[發明專利]一種晶圓缺陷檢測方法及應用

在審

• 申請號: 202211191900.X
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115564723A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 萬光繼;張虎
• 申請（專利權）人: 武漢精立電子技術有限公司;蘇州精瀨光電有限公司;武漢精測電子集團股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/80;G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

本發明公開了一種晶圓缺陷檢測方法，包括：獲取待檢測晶圓的多張晶粒檢測圖像；根據多張晶粒檢測圖像得到單個晶粒的完美晶粒圖像；獲取晶粒檢測圖像所在目標晶粒的位置信息，并確定包含目標晶粒的待檢測區域圖像；將待檢測區域圖像與完美晶粒圖像逐像素進行比對，計算出各個對應像素之間的差異值，并基于差異值生成二維結果圖；設置缺陷控制閾值，將二維結果圖中差異值大于缺陷控制閾值的像素點標記為缺陷。其可以傳統晶圓缺陷檢通過卷積計算待檢像素與周圍像素之間的灰度關系或者位置關系來判斷缺陷存在實時性差、對形狀復雜的晶粒需要分區檢測、以及對灰度變化大的圖像需要調整缺陷判斷閾值的問題。

技術領域

本發明涉及半導體晶圓外觀缺陷檢測技術領域，尤其涉及到一種晶圓缺陷檢測方法、裝置和系統以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

晶圓缺陷檢測是半導體生產領域中必不可少的一項工藝流程，由于在半導體檢測領域對檢測實時性和檢測準確性要求極高，因此缺陷檢測算法在滿足檢測精度的同時，對降低算法復雜度也提出了很高的要求。

傳統的晶圓缺陷檢測方法是通過判斷晶圓圖像中待檢像素與周圍像素之間的灰度關系或者位置關系，從而通過人為給定的閾值來判斷待檢像素是否為缺陷。如專利CN113808110A公開的技術方案，通過對晶圓圖像進行灰度平均后，采用卷積核對圖像做濾波操作，該濾波操作實際利用像素之間的灰度關系進行相關計算，再通過人為設置管控閾值，對濾波后的圖像進行缺陷判斷。

然而上述方法存在以下問題：1、由于對每張圖像均作大量計算(卷積計算)，無法滿足檢測的實時性要求。2、對于形狀復雜的Die(晶粒)，傳統的檢測方法需要分區域進行檢測，且每個區域會有不同的控制參數和檢測邏輯，算法開發難度大，調試困難。3、對于整體灰度變化較大的圖像，人為管控的閾值需要重新調整，無法做到很高的自適應程度，缺陷檢測的魯棒性差。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種晶圓缺陷檢測方法、裝置和系統以及計算機可讀存儲介質，其可以解決傳統晶圓缺陷檢通過卷積計算待檢像素與周圍像素之間的灰度關系或者位置關系來判斷缺陷存在實時性差、對形狀復雜的晶粒需要分區檢測、以及對灰度變化大的圖像需要調整缺陷判斷閾值的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種晶圓缺陷檢測方法，包括：獲取待檢測晶圓的多張晶粒檢測圖像；根據所述多張晶粒檢測圖像得到單個晶粒的完美晶粒圖像；獲取所述晶粒檢測圖像所在目標晶粒的位置信息，并根據所述目標晶粒的位置信息確定包含所述目標晶粒的待檢測區域圖像；將所述待檢測區域圖像與所述完美晶粒圖像逐像素進行比對，計算出各個對應像素之間的差異值，并基于所述差異值生成二維結果圖；設置缺陷控制閾值，將所述二維結果圖中差異值大于所述缺陷控制閾值的像素點標記為缺陷。

在本發明的一個實施例中，所述根據所述多張晶粒檢測圖像得到單個晶粒的完美晶粒圖像，包括：通過特征點匹配法將所述多張晶粒檢測圖像拼接為包含多個完整晶粒圖像的整體圖像；通過模板匹配法將所述整體圖像中的所有所述完整晶粒圖像查找并分割出來，作為訓練所述完美晶粒圖像的數據集；采用圖像融合法對所述數據集中的所述完整晶粒圖像進行訓練，以得到所述完美晶粒圖像。

在本發明的一個實施例中，所述采用圖像融合法對所述數據集中的所述完整晶粒圖像進行訓練，以得到所述完美晶粒圖像，包括：根據多個所述完整晶粒圖像的相同區域進行圖像對位融合，并獲取多個所述完整晶粒圖像的各個子區域對應的子區域圖像；選取多個所述完整晶粒圖像之間的同一個所述子區域中出現次數最多的所述子區域圖像作為該子區域對應的標準晶粒圖像；將每個所述子區域對應的所述標準晶粒圖像進行拼接，得到所述完美晶粒圖像。

在本發明的一個實施例中，所述計算出各個對應像素之間的差異值，并基于所述差異值生成二維結果圖，包括：將所述待檢測區域圖像與所述完美晶粒圖像上對應像素點的灰度值相減，得到所述差異值；基于所述差異值生成與所述待檢測區域上像素點坐標一一對應的所述二維結果圖。