一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法、装置、介质及系统与流程

本公开涉及半导体制造，尤其涉及一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法、装置、介质及系统。

背景技术：

1、半导体领域中，通过直拉法晶体生长设备制备出单晶硅棒，进而对单晶硅棒进行包含切片等一系列工业加工后，制备出单晶硅晶圆片，后文统称晶圆。在晶圆运输或生产过程中因摩擦、刮蹭、磕碰或化学药液浸染等原因，导致的崩边、划伤、化学脏污等缺陷是晶圆表面最主要的几种缺陷。包含此类缺陷的晶圆如果不能被有效检出而流入后序工艺，则此类晶圆很容易引起后序抛光工艺过程出现碎片问题，进而导致抛光设备故障宕机，损坏设备，造成严重的经济损失。

2、目前的晶圆表面划痕缺陷检测，主要是通过光学显微镜的形式，对晶圆的表面进行观察。这种检测方式可以发现尺寸较大、深度较深的缺陷，但是对于一些比较轻微的划痕缺陷，检出效果则差强人意。由于没有固定的判断标准，容易受到检测人员主观因素的影响，对缺陷判断上可能存在态度差异，同时人工判断还存在着检出效率低下、人力成本高等客观缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开期望提供一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法、装置、介质及系统；能够准确识别晶圆表面划痕缺陷。

2、本公开的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本公开提供了一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法，包括：

4、基于待测晶圆的多个原始图像，获取所述待测晶圆的感兴趣晶圆区域图像；

5、根据所述感兴趣晶圆区域图像所表征的表面缺陷，获得多个连通域；

6、将所述多个连通域划分为第一连通域或第二连通域；

7、针对每一个第一连通域，根据连通域特征值识别处于所述第一连通域内的缺陷的类型；

8、针对每一个第二连通域，根据距离以及方向差确定对应的第三连通域，并将所述每一个第二连通域与所述对应的第三连通域合并生成对应的待测缺陷区域；

9、根据每一个待测缺陷区域的特征值识别处于所述每一个待测缺陷区域内的缺陷的类型。

10、在一些示例中，所述将所述多个连通域划分为第一连通域或第二连通域，包括：

11、针对每一个连通域，根据连通域平均灰度值，判定所述每一个连通域为第一连通域或第二连通域。

12、在一些示例中，所述针对每一个第二连通域，根据距离以及方向差确定对应的第三连通域，包括：

13、针对每一个第二连通域，计算所述每一个第二连通域与其他第二连通域中的每一个之间的距离；

14、所述其他第二连通域中，所述距离小于距离阈值的连通域为所述每一个第二连通域的候选第三连通域；

15、计算所述每一个第二连通域与所述候选第三连通域中的每一个之间的方向差；

16、所述方向差小于方向差阈值的连通域确定为所述每一个第二连通域对应的第三连通域。

17、一些示例中，所述计算所述每一个第二连通域与所述候选第三连通域中的每一个之间的方向差，包括：

18、所述每一个第二连通域最小外接矩形的长边方向所在的直线为第一直线；

19、所述候选第三连通域中的每一个的最小外接矩形的长边方向所在的直线为第二直线；

20、所述第一直线与第二直线之间的夹角为方向差。

21、一些示例中，所述计算所述每一个第二连通域与其他第二连通域中的每一个之间的距离，包括：

22、经过所述每一个第二连通域最小外接矩形的中心点，与所述每一个第二连通域最小外接矩形长边方向平行的直线为参考直线；

23、所述其他第二连通域中的每一个的最小外接矩形的中心点与所述参考直线的垂直距离为第一距离；

24、所述其他第二连通域中的每一个的最小外接矩形的中心点与所述每一个第二连通域最小外接矩形的中心点的距离为第二距离；

25、相应地，所述其他第二连通域中，所述距离小于距离阈值的连通域为所述每一个第二连通域的候选第三连通域，包括：

26、所述第一距离小于第一距离阈值，且所述第二距离小于第二距离阈值的连通域为每一个第二连通域的候选第三连通域。

27、第二方面，一种晶圆表面划痕缺陷的检测装置，所述装置包括：图像获取部分、提取部分、判定部分、第一识别部分、合并部分、第二识别部分；其中，

28、所述图像获取部分，经配置为：基于待测晶圆的多个原始图像，获取所述待测晶圆的感兴趣晶圆区域图像；

29、所述提取部分，经配置为：根据所述感兴趣晶圆区域图像所表征的表面缺陷，获得多个连通域；

30、所述判定部分，经配置为：将所述多个连通域划分为第一连通域或第二连通域；

31、所述第一识别部分，经配置为：针对每一个第一连通域，根据连通域特征值识别处于所述第一连通域内的缺陷的类型；

32、所述合并部分，经配置为：针对每一个第二连通域，根据距离以及方向差确定对应的第三连通域，并将所述每一个第二连通域与所述对应的第三连通域合并生成对应的待测缺陷区域；

33、所述第二识别部分，经配置为根据每一个待测缺陷区域的特征值识别处于所述每一个待测缺陷区域内的缺陷的类型。

34、第三方面，本公开提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储晶圆表面划痕缺陷的检测程序，所述晶圆表面划痕缺陷的检测程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述晶圆表面划痕缺陷的检测方法和步骤。

35、第四方面，本公开提供了一种晶圆表面划痕缺陷的检测系统，所述系统包括：

36、扫描相机，被配置为：通过一次或多次扫描所述待测晶圆采集待测晶圆的原始图像；

37、光源，被配置为：所述扫描相机采集所述原始图像时照射所述待测晶圆表面；

38、支撑部件，被配置为：采集所述待测晶圆的图像时，支撑并带动所述待测晶圆移动；

39、计算设备，被配置：执行时实现第一方面所述晶圆表面划痕缺陷的检测方法和步骤。

40、本公开提供了一种表面划痕缺陷的检测方法、装置、介质及系统；对待测晶圆表面图像中连通域识别出第一连通域和存在断续可能的第二连通域，合并后第二连通域形成最终的待测缺陷区域；基于最终确定的待测缺陷区域识别缺陷类别，提高了划痕缺陷识别准确率。

技术特征：

1.一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多个连通域划分为第一连通域或第二连通域，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每一个第二连通域，根据距离以及方向差确定对应的第三连通域，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述每一个第二连通域与所述候选第三连通域中的每一个之间的方向差，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述每一个第二连通域与其他第二连通域中的每一个之间的距离，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于待测晶圆的多个原始图像，获取所述待测晶圆的感兴趣晶圆区域图像，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对每一个原始图像进行预处理，获得预处理后的待测晶圆图像，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对预处理后的待测晶圆图像进行拼接，包括：

9.一种晶圆表面划痕缺陷的检测装置，所述装置包括：图像获取部分、提取部分、判定部分、第一识别部分、合并部分、第二识别部分；其中，

10.一种晶圆表面划痕缺陷的检测系统，其特征在于，所述系统包括：

11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储晶圆表面缺陷的检测的程序，所述晶圆表面缺陷的检测的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述晶圆表面划痕缺陷的检测方法和步骤。

技术总结
本公开公开了一种晶圆表面划痕缺陷的检测方法、装置、介质及系统，属于半导体制造技术领域，包括：基于待测晶圆的多个原始图像，获取待测晶圆的感兴趣晶圆区域图像并分割获得多个连通域；将多个连通域划分为第一连通域或第二连通域；针对第一连通域，根据连通域特征值识别第一连通域内缺陷的类型；对第二连通域，确定对应的第三连通域，并将第二连通域与对应的第三连通域合并生成对应的待测缺陷区域；根据待测缺陷区域的特征值识别缺陷的类型。对待测晶圆表面图像中连通域识别出第一连通域和存在断续可能的第二连通域，合并后第二连通域形成最终的待测缺陷区域；基于最终确定的待测缺陷区域识别缺陷类别，提高了划痕缺陷识别准确率。

技术研发人员：张富涛
受保护的技术使用者：西安芯晖检测技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15