CN111664815A - 半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置 - Google Patents

半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置 Download PDF

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CN111664815A CN202010537686.3A CN202010537686A CN111664815A CN 111664815 A CN111664815 A CN 111664815A CN 202010537686 A CN202010537686 A CN 202010537686A CN 111664815 A CN111664815 A CN 111664815A
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Abstract

本发明公开了一种半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置，其中测量方法包括：获取半导体膜层的平面灰阶图像，平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应；根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵，灰阶矩阵包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值；根据灰阶矩阵获得高度矩阵，高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值；以及根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。根据本发明实施例的测量方法，能够直观获取半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。

Description

半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置
技术领域
本发明涉及半导体膜层检测领域，具体涉及一种半导体膜层上凸峰(peak)高度的测量方法及测量装置。
背景技术
在诸如薄膜晶体管的半导体器件中，半导体膜层是其中重要的功能膜层。半导体器件的制作过程包括形成半导体膜层，其中半导体膜层例如是非晶硅(amorphoussilicon，a-Si)膜层、多晶硅(polycrystalline silicon，p-Si)膜层等。这些半导体膜层在形成过程中，膜层中存在部分相邻晶粒在晶界位置处相互挤压的现象，从而形成凸峰(peak)。半导体器件的后续制作过程，往往包括在该半导体膜层上进行其它膜层的堆叠，而半导体膜层上凸峰的高度会影响后续堆叠膜层的表面粗糙度，从而导致半导体器件的电性产生变化，进而影响包含该器件的电路的正常工作状态，甚至导致电路工作异常。
因此，针对半导体膜层上的凸峰高度进行测量，对半导体器件制造过程中的品质监控具有重要意义。因此，期望一种高效的半导体膜层上凸峰高度的测量方法。
发明内容
本发明提供一种半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置，能够实现对半导体膜层上凸峰高度的测量。
一方面，本发明实施例提供一种半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其包括：获取半导体膜层的平面灰阶图像，平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应；根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵，灰阶矩阵包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值；根据灰阶矩阵获得高度矩阵，高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值；以及根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。
根据本发明一方面的上述实施方式，根据灰阶矩阵获得高度矩阵包括：根据灰阶矩阵获得灰阶差值矩阵，灰阶差值矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个灰阶差值元素，每个灰阶差值元素的值等于对应灰阶元素与灰阶矩阵中的最小灰阶元素的差值；根据灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵，其中，单位灰阶高度差为单位灰阶对应的半导体膜层表面的高度变化量，高度差矩阵包括与多个灰阶差值元素对应的多个高度差元素，每个高度差元素的值表征半导体膜层上对应位置点与最低位置点的高度差；以及对高度差矩阵进行基准高度校正，得到高度矩阵。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，根据灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵包括：获取单位灰阶高度差；以及将单位灰阶高度差与灰阶差值矩阵数乘，使得每个灰阶差值元素转化为高度差元素，得到高度差矩阵。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，在将单位灰阶高度差与灰阶差值矩阵数乘的步骤前，根据灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵还包括：校正单位灰阶高度差。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，对高度差矩阵进行基准高度校正包括：获取半导体膜层的基准高度；根据高度差矩阵与基准高度获得基准差矩阵，基准差矩阵包括与多个高度差元素对应的多个基准差元素，每个基准差元素的值等于对应高度差元素的值减去基准高度；以及修正基准差矩阵，其中，将值小于等于0的基准差元素替换为0值，将值大于0的基准差元素保留，使得各基准差元素转变为对应的高度元素，得到高度矩阵。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，获取半导体膜层的基准高度包括：将高度差矩阵的全部高度差元素以值的从小到大顺序排列，得到元素数列；预设基准参考比例；根据基准参考比例与元素数列中高度差元素的总数量得到参考元素数量；以及获取元素数列排列顺序上前参考元素数量的高度差元素的平均值，作为基准高度。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，获取半导体膜层的平面灰阶图像包括：通过扫描电子显微镜获取半导体膜层的平面灰阶图像。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵的步骤前，半导体膜层上凸峰高度的测量方法还包括：对平面灰阶图像进行降噪处理。
根据本发明一方面的上述任一实施方式，根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置信息及凸峰的高度信息包括：在高度矩阵中获取大于等于预设高度值的高度元素的聚集区，每个聚集区对应一个凸峰；根据聚集区的高度元素在半导体膜层上所对应的位置点得到对应凸峰的位置信息；根据聚集区的高度元素的值得到对应凸峰的高度信息。
另一方面，本发明实施例提供一种半导体膜层上凸峰高度的测量装置，其包括：图像采集器，用于获取半导体膜层的平面灰阶图像，平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应；图像转换模块，与图像采集器耦合，用于根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵，灰阶矩阵包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值；矩阵转换模块，与图像转换模块耦合，用于根据灰阶矩阵获得高度矩阵，高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值；以及凸峰信息获取模块，与矩阵转换模块耦合，用于根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。
根据本发明实施例的半导体膜层上凸峰高度的测量方法及测量装置，获取半导体膜层的平面灰阶图像并进行数据转换，得到相应的高度矩阵，其中高度矩阵中每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值，根据该高度矩阵上能够直观获取半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。因此，在半导体器件的制造过程中，能够采集半导体膜层的实时图像并根据该图像获取，进而根据该图像转换得到的高度矩阵实时检测到半导体膜层上的凸峰高度信息，提高产线监控的时效性。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。
图1是本发明一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法的流程框图；
图2是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法的流程框图；
图3是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中获取的平面灰阶图像的示意图；
图4是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中降噪处理后的平面灰阶图像的示意图；
图5是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中根据灰阶矩阵获得高度矩阵步骤的流程框图；
图6是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中对高度差矩阵进行基准高度校正步骤的流程框图；
图7是本发明一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量装置的结构框图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供一种半导体膜层上凸峰高度的测量方法。半导体膜层例如是非晶硅(amorphous silicon，a-Si)膜层、多晶硅(polycrystalline silicon，p-Si)膜层等，也可以是其它类似的在形成过程中容易在膜层内晶界位置产生凸峰(peak)的半导体膜层。本文在以下的实施例中，以对p-Si膜层上凸峰高度的测量为例进行说明，这些实施例涉及的测量方法及测量装置也可以应用于与p-Si膜层类似的具有凸峰的半导体膜层的凸峰测量中。
p-Si膜层例如是低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)膜层。在一些半导体器件领域中，例如显示面板领域，可以采用熔融p-Si膜层并使膜层中的晶粒横向生长形成p-Si膜层。其中，晶粒在横向生长过程中，相邻晶粒可能在晶界位置处相互挤压，从而形成凸峰。
图1是本发明一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法的流程框图，该实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法包括步骤S110至步骤S140。
在步骤S110中，获取半导体膜层的平面灰阶图像。平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应。
在步骤S120中，根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵。灰阶矩阵包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值。
在步骤S130中，根据灰阶矩阵获得高度矩阵。高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值。
在步骤S140中，根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。
根据本发明实施例的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，获取半导体膜层的平面灰阶图像并进行数据转换，得到相应的高度矩阵，其中高度矩阵中每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值，根据该高度矩阵上能够直观获取半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。因此，在半导体器件的制造过程中，能够采集半导体膜层的实时图像并根据该图像获取，进而根据该图像转换得到的高度矩阵实时检测到半导体膜层上的凸峰高度信息，提高产线监控的时效性。
在一些实施例中，步骤S110包括通过扫描电子显微镜(scanning electronmicroscope，SEM)获取半导体膜层的平面灰阶图像，SEM成像原理为二次电子成像，二次电子溢出多的位置接收器接收到信号强，SEM成像越亮，该位置灰阶值越高。通过SEM获取的平面灰阶图中，在半导体膜层的凸峰位置，从谷到峰二次电子溢出越来越多，该位置SEM成像越亮。因此，在平面灰阶图像上与半导体膜层的凸峰位置对应处，凸峰位置高度越高，该位置像素点的灰阶值越大。
在上述实施例中，通过SEM成像并对图像转换，实现半导体膜层上凸峰高度信息的获取，该方法能够对大面积的整个待测样品进行实时图像的获取和凸峰高度的测量，从而实现半导体膜层以及半导体器件在制造过程中的在线监测，即实现凸峰高度的大批量实时监控，提高检测效率。相对于利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)进行凸峰高度测量的方式(利用AFM测量时待测样品的面积较小)，能够节省对待测样品裂片、送样以及等待的时间，从而提高测量效率。
图2是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法的流程框图，该实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法包括步骤S210至步骤S250。
在步骤S210中，获取半导体膜层的平面灰阶图像。图3是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中获取的平面灰阶图像的示意图。平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应。图3中，以平面灰阶图像上阵列排布的多个方格示出多个像素点，每个像素点的亮暗程度表示其灰阶大小程度，并且在每个像素点内，标识了该像素点的灰阶值。其中，像素点内标识的数值越大，该像素点的亮度越大，标识该像素点的灰阶值越高。
在一些实施例中，步骤S210包括通过SEM获取半导体膜层的平面灰阶图像，从而能够对大面积的整个待测样品进行实时图像的获取和凸峰高度的测量，实现半导体膜层以及半导体器件在制造过程中的在线监测，即实现凸峰高度的大批量实时监控，提高检测效率。
在步骤S220中，对平面灰阶图像进行降噪处理。图4是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中降噪处理后的平面灰阶图像的示意图。对平面灰阶图像进行降噪处理的方式可以采用中值滤波、均值滤波等滤波方式，能够降低原平面灰阶图像中的噪声，提高凸峰高度测量的准确性。
在步骤S230中，根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵。
灰阶矩阵
Figure BDA0002537571900000071
灰阶矩阵X为m(行)×n(列)的矩阵，其中灰阶矩阵X的行数与平面灰阶图像上像素点的行数相同，灰阶矩阵X的列数与平面灰阶图像上像素点的列数相同。其中，灰阶矩阵X包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值，例如灰阶元素Xmn的值等于平面灰阶图像上第m行第n列的像素点的灰阶值。
在步骤S240中，根据灰阶矩阵获得高度矩阵。高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值。
图5是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中根据灰阶矩阵获得高度矩阵步骤的流程框图。在一些实施例中，步骤S240进一步包括步骤S241至步骤S243。
在步骤S241中，根据灰阶矩阵获得灰阶差值矩阵，灰阶差值矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个灰阶差值元素，每个灰阶差值元素的值等于对应灰阶元素与灰阶矩阵中的最小灰阶元素的差值。
具体地，在灰阶矩阵X中获取灰阶元素的值最小的最小灰阶元素Xmin，然后根据最小灰阶元素Xmin构建最小值矩阵D：
最小值矩阵
Figure BDA0002537571900000081
其中，最小值矩阵D也为m(行)×n(列)的矩阵，其包括的每个元素均为最小灰阶元素Xmin。
之后，根据灰阶矩阵X和最小值矩阵D获得灰阶差值矩阵ΔX：
灰阶差值矩阵
Figure BDA0002537571900000082
Figure BDA0002537571900000083
即，每个灰阶差值元素的值等于对应灰阶元素与灰阶矩阵中的最小灰阶元素的差值，例如灰阶差值元素ΔXmn的值等于对应灰阶元素Xmn与最小灰阶元素Xmin的差值。
在步骤S242中，根据灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵，其中，单位灰阶高度差为单位灰阶对应的半导体膜层表面的高度变化量。高度差矩阵包括与多个灰阶差值元素对应的多个高度差元素，每个高度差元素的值表征半导体膜层上对应位置点与最低位置点的高度差。
具体地，步骤S242可以包括：首先，获取单位灰阶高度差Δh；之后，将单位灰阶高度差Δh与灰阶差值矩阵ΔX数乘，使得每个灰阶差值元素转化为高度差元素，得到高度差矩阵ΔH：
高度差矩阵
Figure BDA0002537571900000084
Figure BDA0002537571900000085
此时，每个高度差元素的值表征半导体膜层上对应位置点与最低位置点的高度差。
在一些实施例中，在将单位灰阶高度差与灰阶差值矩阵数乘的步骤前，根据灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵还包括：校正单位灰阶高度差，使得单位灰阶高度差Δh的更能准确表示平面灰阶图像中单位灰阶对应的半导体膜层表面的高度变化量，提高凸峰高度测量的准确性。在一些实施例中，单位灰阶高度差Δh可以通过AFM方式进行校正。
在步骤S243中，对高度差矩阵进行基准高度校正，得到高度矩阵。
图6是本发明另一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量方法中对高度差矩阵进行基准高度校正步骤的流程框图。具体地，在一些实施例中，步骤S243又包括步骤S2431至步骤S2433。
在步骤S2431中，获取半导体膜层的基准高度。在本步骤中，将半导体膜层中占据面积较多的平坦表面所处的高度作为基准高度，使得凸峰相对基准高度的高度值即为凸峰自身的高度。
在一些实施例在，获取半导体膜层的基准高度具体可以包括：将高度差矩阵ΔH的全部高度差元素以值的从小到大顺序排列，得到元素数列Z1、Z2、……、Z(m×n)，其中元素数列Z1、Z2、……、Z(m×n)共包括m×n项；预设基准参考比例δ％，该基准参考比例δ％是根据实验数据或需求设定的常数量，其大致等于平面灰阶图像中表示半导体膜层中平坦表面的像素点占全部像素点的面积比例；之后，根据基准参考比例δ％与元素数列Z1、Z2、……、Z(m×n)中高度差元素的总数量(即元素数列的项数)得到参考元素数量a，即参考元素数量a＝(m×n)×δ％；之后，获取元素数列Z1、Z2、……、Z(m×n)排列顺序上前参考元素数量a的高度差元素的平均值，作为基准高度b：
基准高度
Figure BDA0002537571900000091
在步骤S2432中，根据高度差矩阵与基准高度获得基准差矩阵，基准差矩阵包括与多个高度差元素对应的多个基准差元素，每个基准差元素的值等于对应高度差元素的值减去基准高度。
具体地，根据基准高度b构建基准高度矩阵H0：
基准高度矩阵
Figure BDA0002537571900000092
其中，基准高度矩阵H0也为m(行)×n(列)的矩阵，其包括的每个元素均为基准高度b。
之后，根据高度差矩阵ΔH和基准高度矩阵H0获得基准差矩阵H＇：
基准差矩阵
Figure BDA0002537571900000101
Figure BDA0002537571900000102
即，每个基准差元素的值等于对应对应高度差元素的值减去基准高度，例如基准差元素Hmn＇的值等于高度差元素ΔHmn与基准高度b的差值。
在步骤S2433中，修正基准差矩阵，其中，将值小于等于0的基准差元素替换为0值，将值大于0的基准差元素保留，使得各基准差元素转变为对应的高度元素，得到高度矩阵H。
至此，得到高度矩阵H。之后，请继续参考图2，在步骤S250中，根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。
具体地，根据高度矩阵H获得半导体膜层上凸峰的位置信息及凸峰的高度信息包括：在高度矩阵H中获取大于等于预设高度值的高度元素的聚集区，每个聚集区对应一个凸峰；根据聚集区的高度元素在半导体膜层上所对应的位置点得到对应凸峰的位置信息；根据聚集区的高度元素的值得到对应凸峰的高度信息。在一些实施例中，以聚集区中值最大的高度元素的值作为对应凸峰的高度信息。
根据本发明实施例的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，获取半导体膜层的平面灰阶图像并进行数据转换，得到相应的高度矩阵，其中高度矩阵中每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值，根据该高度矩阵上能够直观获取半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。因此，在半导体器件的制造过程中，能够采集半导体膜层的实时图像并根据该图像获取，进而根据该图像转换得到的高度矩阵实时检测到半导体膜层上的凸峰高度信息，提高产线监控的时效性。
根据本发明实施例的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，可以对半导体膜层上的凸峰高度信息实时监控，方便根据实际产线工艺，制定相应管控规则，能对异常产品及时拦截，防止大批量异常产品产出，提高产线工艺监控品质。
本发明实施例还提供一种半导体膜层上凸峰高度的测量装置，用于实现半导体膜层上凸峰高度的测量。图7是本发明一种实施例提供的半导体膜层上凸峰高度的测量装置的结构框图。该半导体膜层上凸峰高度的测量装置包括图像采集器110、图像转换模块120、矩阵转换模块130、凸峰信息获取模块140。
图像采集器110用于获取半导体膜层的平面灰阶图像，平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个像素点的灰阶值，多个像素点与半导体膜层的多个位置点对应。
图像转换模块120与图像采集器110耦合，用于根据平面灰阶图像获得灰阶矩阵，灰阶矩阵包括与多个像素点对应的多个灰阶元素，每个灰阶元素的值等于对应像素点的灰阶值。
矩阵转换模块130与图像转换模块120耦合，用于根据灰阶矩阵获得高度矩阵，高度矩阵包括与多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值。
凸峰信息获取模块140与矩阵转换模块130耦合，用于根据高度矩阵获得半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。
根据本发明实施例的半导体膜层上凸峰高度的测量装置，通过图像采集器110获取半导体膜层的平面灰阶图像，之后通过图像转换模块120、矩阵转换模块130对平面灰阶图像进行数据转换，得到相应的高度矩阵，其中高度矩阵中每个高度元素的值表征半导体膜层上对应位置点相对基准高度的高度值。之后，通过凸峰信息获取模块140直观获取半导体膜层上凸峰的位置及凸峰的高度信息。该半导体膜层上凸峰高度的测量装置可以应用于半导体器件的制造过程中，采集半导体膜层的实时图像并根据该图像获取，进而根据该图像转换得到的高度矩阵实时检测到半导体膜层上的凸峰高度信息，提高产线监控的时效性。
在一些实施例中，半导体膜层上凸峰高度的测量装置还包括降噪模块，降噪模块与图像采集器110以及图像转换模块120耦合，用于对平面灰阶图像进行降噪处理，从而提高凸峰高度测量的准确性。
本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，包括：
获取半导体膜层的平面灰阶图像，所述平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个所述像素点的灰阶值，所述多个像素点与所述半导体膜层的多个位置点对应；
根据所述平面灰阶图像获得灰阶矩阵，所述灰阶矩阵包括与所述多个像素点对应的多个灰阶元素，每个所述灰阶元素的值等于对应所述像素点的所述灰阶值；
根据所述灰阶矩阵获得高度矩阵，所述高度矩阵包括与所述多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个所述高度元素的值表征所述半导体膜层上对应所述位置点相对基准高度的高度值；以及
根据所述高度矩阵获得所述半导体膜层上凸峰的位置及所述凸峰的高度信息。
2.根据权利要求1所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述根据所述灰阶矩阵获得高度矩阵包括：
根据所述灰阶矩阵获得灰阶差值矩阵，所述灰阶差值矩阵包括与所述多个灰阶元素对应的多个灰阶差值元素，每个所述灰阶差值元素的值等于对应所述灰阶元素与所述灰阶矩阵中的最小灰阶元素的差值；
根据所述灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵，其中，所述单位灰阶高度差为单位灰阶对应的所述半导体膜层表面的高度变化量，所述高度差矩阵包括与所述多个灰阶差值元素对应的多个高度差元素，每个高度差元素的值表征所述半导体膜层上对应所述位置点与最低位置点的高度差；以及
对所述高度差矩阵进行基准高度校正，得到所述高度矩阵。
3.根据权利要求2所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述根据所述灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵包括：
获取所述单位灰阶高度差；以及
将所述单位灰阶高度差与所述灰阶差值矩阵数乘，使得每个所述灰阶差值元素转化为所述高度差元素，得到所述高度差矩阵。
4.根据权利要求3所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，在所述将所述单位灰阶高度差与所述灰阶差值矩阵数乘的步骤前，所述根据所述灰阶差值矩阵和单位灰阶高度差获得高度差矩阵还包括：
校正所述单位灰阶高度差。
5.根据权利要求2所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述对所述高度差矩阵进行基准高度校正包括：
获取所述半导体膜层的基准高度；
根据所述高度差矩阵与所述基准高度获得基准差矩阵，所述基准差矩阵包括与所述多个高度差元素对应的多个基准差元素，每个所述基准差元素的值等于对应所述高度差元素的值减去所述基准高度；以及
修正所述基准差矩阵，其中，将值小于等于0的所述基准差元素替换为0值，将值大于0的所述基准差元素保留，使得各所述基准差元素转变为对应的所述高度元素，得到所述高度矩阵。
6.根据权利要求5所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述获取所述半导体膜层的基准高度包括：
将所述高度差矩阵的全部所述高度差元素以值的从小到大顺序排列，得到元素数列；
预设基准参考比例；
根据所述基准参考比例与所述元素数列中所述高度差元素的总数量得到参考元素数量；以及
获取所述元素数列排列顺序上前所述参考元素数量的所述高度差元素的平均值，作为所述基准高度。
7.根据权利要求1所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述获取半导体膜层的平面灰阶图像包括：
通过扫描电子显微镜获取所述半导体膜层的所述平面灰阶图像。
8.根据权利要求1所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述根据所述平面灰阶图像获得灰阶矩阵的步骤前，所述半导体膜层上凸峰高度的测量方法还包括：
对所述平面灰阶图像进行降噪处理。
9.根据权利要求1所述的半导体膜层上凸峰高度的测量方法，其特征在于，所述根据所述高度矩阵获得所述半导体膜层上凸峰的位置信息及所述凸峰的高度信息包括：
在所述高度矩阵中获取大于等于预设高度值的所述高度元素的聚集区，每个所述聚集区对应一个所述凸峰；
根据所述聚集区的所述高度元素在所述半导体膜层上所对应的位置点得到对应所述凸峰的位置信息；
根据所述聚集区的所述高度元素的值得到对应所述凸峰的高度信息。
10.一种半导体膜层上凸峰高度的测量装置，其特征在于，包括：
图像采集器，用于获取半导体膜层的平面灰阶图像，所述平面灰阶图像包括多个像素点以及匹配于每个所述像素点的灰阶值，所述多个像素点与所述半导体膜层的多个位置点对应；
图像转换模块，与所述图像采集器耦合，用于根据所述平面灰阶图像获得灰阶矩阵，所述灰阶矩阵包括与所述多个像素点对应的多个灰阶元素，每个所述灰阶元素的值等于对应所述像素点的所述灰阶值；
矩阵转换模块，与所述图像转换模块耦合，用于根据所述灰阶矩阵获得高度矩阵，所述高度矩阵包括与所述多个灰阶元素对应的多个高度元素，每个所述高度元素的值表征所述半导体膜层上对应所述位置点相对基准高度的高度值；以及
凸峰信息获取模块，与所述矩阵转换模块耦合，用于根据所述高度矩阵获得所述半导体膜层上凸峰的位置及所述凸峰的高度信息。
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