[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

本發明屬于晶圓檢測技術領域，尤其涉及一種針對具有重復圖案陣列結構產品的IC晶圓表面缺陷檢測方法，包括以下步驟：a、由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后存儲于標準圖像樣本庫，再由白光干涉儀獲取待檢IC晶圓表面單個結構單元的原始圖像，即待測圖像，并進行圖像預處理；b、對標準圖像樣本庫的標準圖像和圖像預處理后的待測圖像進行圖像配準；c、對標準圖像和配準后的待測圖像依次進行灰度差影運算、圖像二值化處理和形態學方法處理，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。本發明在晶圓表面具有重復圖案陣列的情況下實現IC晶圓表面缺陷的檢測，具有算法簡單，檢測快速有效的特點。

技術領域

本發明屬于晶圓檢測技術領域，尤其是涉及一種針對具有重復圖案陣列結構產品的IC(integrated circuit，集成電路)晶圓表面缺陷檢測方法。

背景技術

在半導體工業中，對于晶圓表面的缺陷檢測，一般要求高效準確，能夠快速有效地捕捉缺陷。對于晶圓表面缺陷的檢測，最早主要是采用顯微鏡目檢。隨著技術的發展，半導體工藝制程由90nm發展為 14nm，用目檢的方式進行圖形缺陷檢測己經無法滿足目前精度的需求，并且表征晶圓表面缺陷的數據越來越多，靠人力進行檢查已越來越力不從心。

目前使用較為廣泛的基于圖像處理的晶圓表面缺陷檢測方法，都是通過采集一張完整的待測晶圓圖像，再進行處理。采用此方法采集的圖像數據量大，處理步驟繁瑣，對計算機的硬件要求較高。但是像儲存器、CD圖像傳感器，LCD等具有重復圖案陣列結構的產品在整個IC中也占有較大份量，因而研究一種專門針對這種結構的高精度高速度的缺陷檢測方法具有重要的現實意義。

發明內容

本發明針對具有重復圖案陣列結構產品的IC晶圓表面存在缺陷的情況，提出一種智能化、高效的晶圓表面缺陷檢測方法，以克服現有技術的缺點與不足，使得針對IC晶圓表面缺陷的定位更加準確、簡單并且有效。

為實現上述目的，本發明提供一種IC晶圓表面缺陷檢測方法，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(即圖像去噪和圖像增強)，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(即圖像去噪和圖像增強)；

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(Otsu)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。

在上述技術方案的基礎上，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，以提高圖像的對比度；

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，以濾除噪聲，平滑圖像。

在上述技術方案的基礎上，步驟a2中，所述中值濾波選用5×5 鄰域模板。

在上述技術方案的基礎上，步驟b中，所述圖像配準采用Surf 算法，以實現標準圖像與待測圖像在空間位置上的對準，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；