用于晶圆检测的自动对焦区域屏蔽与参数控制方法与流程

本发明涉及半导体制造过程中的晶圆检测与加工技术，具体涉及一种用于晶圆检测的自动对焦区域屏蔽与参数控制方法，尤其适用于应对晶圆切割道、边缘等反射率突变区域引起的对焦异常问题，以及不同制程下传感器最佳工作区间差异和聚焦位置偏移的问题。

背景技术：

1、在半导体晶圆检测领域，自动对焦（auto focus, af）技术是实现高精度检测的关键环节。现有用于晶圆检测的自动对焦系统大多采用实时闭环反馈控制方案：设备配备对焦传感器（如共焦传感器或激光位移传感器），在扫描过程中传感器实时测量晶圆表面与物镜之间的距离，将离焦量信号反馈给对焦控制器，控制器驱动z轴运动机构使物镜与晶圆表面保持最佳对焦距离。

2、然而，上述方案在应用于复杂晶圆制程时存在以下技术缺陷：

3、（1）反射率突变导致对焦异常

4、某些晶圆制程中，切割道（scribe line）区域的反射率较高，而芯片（die）内部区域的反射率较低。当承载台高速扫描时，对焦传感器从低反射率区域快速进入高反射率区域，由于反射率突变，传感器输出的测量值会出现瞬时异常（如信号饱和或跳变），导致对焦控制系统将反射率变化误判为高度变化，产生错误的z轴调节指令，引发图像离焦。

5、（2）现有解决方案的局限性

6、针对上述问题，已有部分方案尝试通过图像后处理或滤波算法来抑制异常值。例如，有现有技术提出基于图像掩模的辅助对焦方法：通过傅立叶变换提取图像空间频率信息，产生屏蔽数据对图像进行滤波处理，再基于滤波后的图像进行焦点判断。然而，该方案存在明显不足：一是处理效率低下，每个视场都需要进行傅立叶变换和滤波，无法满足高速扫描的实时性要求；二是屏蔽处理发生在图像采集之后，无法阻止异常信号进入对焦控制器，错误调节已经发生；三是仅适用于图像域，无法在硬件层面控制传感器启停。

7、此外，现有方案中对于传感器本身的参数配置（如输出限幅、聚焦位置偏置）缺乏与扫描区域协同的联动机制，无法根据区域特性动态调整传感器工作状态。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

2、本发明旨在解决现有技术中因晶圆表面反射率突变导致对焦传感器输出异常、引发图像离焦的问题，同时解决不同制程下传感器最佳线性工作区间差异及聚焦位置偏移需要频繁调整硬件基准的问题，提供一种能够实现区域化硬件屏蔽、传感器参数优化配置的自动对焦区域屏蔽与参数控制系统。

3、为解决上述技术问题，本发明提出一种用于晶圆检测的自动对焦区域屏蔽与参数控制方法，所述方法包括：根据当前晶圆的制程信息，确定晶圆上需要屏蔽对焦的至少一个区域的空间位置；基于该空间位置，生成屏蔽指令数组，该数组包含触发位置序列与对应对焦使能状态序列；将数组预置入运动控制器。在扫描过程中，实时获取当前扫描位置，并由硬件比较模块将其与触发位置序列进行比对；当抵达任一触发位置时，通过位置同步输出功能，根据对应的使能状态实时输出控制信号，以瞬时启用或停用对焦传感器的测量功能。同时，在对焦传感器启用期间，获取其离焦量信号，并根据与当前晶圆制程绑定的输出限幅参数和聚焦偏置参数，对该信号进行二次处理后，再作为驱动z轴运动的依据。

4、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

5、（1）硬件级实时屏蔽，彻底杜绝反射率突变干扰：通过pso功能在微秒级响应时间内直接控制传感器激光开关，在反射率突变区域强制关闭传感器，从根本上避免异常信号进入对焦控制器，相比图像后处理方案，响应速度提升数个数量级。

6、（2）传感器始终工作于最佳线性区间：通过af limit功能为不同制程晶圆配置匹配的输出限幅范围，避免传感器饱和或进入非线性区，提高测量可靠性。

7、（3）快速适配不同制程的聚焦偏移：通过af offset功能，无需机械调整即可补偿层厚差异、透明晶圆焦面偏移等问题，切换制程时一键调用，节省调机时间。

8、（4）灵活的区域屏蔽能力：不仅支持规则的切割道阵列mask，还支持任意区域（如固定异物点）的单点mask，甚至可覆盖整个die区域，适应多种复杂场景的屏蔽需求。

9、（5）迭代优化机制：通过“扫描→确认糊图→调整mask坐标→再扫描”的闭环流程，可快速收敛到最佳mask参数，确保屏蔽效果。

1.一种用于晶圆检测的自动对焦区域屏蔽与参数控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定晶圆上需要屏蔽对焦的至少一个区域的空间位置，包括以下方式中的至少一种：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述触发位置序列为沿x轴扫描方向排列的坐标序列，所述坐标序列由所有所述屏蔽区域的起始x坐标和结束x坐标按序组成；所述对焦使能状态序列为对应的二进制序列，其中0表示在该触发点之后进入自动对焦禁用区，1表示在该触发点之后进入自动对焦启用区。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信号为电平信号，通过硬件电路直接连接至所述对焦传感器，以控制测量激光的开启与关闭，或控制输出信号是否被传输至下游的对焦控制器。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括一种迭代优化步骤：

7.一种用于晶圆检测的自动对焦区域屏蔽与参数控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述对焦传感器为共焦传感器或激光位移传感器；所述z轴驱动机构为压电陶瓷致动器或直线电机。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述上位机软件模块还包含配方管理单元，用于存储和调用不同晶圆制程对应的、集成了屏蔽区域信息、输出限幅参数和聚焦偏置参数的配方文件。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。