[发明专利]IC晶圆表面缺陷检测方法

说明书

本发明属于晶圆检测技术领域，尤其涉及一种针对具有重复图案阵列结构产品的IC晶圆表面缺陷检测方法，包括以下步骤：a、由白光干涉仪获取标准IC晶圆图像，对标准IC晶圆图像进行图像预处理后存储于标准图像样本库，再由白光干涉仪获取待检IC晶圆表面单个结构单元的原始图像，即待测图像，并进行图像预处理；b、对标准图像样本库的标准图像和图像预处理后的待测图像进行图像配准；c、对标准图像和配准后的待测图像依次进行灰度差影运算、图像二值化处理和形态学方法处理，得到缺陷图像；d、对缺陷图像进行缺陷类型识别和缺陷位置标记。本发明在晶圆表面具有重复图案阵列的情况下实现IC晶圆表面缺陷的检测，具有算法简单，检测快速有效的特点。

技术领域

本发明属于晶圆检测技术领域，尤其是涉及一种针对具有重复图案阵列结构产品的IC(integrated circuit，集成电路)晶圆表面缺陷检测方法。

背景技术

在半导体工业中，对于晶圆表面的缺陷检测，一般要求高效准确，能够快速有效地捕捉缺陷。对于晶圆表面缺陷的检测，最早主要是采用显微镜目检。随着技术的发展，半导体工艺制程由90nm发展为 14nm，用目检的方式进行图形缺陷检测己经无法满足目前精度的需求，并且表征晶圆表面缺陷的数据越来越多，靠人力进行检查已越来越力不从心。

目前使用较为广泛的基于图像处理的晶圆表面缺陷检测方法，都是通过采集一张完整的待测晶圆图像，再进行处理。采用此方法采集的图像数据量大，处理步骤繁琐，对计算机的硬件要求较高。但是像储存器、CD图像传感器，LCD等具有重复图案阵列结构的产品在整个IC中也占有较大份量，因而研究一种专门针对这种结构的高精度高速度的缺陷检测方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明针对具有重复图案阵列结构产品的IC晶圆表面存在缺陷的情况，提出一种智能化、高效的晶圆表面缺陷检测方法，以克服现有技术的缺点与不足，使得针对IC晶圆表面缺陷的定位更加准确、简单并且有效。

为实现上述目的，本发明提供一种IC晶圆表面缺陷检测方法，包括以下步骤：

a、通过白光干涉仪获取标准IC晶圆图像，对标准IC晶圆图像进行图像预处理(即图像去噪和图像增强)，将预处理后的图像存储于标准图像样本库中，然后再通过白光干涉仪获取待检测的IC晶圆表面单个结构单元的原始图像，得到待测图像，对待测图像进行图像预处理(即图像去噪和图像增强)；

b、对标准图像样本库中的标准图像和图像预处理后的待测图像进行图像配准，实现标准图像与待测图像在空间位置上的对准；

c、先对标准图像和配准后的待测图像进行灰度差影运算，得到差影图像，找出待测图像与标准图像的不同之处，再采用最大类间方差方法(Otsu)对差影图像进行图像二值化处理，然后对二值化处理后的图像采用形态学方法处理，消除图像中的虚假缺陷，得到缺陷图像；

d、对缺陷图像进行缺陷类型识别和缺陷位置标记。

在上述技术方案的基础上，步骤a中，所述图像预处理的具体过程为：

a1.对图像进行图像增强，所述图像增强采用直方图均衡化，以提高图像的对比度；

a2.对图像增强后的图像进行图像滤波，所述图像滤波采用中值滤波，以滤除噪声，平滑图像。

在上述技术方案的基础上，步骤a2中，所述中值滤波选用5×5 邻域模板。

在上述技术方案的基础上，步骤b中，所述图像配准采用Surf 算法，以实现标准图像与待测图像在空间位置上的对准，具体过程如下：

b1.对图像预处理后的待测图像和保存的标准图像构建Hessian 矩阵；

b2.初步确定待测图像和标准图像各自特征点的位置；

b3.精确定位待测图像和标准图像各自的极值点；