[發明專利]一種半導體表面缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202210935102.7
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115020267B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 黃敏
• 申請（專利權）人: 啟東旺晟電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 杭州聚邦知識產權代理有限公司 33269
• 代理人: 周美鋒

本發明涉及電子元件領域，具體涉及一種半導體表面缺陷檢測方法，利用機器視覺對生產過程中的半導體缺陷進行識別。包括：獲取半導體表面圖像，對半導體表面圖像灰度值及其頻率擬合得到兩個子高斯模型；根據子高斯模型的數據進行閾值分割，從而確定所有的疑似劃痕像素點；劃分疑似劃痕區域，確定疑似劃痕區域的疑似劃痕像素點所屬的疑似劃痕方向；分別計算每個疑似劃痕區域中各疑似劃痕方向的劃痕概率；計算該疑似劃痕區域為劃痕區域的可能性從而確定出所有的劃痕區域，確定劃痕缺陷區域。本發明根據圖像亮度提取疑似劃痕像素點，利用疑似點的方向性進行劃痕的檢測，可以對劃痕的較淺位置區域進行檢測，提高了對半導體元件檢測的準確性。

技術領域

本申請涉及電子元件領域，具體涉及一種半導體表面缺陷檢測方法。

背景技術

半導體晶片的制備通常需要經過機械切割，粗磨、細磨及化學和機械拋光等環節。然而，經過化學、機械拋光的半導體晶片表面常存在損傷層，損傷層中的劃痕會對后續同質或異質外延生長材料的質量和器件性能帶來負面效應。

劃痕通常會在半導體表面形成細而深的凹痕，可能會傷及電鍍層，且劃痕出現位置隨機，形狀大小不固定，嚴重影響半導體性能以及質量。所以對于半導體進行表面情況進行識別，進一步對半導體進行質量檢測在半導體生產過程中是很有必要的。

由于半導體體積小，導致表面的劃痕一般肉眼無法識別，往往需要借助其他儀器；此外，由于半導體表面經過拋光后，其表面結構為粗糙面（類似磨砂質地），存在很多微小凹坑，使得較淺劃痕與周邊環境的差異變小，檢測難度增大。

目前對于生產過程中的半導體表面劃痕檢測的方法多為人工檢測，費用昂貴、檢測人員容易疲勞，且容易造成漏檢，難以適應當前的高速成產現狀，通過電子設備（攝像頭）對電子元件進行檢測大多是通過攝像頭獲取圖像后通過邊緣檢測來進行劃痕的識別，但是有的劃痕不明顯，會出現漏檢的現象；因此設計一種基于機器視覺的生產領域人工智能系統對半導體表面劃痕缺陷進行自動檢測的方法是非常重要的。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種半導體表面缺陷檢測方法。

本發明實施例提供了一種半導體表面缺陷檢測方法，包括：

獲取半導體表面圖像；

統計半導體表面圖像中灰度值的頻率，對灰度值及其頻率進行高斯擬合，得到兩個子高斯模型；

根據子高斯模型的均值和方差對灰度值進行閾值分割，得到疑似劃痕像素點對應的灰度值，根據疑似劃痕像素點的灰度值確定所有的疑似劃痕像素點；

以每個疑似劃痕像素點為中心點，設置半徑得到的圓形區域作為疑似劃痕區域，根據疑似劃痕區域內疑似劃痕像素點和中心點的位置關系確定各疑似劃痕像素點屬于的疑似劃痕方向；

根據每個疑似劃痕區域中各疑似劃痕方向的初始概率和該疑似劃痕方向上各疑似劃痕像素點與中心像素點的距離，分別計算每個疑似劃痕區域中各疑似劃痕方向的劃痕概率；

根據疑似劃痕區域中每個疑似劃痕方向的劃痕概率計算該疑似劃痕區域為劃痕區域的可能性；

設置區域閾值，根據各疑似劃痕區域為劃痕區域的可能性和區域閾值的關系確定出所有的劃痕區域，將劃痕區域對應的中心疑似像素點作為劃痕點；

將相鄰的所有劃痕點連接起來得到劃痕，直至連接完所有的劃痕點，得到所有的劃痕。

根據疑似劃痕像素點的灰度值確定所有的疑似劃痕像素點的方法為：獲取疑似劃痕像素點的所有灰度值，得到的各灰度值對應的所有像素點為疑似劃痕像素點；

其中，疑似劃痕像素點的灰度值的獲取過程如下：

統計半導體表面圖像中各像素點的灰度值的頻率，對半導體表面圖像的灰度值及其頻率進行高斯擬合得到兩個子高斯模型；