit présente un avantage certain en ce qu'il utilise des données dont l'acquisition est rapide en comparaison des techniques d'interférométrie. Le traitement des données acquises peut être accéléré en multipliant les unités de calcul, et/ou en parallélisant au moins partiellement ledit traitement. Comme le temps d'acquisition est court, de l'ordre d'une dizaine de secondes, il est possible de mesurer une centaine plaquettes par heure. En conséquence, il devient possible de contrôler systématiquement toute plaquette produite, directement après sa fabrication. La méthode de reconstruction selon l'invention permet d'obtenir des cartes de hauteur avec un très faible bruit, ce qui les rend exploitables dans le domaine de la nanotopographie. L'unité 50 a été décrite en termes fonctionnels. Physiquement, cette unité comprend par exemple un ou plusieurs processeurs de calcul, de la mémoire, une bibliothèque de fonctions correspondant aux modules et fonctions décrites, cette bibliothèque pouvant être stockée sur un support de l'unité, typiquement un disque dur, ou sur un support amovible, par exemple de type optique. Le module de nanotopographie 500 a été présenté comme interagissant avec le module d'acquisition de données 400, au moins en ce qu'il en utilise les cartes de phase. L'invention se manifeste dès lors que les éléments fonctionnels correspondant au module 500 interagissent les uns avec les autres de la manière décrite, qu'ils soient ou non couplés à un module de détection de défauts. Plus généralement, l'invention se manifeste dès lors que l'on reconstruit la surface de la plaquette à partir des cartes de gradient de hauteur. Le cas échéant, ces cartes peuvent être fournies à un dispositif selon l'invention, par exemple à travers une interface d'entrée. Le module de nanotopographie peut également intégrer les éléments fonctionnels du module 400 capables d'établir les cartes de phase en question. Le dispositif décrit comprend un appareil de prise de vue, par exemple sous la forme d'une caméra numérique. Ce dispositif peut être adapté à tout appareil équipé d'un capteur de lumière dont on peut extraire des données images, ou des données localisées de niveau d'intensité lumineuse. L'invention qui vient d'être décrite peut s'exprimer également sous la forme d'un procédé de mesure nanotopographique de produits semi-conducteurs, comprenant les étapes suivantes :
- recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice ;
- calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une première direction de la plaquette semi-conductrice,
- calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à ladite zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une seconde direction de la plaquette semi-conductrice, - répétitivement, établir une équation courante de surface à partir d'une partie des valeurs localisées de gradient correspondant à une portion de ladite zone de la plaquette, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser une grandeur globale d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient; - établir en tant que données de mesures des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone de la plaquette, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.
Ce procédé peut comprendre une étape d'extrapolation dans laquelle on calcule, à partir de données localisées de gradient, des valeurs localisées extrapolées correspondant à une zone périphérique d'une zone initiale, l'extrapolation se faisant sur une partie au moins du jeu de données correspondant à ladite zone de la plaquette. On calcule alors les valeurs localisées de gradient correspondant à la première direction de la plaquette semi- conductrice et/ou à la seconde direction de la plaquette semi-conductrice à partir des données localisées extrapolées.
L'étape de calcul des valeurs localisées de gradient peut comprendre une sous-étape de calcul de valeurs de gradient à partir des données de mesure et une sous étape d'extrapolation des valeurs de gradient ainsi calculées pour établir les valeurs ainsi extrapolées en tant que valeurs de gradient utiles à l'établissement des équation de surface courante.
Une étape de correction peut être prévue dans laquelle on établit des valeurs localisées de gradient dégauchies, préalablement au calcul des équations de surface courante.
En option, on calcule successivement des équations de surfaces courantes correspondant à des portions de ladite zone de la plaquette qui se chevauchent partiellement et/ou mutuellement alignées selon ladite première direction et/ou ladite seconde direction.
Avantageusement, on calcule des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone de la plaquette calculées à partir d'une somme pondérée des équations courantes de surface. De préférence, les coefficients de pondération appliqués à chaque vignette est une pyramide à base carrée.
Le cas échéant, lorsque les équations courantes de surfaces comprennent une ou plusieurs constantes d'intégration, ces constantes d'intégration sont déterminées de manière que les portions de ladite zone successives de la plaquette semi -conductrice se raccordent mutuellement en leurs bords adjacents.
Le calcul des équations de surfaces courantes peut se faire par résolution d'une fonctionnelle dans l'espace de Fourier.
La fonction de reconstruction peut être agencée de manière à remplir un premier tableau intermédiaire et un second tableau intermédiaire avec des valeurs de gradient calculées à partir des données de mesure puis à appeler la fonction d'extrapolation avec le premier tableau intermédiaire et le second tableau intermédiaire pour remplir le premier tableau de travail et le second tableau de travail avec les données localisées de gradient extrapolées.
Figure imgf000020_0001

Claims

Revendications
1. Dispositif (500) de mesure nanotopographique de produits semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une interface d'entrée agencée pour recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice (20) ;
- de la mémoire organisée en un premier tableau de travail, un second tableau de travail et un tableau-résultat ;
- une unité de commande (50) comprenant :
- une fonction de calcul (5320) ayant pour arguments des valeurs localisées de gradient et capable d'établir une équation courante de surface à partir de ces valeurs localisées de gradient, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser globalement une grandeur d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient;
- une fonction de reconstruction (530) agencée de manière à :
- calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone
(1500) de la plaquette semi-conductrice (20), des valeurs localisées de gradient correspondant à une première direction (X) de la plaquette semi-conductrice (20) et remplir le premier tableau de travail avec les valeurs localisées de gradient calculées,
- calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à ladite zone
(1500) de la plaquette semi -conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une seconde direction (Y) de la plaquette semi-conductrice (20) et remplir le second tableau de travail avec les valeurs localisées de gradient calculées,
- appeler répétitivement la fonction de calcul avec à chaque fois, en tant qu'arguments, une partie des valeurs du premier tableau de travail et du second tableau de travail correspondant à une portion (1602, 1604, 1606, 1608) de ladite zone (1500) de la plaquette, pour déterminer à chaque fois une équation courante de surface correspondant auxdits arguments,
- remplir le tableau résultat avec des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone (1500) de la plaquette, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.
2. Dispositif selon la revendication 1 , comprenant en outre une fonction d'extrapolation (53 10) ayant pour argument un tableau d'entrée de valeurs localisées correspondant à une zone initiale (1200) et capable d'établir, à partir des valeurs localisées du tableau d'entrée, des valeurs localisées extrapolées correspondant à une zone périphérique (1202) de ladite zone initiale, dans lequel la fonction de reconstruction est agencée pour appeler la fonction d'extrapolation (5310) avec une partie au moins du jeu de données correspondant à ladite zone (1500) de la plaquette, et pour calculer les valeurs localisées de gradient correspondant à la première direction (X) de la plaquette semi-conductrice et/ou à la seconde direction (Y) de la plaquette semi-conductrice (20) à partir des données localisées extrapolées.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la fonction de reconstruction (530) est agencée de manière à remplir un premier tableau intermédiaire et un second tableau intermédiaire avec des valeurs de gradient calculées à partir des données de mesure puis à appeler la fonction d'extrapolation (5310) avec le premier tableau intermédiaire et le second tableau intermédiaire pour remplir le premier tableau de travail et le second tableau de travail avec les données localisées de gradient extrapolées.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une fonction de correction (5230), ayant pour argument un tableau d'entrée de valeur localisées, et capable d'établir des valeurs localisées correspondantes dégauchies, dans lequel la fonction de reconstruction (530) est agencée pour appeler la fonction de correction (5230) préalablement au remplissage du premier tableau de travail et/ou du second tableau de travail.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la fonction de correction (5230) est agencée de manière à appliquer un filtre polynomial d'ordre compris entre 1 et 4 aux valeurs du tableau d'entrée.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une fonction filtre (5400), dans lequel la fonction de reconstruction (530) est agencée pour appliquer la fonction filtre au tableau résultat.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la fonction filtre (5400) est de type passe-haut et double gaussien.
8. Dispositif selon Tune des revendications précédentes, dans lequel la fonction de reconstruction (530) est agencée de manière à appeler successivement la fonction de calcul (5320) avec, en tant qu'arguments, des parties des valeurs du premier tableau de travail et du second tableau de travail correspondant à des portions (1602, 1604, 1606, 1608) de ladite zone (1500) de la plaquette qui se chevauchent partiellement.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la fonction de reconstruction est agencée de manière à appeler successivement la fonction de calcul (5320) avec, en tant qu'arguments, des parties des valeurs du premier tableau de travail et du second tableau de travail correspondant à des portions (1602, 1604, 1606, 1608) de ladite zone (1500) de la plaquette (20) mutuellement alignées selon ladite première direction (X) et/ou ladite seconde direction (Y).
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la fonction de reconstruction est agencée de manière à remplir le tableau résultat avec des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone (1500) de la plaquette (20) calculées à partir d'une somme pondérée des équations courantes de surface.
1 1. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les coefficients de pondération appliqués à chaque portion forment une pyramide à base carrée.
12. Dispositif selon la revendication 1 1, dans lequel en tout point de coordonnées (ij) d'une portion, la valeur C(i,j) du coefficient de pondération est donnée par la formule suivante :
Figure imgf000023_0001
où r représente le côté de ladite portion.
Figure imgf000023_0002
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les équations courantes de surface comprennent une ou plusieurs constantes d'intégration, et ces constantes d'intégration sont déterminées de manière que certaines au moins des portions ( 160) de ladite zone de la plaquette semi-conductrice se raccordent mutuellement en des bords adjacents.
14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la fonction de calcul (5320) est agencée de manière à minimiser ledit écart par résolution d'une fonctionnelle dans l'espace de Fourier.
15. Installation de mesure de produits semi-conducteurs, comprenant un support ( 10) destiné à recevoir une ou plusieurs plaquettes semi-conductrices (20), au moins une source lumineuse (30) propre à générer un motif d'illumination, la source lumineuse (30) et/ou le support ( 10) étant agencés pour orienter sélectivement ledit motif selon une première direction ou une seconde direction dans un plan principal des plaquettes, au moins un appareil de prise de vues (40) propre à capturer au moins une image des plaquettes, pour la ou les orientations sélectionnées pour ledit motif, et un dispositif de mesure (500) selon l'une des revendications précédentes.
16. Installation selon la revendication 15, dans laquelle lesdits jeux de données de mesure comprennent des valeurs localisées de phases calculées à partir de ladite image.
17. Procédé de mesure nanotopographique de produits semi-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- recevoir des jeux de données de mesure relatives à une plaquette semi-conductrice ; - calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à une zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une première direction de la plaquette semi-conductrice,
- calculer, à partir d'un jeu de données de mesure correspondant à ladite zone de la plaquette semi-conductrice, des valeurs localisées de gradient correspondant à une seconde direction de la plaquette semi-conductrice,
- répétitivement, établir une équation courante de surface, à chaque fois à partir d'une partie des valeurs localisées de gradient correspondant à une portion de ladite zone de la plaquette, l'équation courante de surface étant établie de manière à minimiser une grandeur globale d'écart entre des valeurs de gradient calculées à partir de l'équation courante de surface et les valeurs localisées de gradient sur ladite portion;
- établir, en tant que données de mesure, des données localisées de hauteur correspondant à ladite zone de la plaquette, par rapport au plan de référence de la plaquette, ces données localisées de hauteur étant calculées à partir de certaines au moins des équations courantes de surface.
PCT/FR2012/000395 2011-10-07 2012-10-04 Dispositif et procédé pour l'inspection de produits semi-conducteurs WO2013050673A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/350,135 US9816942B2 (en) 2011-10-07 2012-10-04 Device and method for inspecting semiconductor materials
CN201280054407.1A CN104094388B (zh) 2011-10-07 2012-10-04 检查半导体材料的设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1103073A FR2981197B1 (fr) 2011-10-07 2011-10-07 Dispositif et procede pour l'inspection de produits semi-conducteurs.
FR11/03073 2011-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013050673A1 true WO2013050673A1 (fr) 2013-04-11

Family

ID=47089050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2012/000395 WO2013050673A1 (fr) 2011-10-07 2012-10-04 Dispositif et procédé pour l'inspection de produits semi-conducteurs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9816942B2 (fr)
CN (1) CN104094388B (fr)
FR (1) FR2981197B1 (fr)
WO (1) WO2013050673A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112331574B (zh) * 2020-10-29 2021-11-05 长江存储科技有限责任公司 半导体器件高度分布的检测方法
EP4382895A1 (fr) * 2022-12-08 2024-06-12 Unity Semiconductor Procédé d'inspection pour détecter une interface de liaison défectueuse dans un substrat d'échantillon et système de mesure mettant en oeuvre le procédé

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000023794A1 (fr) * 1998-10-16 2000-04-27 Ade Optical Systems Corporation Procede et appareil permettant le mappage d'une topographie de surface sur un substrat
US20040184653A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Baer Richard L. Optical inspection system, illumination apparatus and method for use in imaging specular objects based on illumination gradients
FR2914422A1 (fr) 2007-03-28 2008-10-03 Soitec Silicon On Insulator Procede de detection de defauts de surface d'un substrat et dispositif mettant en oeuvre ledit procede.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000023794A1 (fr) * 1998-10-16 2000-04-27 Ade Optical Systems Corporation Procede et appareil permettant le mappage d'une topographie de surface sur un substrat
US20040184653A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Baer Richard L. Optical inspection system, illumination apparatus and method for use in imaging specular objects based on illumination gradients
FR2914422A1 (fr) 2007-03-28 2008-10-03 Soitec Silicon On Insulator Procede de detection de defauts de surface d'un substrat et dispositif mettant en oeuvre ledit procede.

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIANGONG WEI ET AL: "Regularization Method for Depth from Noisy Gradient Vector Fields", 1 August 2002 (2002-08-01), Auckland, New Zealand, XP055024121, Retrieved from the Internet <URL:http://www.citr.auckland.ac.nz/researchreports/CITR-TR-115.pdf> [retrieved on 20120410] *
ZHONGQUAN WU ET AL: "A LINE-INTEGRATION BASED METHOD FOR DEPTH RECOVERY FROM SURFACE NORMALS", COMPUTER VISION GRAPHICS AND IMAGE PROCESSING, ACADEMIC PRESS, DULUTH, MA, US, vol. 43, no. 1, 1 July 1988 (1988-07-01), pages 53 - 66, XP000000661, DOI: 10.1016/0734-189X(88)90042-4 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2981197B1 (fr) 2013-11-01
US20140285797A1 (en) 2014-09-25
US9816942B2 (en) 2017-11-14
CN104094388B (zh) 2017-05-10
CN104094388A (zh) 2014-10-08
FR2981197A1 (fr) 2013-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3481631B2 (ja) 能動型照明及びデフォーカスに起因する画像中の相対的なぼけを用いる物体の３次元形状を決定する装置及び方法
EP2875339B1 (fr) Procede et installation pour la detection notamment de defauts refractants
EP1771714B1 (fr) Procédé d&#39;inspection d&#39;un composant optique de l&#39;industrie ophtalmique
FR2990545A1 (fr) Systemes et procedes pour la detection, la classification et la quantification de caracteristiques de surface de plaquette avec des outils de metrologie de geometrie de plaquette.
FR2658286A1 (fr) Appareil de determination de la configuration d&#39;un corps monte rotatif sur un arbre et procede associe.
US9632038B2 (en) Hybrid phase unwrapping systems and methods for patterned wafer measurement
FR3001852A1 (fr) Capteur d&#39;image a defilement et sommation avec detection d&#39;erreurs de defilement
US20180293790A1 (en) Method and Apparatus for Measuring 3Dimensional Structures
FR3008522A1 (fr) Procede de mesure multi-echelles de forme, de deplacement et/ou de deformation d’une piece de structure soumise a des sollicitations par creation d’une pluralite de mouchetis colorimetriques
WO2013050673A1 (fr) Dispositif et procédé pour l&#39;inspection de produits semi-conducteurs
FR2788919A1 (fr) Enlevement du bruit d&#39;un signal obtenu par un systeme de generation d&#39;image
JP2008011334A (ja) モアレの除去方法及びディスプレイの製造方法
EP3301644B1 (fr) Procédé de construction d&#39;une carte de profondeur d&#39;une scène et/ou d&#39;une image entièrement focalisée
WO2017174743A1 (fr) Procédé et dispositif de microscopie interférentielle plein champ en lumière incohérente
WO2013020925A1 (fr) Procede de mesure absolue de la planeite des surfaces d&#39;elements optiques
FR2922708A1 (fr) Procede d&#39;integration d&#39;un signal, vibratoire a partir de differentielles du signal et procede correspondant de correction d&#39;un signal acquis par un capteur d&#39;images
WO2015086998A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;analyse de la surface d&#39;un substrat
FR2836575A1 (fr) Procede de mesure de la localisation d&#39;un objet par detection de phase
FR2976069A1 (fr) Caracterisation des deformees d&#39;un organe en rotation par stereocorrelation d&#39;images
FR3057064A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;analyse d&#39;une onde electromagnetique en haute definition
WO2023187171A1 (fr) Procédé et système de caractérisation d&#39;un objectif optique pour la correction d&#39;aberrations optiques introduites par ledit objectif optique dans une image
EP3749919A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;inspection d&#39;une surface d&#39;un objet comportant des materiaux dissimilaires
FR3001564A1 (fr) Systeme de determination d&#39;une image tridimensionnelle d&#39;un circuit electronique
EP2002226B1 (fr) Dispositif de formation de spectre sur un capteur optique a rejet spatial
FR3042293B1 (fr) Procede et systeme de caracterisation de fronts d&#39;ondes optiques

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12779099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14350135

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12779099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1