[发明专利]用于半导体电子束缺陷监测的图像处理方法、装置和系统

说明书

本申请涉及一种用于半导体电子束缺陷监测的图像处理方法、装置和系统，通过获取原图，对所述原图进行滤波处理，获得滤波图像；获取所述滤波图像，采用对齐算法将所述滤波图像进行对齐处理，获得模板图像；将所述模板图像与预设参考图像进行图像减法运算，获得差值图像；计算所述差值图像的方差，并将所述方差与预设值进行对比判断，获取并输出比对判断结果。能够提高缺陷检测过程中图像对齐的成功率，由于滤波去掉图像对齐中不必要的细节，和利用差值图像对对齐结果的准确判断，进而可以交叉使用多种对齐算法，发挥各自优势，本发明的图像对齐算法成功率显著提升，从而大幅提升对齐算法的准确率。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于半导体电子束缺陷监测的图像处理方法、装置和控制系统以及非易失性计算机可读存储介质。

背景技术

在半导体芯片生产制造过程中，良率检验是必不可少的环节。良率通常是工艺改善最重要的指标，是检验各大Foundry和IDM实力的重要标准。良率检测通常将两张或以上不同die的图像进行比较。理想情况下晶圆上不同die的图像应该完全一样，而实际生产中由于缺陷的存在导致不同die的图像会有不同，这些图像上的不同点即被识别为缺陷。

当前普遍的缺陷检测算法首先需要将不同die的图片对齐，而图像对齐算法主要依赖于原图信息。由于各种噪声和设备在不同时间段会对成像参数造成波动影响，原图质量易受噪声和设备波动影响，导致发生图像对齐失败的情况，使得无法顺利进行后续良率检测的工作，从而降低图像对齐的准确率。

同时，目前缺陷检测流程在图像对齐过后，不会对对齐结果进行检查。其次，在大面积出现缺陷的情况下，由于缺陷的存在也会影响图像对齐算法的特性。

另外，普遍的对齐流程通常采用一种单一的对齐算法。由于不同算法原理的侧重点不同，难免在特定情况下性能显著下降，造成对齐失败。以及，通常度量图像信息量大小的量为信息熵，对上千张图片实验的结果表明，利用信息熵很难判断图像是否对齐，不同组图像的差值图像的信息熵和图像是否对齐关联并不明显。

此外，现有技术在图像对齐环节通常主要依赖于原图，或经过简单模糊化滤波后的图像。无法将图像整体的亮暗不均匀消除。在大量出现缺陷的情况下也无法将缺陷影响剔除。另外，传统方法缺乏对图像对齐结果的评估，因此无法交叉使用两种或以上对齐算法，减小对齐不成功比例。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种用于半导体电子束缺陷监测的图像处理方法、装置和控制系统以及非易失性计算机可读存储介质，意在提高缺陷检测过程中图像对齐的成功率，尤其在比较图片中大面积发生缺陷的情况下和图像受噪声影响质量下降，或整体明暗不均匀的情况的图像对齐成功率。本发明利用傅里叶变换滤波后的图像进行对齐，并根据两幅图像的差值来判断对齐是否成功，具备准确的判断图像是否对齐的能力，可以将两种或以上对齐算法交叉使用，发挥各自优势，从而大幅提升对齐算法的准确率。

根据本公开的一方面，提供了一种用于半导体电子束缺陷监测的图像处理方法，包括如下步骤：

S100、获取原图，对所述原图进行滤波处理，获得滤波图像；

S200、获取所述滤波图像，采用对齐算法将所述滤波图像进行对齐处理，获得模板图像；

S300、将所述模板图像与预设参考图像进行图像减法运算，获得差值图像；

S400、计算所述差值图像的方差，并将所述方差与预设值进行对比判断，获取并输出比对判断结果。

在一种可能的实现方式中，可选地，在步骤S100中，所述对所述原图进行滤波处理，获得滤波图像，包括：

S110、将所述原图进行傅里叶变换到频谱空间，获得频谱图像；

S120、将所述频谱图像输入高斯带通滤波器并对其图像频谱进行过滤，获取过滤频谱图像，其中，所述高斯带通滤波器的具体形式如下：