本發明涉及半導體檢測，尤其涉及一種晶圓參數的檢測方法及系統。
背景技術：
1、在半導體先進制程（如3nm及以下節點）中，工藝偏差對器件性能的影響呈指數級放大，因此工藝過程中的在線、全場檢測成為良率控制的核心環節。
2、現有技術中，半導體工藝檢測技術主要分為兩類：第一類為離線高精度檢測技術，以白光干涉儀和關鍵尺寸掃描電子顯微鏡（cd-sem）為代表。完成整片晶圓檢測往往需要數十分鐘甚至更長時間，無法滿足工藝過程中"秒級"反饋的在線監測需求，且無法提供三維形貌信息。第二類為在線光學檢測技術，主要包括激光干涉終點檢測和基于可見光的機器視覺系統。激光干涉終點檢測僅能實現單點或有限點的膜厚/終點監測，無法獲取晶圓全場的形貌均勻性信息；對于深寬比大于5:1的刻蝕槽、多層膜堆疊結構及透明薄膜下的隱裂缺乏足夠的穿透能力和相位靈敏度，導致深槽底部信號丟失，無法獲取完整三維形貌。
3、因此，有必要提供一種新的晶圓參數的檢測方法及系統，以解決現有技術中存在的上述問題。
技術實現思路
1、本申請要解決的技術問題是提供一種能夠獲取晶圓三維形貌以及表面膜厚相關參數的檢測方法及系統。
2、為解決上述技術問題，根據本申請的實施例，提供一種晶圓參數的檢測方法，包括以下步驟：控制照明模塊按預設時序依次切換不同波長的照明光，以提供多波長序列照明；通過空間光調制器將所述照明光調制為多步相移結構光并投射至晶圓表面；通過寬光譜成像單元采集經晶圓表面反射的所述多步相移結構光，獲取結構光圖像序列，使所述多波長序列照明下圖像的像素位置一致；同步控制所述照明光的波長切換、結構光調制及圖像采集的時序，獲取多波長結構光圖像序列；對所述多波長結構光圖像序列執行多光譜膜厚反演，獲取薄膜厚度分布圖；對所述多波長結構光圖像序列執行多波長相位融合三維重建，獲取三維形貌數據。
3、根據本申請的實施例，所述控制照明模塊按預設時序依次切換不同波長的照明光，以提供多波長序列照明，包括，設置所述照明光的波長包含覆蓋可見光波段與短波紅外波段的多個中心波長；控制所述照明模塊內的濾波輪轉動，使設置于所述濾波輪上的多個濾光片依次切入照明光路，使所述空間光調制器加載對應波長的編碼圖案。
4、根據本申請的實施例，所述通過空間光調制器將所述照明光調制為多步相移結構光并投射至晶圓表面，包括，根據所述編碼圖案獲取二值光柵圖案，改變所述二值光柵圖案中亮條紋的橫向位置，獲取具有不同相位偏移的多步相移編碼圖案；根據所述多步相移編碼圖案調制所述空間光調制器的微鏡陣列；通過所述微鏡陣列對照射至所述空間光調制器的照明光進行空間調制，使照明光在開啟狀態微鏡處反射形成所述多步相移結構光；控制所述多步相移結構光經過光闌后投影至晶圓表面。
5、根據本申請的實施例，所述寬光譜成像單元為量子點相機。
6、根據本申請的實施例，所述對所述多波長結構光圖像序列執行多波長相位融合三維重建，獲取三維形貌數據，包括，根據所述多波長結構光圖像序列中的每一個波長獲取對應的相移圖像；計算所述相移圖像中各像素的包裹相位值與平均強度值，得到各波長對應的包裹相位圖與平均強度圖；選取相鄰的兩個波長形成組合波長，并計算等效合成波長；根據所述等效合成波長獲取各波長對應的絕對相位圖；將所述絕對相位圖轉換為高度坐標圖，對所述高度坐標圖進行加權平均融合，獲取所述三維形貌數據。
7、根據本申請的實施例，所述根據所述等效合成波長獲取各波長對應的絕對相位圖，包括，從所述多波長結構光圖像序列的多個波長中選取相鄰的兩個波長，計算等效合成波長；利用所述合成波長對應的包裹相位圖進行相位展開，得到相對相位圖；以所述相對相位圖為引導，展開各所述波長對應的包裹相位圖，得到所述絕對相位圖。
8、根據本申請的實施例，還包括，對所述三維形貌數據執行空間統計分析，提取全局平均偏差和徑向梯度偏差；根據所述全局平均偏差生成第一調整指令以調整刻蝕工藝的刻蝕時間或總氣體流量；根據所述徑向梯度偏差生成第二調整指令以調整刻蝕功率的空間分布或氣體流量的空間分布。
9、根據本申請的實施例，所述對所述多波長結構光圖像序列執行多光譜膜厚反演，獲取薄膜厚度分布圖，包括，從所述多波長結構光圖像序列中提取像素點在各波長下的光強值，構建測量反射率曲線；建立包含膜厚、折射率及消光系數的薄膜光學干涉模型，根據所述薄膜光學干涉模型及當前膜厚參數計算理論反射率，構建理論反射率曲線；計算所述測量反射率曲線與所述理論反射率曲線之間的偏差，構建最小二乘誤差函數；通過非線性優化算法迭代調整所述膜厚參數，使所述最小二乘誤差函數的值最小化，得到最優膜厚估計值；對每個所述像素點執行上述步驟，獲取所述薄膜厚度分布圖。
10、一種晶圓參數的檢測系統，用于實施上述的檢測方法，所述檢測系統包括：照明模塊，包括光源、濾波輪及驅動單元，所述驅動單元驅動所述濾波輪轉動以將所述光源切換為不同波長的照明光；空間光調制器，設于所述照明模塊一側，以調制所述照明光；寬光譜成像單元，用于采集經晶圓表面反射的結構光圖像；數據處理模塊，與所述寬光譜成像單元連接，用于對采集的圖像序列進行處理以獲取三維形貌數據。
11、根據本申請的實施例，所述空間光調制器包括分束立方、調制芯片及投影光學組件，所述照明光經所述分束立方導向所述調制芯片，經所述調制芯片反射調制后，通過所述投影光學組件投射至晶圓表面。
12、通過采用上述技術方案，照明模塊、空間光調制器以及寬光譜成像單元配合，實現對晶圓參數的檢測，包括三維形貌相關參數以及膜厚相關參數，同時能夠適配深寬比的刻蝕槽的形貌檢測；并且通過量子點相機在單一芯片上同步捕捉可見光與短波紅外圖像，確保了多光譜數據的像素級自對齊，消除了傳統多相機系統的配準誤差。
1.一種晶圓參數的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述控制照明模塊按預設時序依次切換不同波長的照明光，以提供多波長序列照明，包括，
3.根據權利要求2所述的檢測方法，其特征在于，所述通過空間光調制器將所述照明光調制為多步相移結構光并投射至晶圓表面，包括，
4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述寬光譜成像單元為量子點相機。
5.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述對所述多波長結構光圖像序列執行多波長相位融合三維重建，獲取三維形貌數據，包括，
6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述根據所述等效合成波長獲取各波長對應的絕對相位圖，包括，
7.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，還包括，
8.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述對所述多波長結構光圖像序列執行多光譜膜厚反演，獲取薄膜厚度分布圖，包括，
9.一種晶圓參數的檢測系統，其特征在于，用于實施權利要求1-8任一所述的檢測方法，所述檢測系統包括：
10.根據權利要求9所述的檢測系統，其特征在于，所述空間光調制器包括分束立方、調制芯片及投影光學組件，所述照明光經所述分束立方導向所述調制芯片，經所述調制芯片反射調制后，通過所述投影光學組件投射至晶圓表面。