一种基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法及装置与流程

本发明涉及晶圆制备的雾状流体参数检测，具体涉及一种基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法及装置。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，芯片制备设备的工艺性要求越来越高。在干燥某些表面已形成电路的晶圆时，工艺中需要惰性物替换有机溶剂，替换过程中，有机溶剂会以雾状流体排除腔体。

2、在晶圆制备过程中，有工艺环节会对晶圆进行药剂清洗或湿蚀刻等处理。该处理过程包括药液处理、纯水冲洗以及有机溶剂保护膜处理。在液体处理之后需要对晶圆进行干燥处理，并去除晶圆表面的有机溶剂保护膜。在干燥环节中，由于晶圆表面的图形的精细化和高纵横比化，加上有机溶剂的挥发会引起晶圆图形凹槽处的液膜消失，特别容易发生晶圆图形的形变。为了应对该问题，通常的做法是使用一种惰性物质对晶圆进行干燥处理，该惰性物在气液混合状态下将有机溶剂替换掉，在干燥过程中阻隔晶圆图形与外界气体的接触，以保证晶圆图形的完整性。

3、相关技术中，由于晶圆制备的特殊性无法实现实时在线监测有机溶剂是否被完全替换，而只能采用经验值时长来设定替换环节的时长，即该方式只能靠经验时长进行判定替换过程是否已经完成，导致晶圆的良品率无法掌控，以及影响检测效率以及检测精度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法及装置，以解决相关技术中只能靠经验时长进行判定替换过程是否已经完成，导致晶圆的良品率无法掌控，以及影响检测效率以及检测精度的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法，在腔室排放管路的入口处安装ccd相机，在ccd相机的对侧安装光源，在控温控压作用下利用气液混合物，将腔室内有机溶剂溶解为雾状流体，从腔室排出的雾状流体经过排放管路的入口，再通过光源在ccd相机上成像，方法包括：

3、基于ccd相机的成像空间，通过ccd相机识别成像空间内雾状流体的颗粒总数，颗粒经过拟合处理为预设直径的圆形颗粒状；

4、基于ccd相机的视野长度、视野宽度和镜头景深，计算成像空间的成像体积；

5、获取ccd相机在成像空间内成像的图像总帧数；

6、基于成像体积、图像总帧数、预设直径、颗粒总数，计算成像空间内雾状流体的平均浓度；

7、获取每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离；

8、基于曝光时间和移动距离，计算每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度；

9、基于成像空间内雾状流体的颗粒总数和每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度，计算成像空间内雾状流体的平均速度；

10、若成像空间内雾状流体的平均浓度小于或等于第一预设阈值，且成像空间内雾状流体的平均速度大于或等于第二预设阈值，则确认雾状流体排出排放管路。

11、通过执行上述实施方式，利用ccd相机将腔室排放管路内的雾状流体进行成像，并在线分析图像，得到雾状流体内有机溶剂的平均速度和平均浓度，当得到的参数值满足条件后，判定本次替换过程完成，发送检测到工艺终点的信号给整机控制系统，从而精准判定该工艺环节是否到达终点，并且提高了检测效率。

12、在一种可选的实施方式中，获取每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离，包括：

13、对每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的颗粒图像进行灰度处理；

14、基于灰度处理后的每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的颗粒图像，识别每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离。

15、通过执行上述实施方式，通过灰度处理，有利于识别每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离。

16、在一种可选的实施方式，对颗粒图像进行灰度处理包括：

17、从雾状流体图像提取三原色像素特征，并基于三原色像素特征和预设系数计算雾状流体图像基于曝光时间的灰度值；

18、基于曝光时间的灰度值，对颗粒图像进行灰度处理。

19、通过执行上述实施方式，通过具体的灰度处理方式，有利于识别每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离，最终有利于计算每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度。

20、在一种可选的实施方式，基于三原色像素特征和预设系数计算雾状流体图像基于曝光时间的灰度值，通过如下公式执行：

21、colorgray＝colorr*a+colorg*b+colorb*c；

22、其中，colorgray为灰度值，colorr为红色像素特征，colorg为绿色像素特征，colorb蓝色像素特征，a为第一预设系数，b为第二预设系数，c为第三预设系数。

23、通过执行上述实施方式，通过具体的灰度值计算方式，有利于识别每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离，最终有利于计算每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度。

24、在一种可选的实施方式，识别每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离，包括：

25、获取颗粒图像的在成像区域上的图像长度；

26、计算图像长度减去预设直径的差值得到移动距离。

27、通过执行上述实施方式，通过具体的移动距离计算方式，最终有利于计算每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度。

28、在种可选的实施方式，基于成像体积、图像总帧数、预设直径、颗粒总数，计算成像空间内雾状流体的平均浓度，通过如下公式执行：

29、

30、其中，y为平均浓度，g为颗粒总数，j为预设直径，p为图像总帧数，m为成像体积，n为第n颗颗粒的雾状流体。

31、通过执行上述实施方式，通过具体地平均浓度计算方式，有利于基于该平均浓度参数，对雾状流体是否完全排出排放管路进行准确检测。

32、在一种可选的实施方式中，方法还包括：

33、若确认雾状流体排出排放管路，则向外发出告警提示。

34、通过执行上述实施方式，以便引起工艺制备人员的注意。

35、第二方面，本发明提供了一种在腔室排放管路的入口处安装ccd相机，在ccd相机的对侧安装光源，在控温控压作用下利用气液混合物，将腔室内有机溶剂溶解为雾状流体，从腔室排出的雾状流体经过排放管路的入口，再通过光源在ccd相机上成像，装置包括：

36、雾状流体颗粒获取模块，用于基于ccd相机的成像空间，通过ccd相机识别成像空间内雾状流体的颗粒总数，颗粒经过拟合处理为预设直径的圆形颗粒状；

37、相机成像体积计算模块，用于基于ccd相机的视野长度、视野宽度和镜头景深，计算成像空间的成像体积；

38、相机图像帧数获取模块，用于获取ccd相机在成像空间内成像的图像总帧数；

39、雾状流体浓度计算模块，用于基于成像体积、图像总帧数、预设直径、颗粒总数，计算成像空间内雾状流体的平均浓度；

40、颗粒移动距离获取模块，用于获取每颗圆形颗粒状的雾状流体基于曝光时间在成像区域上的移动距离；

41、颗粒移动速度计算模块，用于基于曝光时间和移动距离，计算每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度；

42、颗粒平均速度计算模块，基于成像空间内雾状流体的颗粒总数和每颗圆形颗粒状的雾状流体的移动速度，计算成像空间内雾状流体的平均速度；

43、雾状流体排出确认模块，用于若成像空间内雾状流体的平均浓度小于或等于第一预设阈值，且成像空间内雾状流体的平均速度大于或等于第二预设阈值，则确认雾状流体排出排放管路。

44、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法。

45、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于晶圆制备的雾状流体参数检测方法。