[發明專利]IC晶圓表面缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 201810212065.0
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108648168A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 劉西鋒;胡玉薇
• 申請（專利權）人: 北京京儀儀器儀表研究總院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/33;G06T5/40
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

1.一種IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、通過白光干涉儀獲取標準IC晶圓圖像，對標準IC晶圓圖像進行圖像預處理，將預處理后的圖像存儲于標準圖像樣本庫中，然后再通過白光干涉儀獲取待檢測的IC晶圓表面單個結構單元的原始圖像，得到待測圖像，對待測圖像進行圖像預處理；

b、對標準圖像樣本庫中的標準圖像和圖像預處理后的待測圖像進行圖像配準，實現標準圖像與待測圖像在空間位置上的對準；

c、先對標準圖像和配準后的待測圖像進行灰度差影運算，得到差影圖像，找出待測圖像與標準圖像的不同之處，再采用最大類間方差方法對差影圖像進行圖像二值化處理，然后對二值化處理后的圖像采用形態學方法處理，消除圖像中的虛假缺陷，得到缺陷圖像；

d、對缺陷圖像進行缺陷類型識別和缺陷位置標記。

2.如權利要求1所述的IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟a中，所述圖像預處理的具體過程為：

a1.對圖像進行圖像增強，所述圖像增強采用直方圖均衡化；

a2.對圖像增強后的圖像進行圖像濾波，所述圖像濾波采用中值濾波。

3.如權利要求2所述的IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟a2中，所述中值濾波選用5×5鄰域模板。

4.如權利要求1所述的IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟b中，所述圖像配準采用Surf算法，具體過程如下：

b1.對圖像預處理后的待測圖像和保存的標準圖像構建Hessian矩陣；

b2.初步確定待測圖像和標準圖像各自特征點的位置；

b3.精確定位待測圖像和標準圖像各自的極值點；

b4.選取特征點的主方向構造待測圖像和標準圖像各自的surf特征點描寫敘述算子；

b5.對標準圖像和待測圖像進行特征點匹配。

5.如權利要求1所述的IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟c中，所述形態學方法處理采用先開運算，再閉運算進行處理。

6.如權利要求1所述的IC晶圓表面缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟d中，所述缺陷類型識別的具體過程如下：

d1.遍歷缺陷圖像，如果有灰度值為255的像素點存在，就判定待測IC晶圓表面存在缺陷，有質量問題，為不合格品，否則為合格品；

d2.針對不合格品，由缺陷圖像特征提取與分類算法對不合格品的缺陷圖像進行缺陷類型識別；

所述缺陷圖像特征提取與分類算法的具體過程如下：

d2a.根據缺陷閉合邊界外側與相鄰區域的關系不同，把缺陷邊界輪廓分成不同的分段數N1，短路缺陷閉合邊界由于有2段和工藝圖案相鄰，有2段和背景基板相鄰，所以短路的邊界輪廓分段數為4，同理，斷路邊界輪廓分為4段，毛刺和缺損為2段，多余物和坑洞為1個閉合區域，即1段；

通過所述缺陷圖像的缺陷輪廓提取缺陷區域的分段數N1；

d2b.根據N1的數值結果，初步判斷缺陷類型如下：

若N1＝4，則識別為短路或斷路，記為1類缺陷；

若N1＝2，則識別為毛刺或缺損，記為2類缺陷；

若N1＝1，則識別為多余物或坑洞，記為3類缺陷；

d2c.短路、毛刺和多余物為待測圖像比標準圖像多一些結構，記為多料，而斷路、缺損、坑洞為待測圖像比標準圖像少一些結構，記為缺料；

根據缺陷為多料或缺料確定缺陷類型如下：

對1類缺陷，若缺陷為多料，則為短路，反之斷路；

對2類缺陷，若缺陷為多料，則為毛刺，反之缺損；

對3類缺陷，若缺陷為多料，則為多余物，反之坑洞。