CN115187564A - 缺陷检测方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种缺陷检测方法与装置、计算机可读存储介质与电子设备，涉及半导体技术领域。该缺陷检测方法包括：从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，所述待测晶圆中包含多个晶粒；以像素为单位，确定多个所述样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，所述参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为所述灰阶中位数；将所述参考晶粒与所述待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。解决了目前的缺陷检测方法效果较差的技术问题，提高了缺陷检测效果。

Description

缺陷检测方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种缺陷检测方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备。

背景技术

在半导体实际生产过程中由于设备、工艺等误差造成一些产品缺陷，因此，半导体缺陷检测是实际生产过程中必不可少的一个步骤。目前针对半导体中的晶圆缺陷的检测主要是随机模式(random mode)检测：对晶圆中的各晶粒进行扫描，在扫描过程中计算相邻的两个晶粒之间的差异，并将该差异确定为缺陷。

该种检测方式主要适用于较为明显，且缺陷差异较大的缺陷，一旦部分区域中的各缺陷差异较小便很难检测出来。

因此，目前的缺陷检测方法效果较差。

发明内容

本公开提供了一种缺陷检测方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备，进而提高缺陷检测效果。

第一方面，本公开一个实施例提供了一种缺陷检测方法，包括：

从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，待测晶圆中包含多个晶粒；

以像素为单位，确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；

设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数；

将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

在本公开一个可选实施例中，从待测晶圆矩阵中选择任意一列或任意一行的晶粒作为样本晶粒。

在本公开一个可选实施例中，确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数，包括：

对各样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值；

计算多个第一灰阶值的中位数，得到灰阶中位数。

在本公开一个可选实施例中，对各样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值，包括：

对各样本晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值。

在本公开一个可选实施例中，设定至少一个参考晶粒，包括：

获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；

基于预设结构参数与灰阶中位数构建至少一个参考晶粒；其中，参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数。

在本公开一个可选实施例中，设定至少一个参考晶粒，包括：

对待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值；

分别确定多个第二灰阶值与灰阶中位数的差值；

将基于差值最小的第二灰阶值构建的晶粒确定为参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，对待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值，包括：

对待测晶圆中的各晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值。

在本公开一个可选实施例中，在设定至少一个参考晶粒之后，该方法还包括：

获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；

确定参考晶粒的实际结构参数；

确定预设结构参数与实际结构参数的结构差异；

若结构差异处于预设差异范围内，则将参考晶粒确定为目标参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，在设定至少一个参考晶粒之后，该方法还包括：

若结构差异处于预设差异范围外，则从待测晶圆中重新选择多个晶粒作为新的样本晶粒；

根据新的样本晶粒重新确定新的参考晶粒；

确定新的参考晶粒的新的实际结构参数；

若新的实际结构参数与预设结构参数的新的结构差异处于预设差异范围内，则将新的参考晶粒确定为目标参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，结构参数包括关键尺寸参数和位置坐标参数。

在本公开一个可选实施例中，晶粒为芯片。

在本公开一个可选实施例中，将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括：

分别获取参考晶粒对应的参考灰阶图与待测晶圆中各晶粒对应的实际灰阶图；

将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

在本公开一个可选实施例中，将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，包括：

将参考灰阶图与实际灰阶图中的相同区域内位置点进行比对。

在本公开一个可选实施例中，将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括：

将在参考灰阶图与实际灰阶图中处于相同位置点，且灰阶值差异超出预设阈值的晶粒确定为缺陷晶粒。

第二方面，本公开一个实施例提供了一种缺陷检测装置，包括：

样本晶粒选择模块，用于从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，待测晶圆中包含多个晶粒；

确定模块，用于以像素为单位，确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；

参考晶粒设定模块，用于设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数；

比对模块，用于将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

第三方面，本公开一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项的方法。

第四方面，本公开一个实施例提供了一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储处理器的可执行指令；

其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行如上任一项的方法。

本公开的技术方案具有以下有益效果：

上述缺陷检测方法，先从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒，然后基于多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数设定至少一个参考晶粒，最后基于该参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，从而确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。本公开实施例是基于灰阶值为多个样本晶粒的灰阶中位数的参考晶粒与各晶粒进行一一比对，即使某个区域存在较为相似或者相同的缺陷，基于该参考晶粒的比对也很容易检测得到，可以避免传统方式中通过相邻两个晶粒之间进行比对无法检测到差异较小的缺陷，从而解决了目前的缺陷检测方法效果较差的技术问题，达到了提高缺陷检测效果的技术效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本示例性实施方式中目前缺陷检测示意图；

图2示出本示例性实施方式中目前缺陷检测中的电镜扫描图；

图3示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图4示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法中从待测晶圆中选择样本晶粒的示意图；

图5示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图6示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图7示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图8示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图9示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法的流程图；

图10示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法中缺陷检测的电镜扫描图与对应的灰阶数据图；

图11(a)示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法中参考晶粒的灰阶数据图；

图11(b)示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法中待测晶圆中各晶粒的灰阶数据图；

图11(c)示出本示例性实施方式中一种缺陷检测方法中参考晶粒与待测晶圆中各晶粒的灰阶比对数据图；

图12示出本示例性实施方式中一种缺陷检测装置结构示意图；

图13示出本示例性实施方式中一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的步骤。例如，有的步骤还可以分解，而有的步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

相关技术中，在半导体实际生产过程中由于设备、工艺等误差造成一些产品缺陷，因此，半导体缺陷检测是实际生产过程中必不可少的一个步骤。目前针对半导体中的晶圆缺陷的检测主要是随机模式(random mode)检测：对晶圆中的各晶粒进行扫描，在扫描过程中计算相邻的两个晶粒之间的差异，并将该差异确定为缺陷。该种检测方式主要适用于较为明显，且缺陷差异较大的缺陷，一旦部分区域中的各缺陷差异较小便很难检测出来。

例如请参见图1，图1(a)、图1(b)与图1(c)分别为一片晶圆上相邻的三个晶粒的示意图，其中，图1(a)中有一个三角形的缺陷，图1(b)中有一个不规则状的缺陷，图1(c)中无明显缺陷。目前的缺陷检测方法一般是先将图1(a)与图1(b)进行比对，得到两者之间的差异包括一个三角形异物与一个不规则状异物；然后将图1(b)与图1(c)进行比对，得到两者之间的差异包括一个不规则状异物；最后将第一次检测得到的一个三角形异物和一个不规则状异物，与第二次检测得到的一个不规则状异物进行比对，发现重复出现的为不规则状异物，则将该不规则状异物确定为缺陷；而另一个三角形缺陷并未重复出现，因此，确定其为非缺陷。然而这个三角形异物与不规则状异物均属于缺陷，这种检测方式便很容易导致部分差异较小的缺陷，例如上述的三角形缺陷检测不出。

请继续参见图2，图2(a)为一整片晶圆的电镜扫描图，包括多个按照矩阵排列的晶粒，图2(b)、图2(c)与图2(d)分别为该晶圆上不同位置的局部电镜扫描图。可以清楚的观察到图2(b)中相邻两个晶粒的扫描图几乎一致，很难检测得到两者的差异；同理，2(c)与图2(d)中相邻两个晶粒的差异也几乎判断不出。

因此，目前的缺陷检测方法效果较差。

鉴于上述问题，本公开实施例提供了一种缺陷检测方法，先从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒，然后基于这多个样本晶粒的灰阶中位数设定至少一个参考晶粒，最后基于该参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，从而确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。本公开实施例是基于一个灰阶值为多个样本晶粒的灰阶中位数的参考晶粒与各晶粒进行一一比对，即使某个区域存在较为相似或者相同的缺陷，基于该参考晶粒的比对也很容易检测得到，可以避免传统方式中通过相邻两个晶粒之间进行比对无法检测到差异较小的缺陷，从而解决了目前的缺陷检测方法效果较差的技术问题，达到了提高缺陷检测效果的技术效果。

以下以任意一个控制设备为执行主体，基于该控制设备执行本公开实施例提供的缺陷检测方法为例进行举例说明，该控制设备可以为服务器、计算机、笔记本电脑、平板电脑或者其他具有控制功能的设备等均可，本公开实施例不作具体限定，可根据实际情况选择或者设定。请参见图3，本公开实施例提供的缺陷检测方法包括如下步骤301-步骤304：

步骤301、从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒。

晶圆是指制作硅半导体产品时所用的硅晶片，在制备完成后一个晶圆中可以产出一批半导体产品，对应的，在制备过程中一个晶圆包含有多个晶粒，多个晶粒可以按照任意规则进行排列。对应的本公开实施例中的待测晶圆中也包含多个晶粒，本公开实施例中的待测晶圆可以为任意电子元件的晶圆，例如电容、电阻、mosfet管(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体型场效应管)等，本公开实施例不作具体限定，可根据实际情况选择或者设定。

步骤302、以像素为单位，确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数。

本实施例中所指的区域为晶粒的外表面，相同区域是指多个晶粒中处于同一位置的区域，例如第一晶粒的中心区域、第二晶粒的中心区域、第三晶粒的中心区域即为处于相同区域，对应地，第一晶粒的中心点、第二晶粒的中心点、第三晶粒的中心点即为处于相同区域内的位置点。在对晶粒进行灰阶值确定时即是对晶粒表面区域的像素进行检测，那么本公开实施例即以像素为单元，依次确定各样本晶粒中处于相同区域内位置点的灰阶中位数。灰阶中位数是指所有样本晶粒灰阶值的中位数，本公开实施例可以对该多个样本晶粒进行整体的灰阶检测，以得到该灰阶中位数，也可以单独对每个样本晶粒进行灰阶值检测，然后从检测得到的多个灰阶值中选择其中的中位数作为该灰阶中位数，本公开实施例不作具体限定，可根据实际情况选择或者设定。

步骤303、设定至少一个参考晶粒。

该参考晶粒是用于对该待测晶圆中所有晶粒进行缺陷检测的基准晶粒，该参考晶粒可以是一个重新构建的虚拟晶粒，也可以为从待测晶圆中选择的一个晶粒，本公开实施例不作具体限定，但是需要强调的是，以像素为单位，该参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数。

步骤304、将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

该参考晶粒是从待测晶圆中选择的一个基准参考，可以通过该基准参考与待测晶圆中的其他晶粒进行一一对比，比对方式可以通过电镜扫描得到的光谱图进行一一比对，也可以采用其他检测台机等进行一一比对，本公开实施例不作具体限定，可根据实际情况选择或者设定。

本公开实施例提供的缺陷检测方法先从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒，然后基于这多个样本晶粒的灰阶中位数设定至少一个参考晶粒，最后基于该参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一特征比对，从而确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。本公开实施例是基于一个灰阶值为多个样本晶粒的灰阶中位数的参考晶粒与各晶粒进行一一比对，即使某个区域存在较为相似或者相同的缺陷，基于该参考晶粒的比对也很容易检测得到，可以避免传统方式中通过相邻两个晶粒之间进行比对无法检测到差异较小的缺陷，从而解决了目前的缺陷检测方法效果较差的技术问题，达到了提高缺陷检测效果的技术效果。同时，本公开实施例缺陷检测方法可以基于得到的参考晶粒对待测晶圆中的所有晶粒进行一一比对，以实现对所有晶粒的缺陷检测，适用面更广，进一步提高了本公开实施例中缺陷检测方法的适用性。

在本公开一个可选实施例中，请参见图4，待测晶圆包含按照矩阵排列的多个晶粒，也就是说待测晶圆中的各晶粒是按照矩阵有规律的进行排布。对应的，上述步骤301、从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒，包括如下步骤：

从待测晶圆矩阵中选择任意一列或任意一行的晶粒作为样本晶粒。

例如从图4的晶圆中选择出一列或任意一行的晶粒401，将该列401中的晶粒作为样本晶粒来确定灰阶中位数，并进一步构建参考晶粒。需要解释的是，本公开实施例对具体选择哪一列或哪一行晶粒作为样本晶粒，以及该样本晶粒的数量等均不作任何限定，可根据实际情况具体选择或者设定。同时，本公开实施例中所指的一列(一行)并非指只能按照纵向(横向)的方向进行选择，而不能沿着横向(纵向)方向进行选择，本公开实施例中的一列或一行是指在待测晶圆上相互连接的一组晶粒。

本公开实施例通过选择其中相互连接的一列或一行作为样本晶粒，处于同一列或同一行的晶粒在各工艺节点中的处理状态基本一致，可能出现的缺陷也较为接近，因此本公开实施例选择待测晶圆中相互连接的一列或一行作为样本晶粒，可以提高基于该多个样本晶粒灰阶中位数构建的参考晶粒的普适性，进一步提高基于该参考晶粒与各晶粒进行比对来进行缺陷检测的可靠性。

请参见图5，在本公开一个可选实施例中，上述步骤302、确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数，包括如下步骤501-步骤502：

步骤501、对各样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值。

该第一灰阶值是指各样本晶粒的灰阶值，可以通过电镜扫描比对测量法、荧光测试法等，本公开实施例不作穷举，可根据实际情况具体选择。

步骤502、计算多个第一灰阶值的中位数，得到灰阶中位数。

该灰阶中位数也就是该多个第一灰阶值的中间值。

本公开实施例先分别对各样本晶粒进行灰阶值检测得到多个第一灰阶值后，再从该多个第一灰阶值中确定灰阶中位数，得到的灰阶中位数相对于对个多个样本晶粒进行综合检测得到的均值等精准性更高，可以提高该灰阶中位数的可靠性，同时提高基于该灰阶中位数构建的参考晶粒的普适性，进一步提高基于该参考晶粒与各晶粒进行比对来进行缺陷检测的可靠性。

在本公开一个可选实施例中，上述步骤501、对各样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值，包括如下步骤：

对各样本晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值。

本公开实施例中的相同位置是指在各晶粒中处于同一位置，例如在第一晶粒中处于中心点位置，那么在其他晶粒中也处于中心位置；对应，若在第一晶粒中处于左下角位置，那么在其他晶粒中也处于左下角位置，以此类推，只需要保障针对各样本晶粒中的同一位置进行灰阶值检测，得到处于各样本晶粒中同一位置的第一灰阶值即可。对应的第一灰阶值即为各样本晶粒中相同位置的灰阶值。本公开实施例通过对各样本晶粒中相同位置进行灰阶值检测得到第一灰阶值，使得基于该第一灰阶值确定的参考晶粒参考性更强，进一步提高本公开实施例提供的缺陷检测方法的可靠性。

请参见图6，在本公开一个可选实施例中，上述步骤303、设定至少一个参考晶粒，包括如下步骤601-步骤602：

步骤601、获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数。

其中，该预设结构参数是指针对该待测晶圆中各晶粒预先设计的结构参数，例如包括形状、关键尺寸参数、位置坐标参数等任意可以表征各晶粒的结构参数，本公开实施例对于该预设结构参数的具体种类和数量不作任何限定，可根据实际情况具体配置。需要解释的是，该关键尺寸参数即为例如晶粒长度、宽度、高度、厚度、弯折角度、电容柱长宽高、引脚长宽高等中的任意一种，该关键尺寸可以根据实际晶粒种类的不同进行调节，在此不作具体限定。该预设结构参数是由工作人员进行预先配置与设计后导入至控制设备，控制设备即可获取得到该预设结构参数。

步骤602、基于预设结构参数与灰阶中位数构建至少一个参考晶粒。

例如通过建模或者实际制备重新得到一个灰阶值为该灰阶中位数的晶粒作为该参考晶粒，只需要保证该参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数即可。

本公开实施例先获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数，然后基于预设结构参数与灰阶中位数构建至少一个灰阶值为该灰阶中位数的参考晶粒，完全避开待测晶圆中的各晶粒，通过该参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行比对以确定是否具有缺陷，比对更为明显，更容易确定两者之间的差异，进而提高本公开实施例缺陷检测的效果。

请参见图7，在本公开一个可选实施例中，上述步骤303、设定至少一个参考晶粒，包括如下步骤701-步骤703：

步骤701、对待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值。

该第二灰阶值是指待测晶圆中各晶粒的灰阶值，可以通过电镜扫描比对测量法、荧光测试法等，本公开实施例不作穷举，可根据实际情况具体选择。需要解释的是，上述步骤501中的第一灰阶值是指样本晶粒的灰阶值，而样本晶粒是从待测晶圆中的各晶粒中选择出来的，那么如果得到了该第二灰阶值后，可以不用再重新对样本晶粒进行灰阶值检测，直接基于各晶粒的多个第一灰阶值中选择若干个第一灰阶值作为该第二灰阶值即可。

步骤702、分别确定多个第二灰阶值与灰阶中位数的差值。

该差值用于表征第二灰阶值与该灰阶中位数之间的差别大小，也就是表征待测晶圆中各晶粒与参考晶粒之间的差异大小。需要解释的是，该差值是指大于或等于0的数值，若两者相差为负值，对应该差值为该负值的绝对值。

步骤703、将基于差值最小的第二灰阶值构建的晶粒确定为参考晶粒。

差值越小就意味着该晶粒与理想状态的晶粒差异越小，本公开实施例直接将待测晶圆中与灰阶中位数差值最小的第二灰阶值对应的晶粒确定为参考晶粒，而无需重新构建新的晶粒，简单快捷，又可以最大程度上保障参考晶粒的可靠性，进而提高本公开实施例缺陷检测的检测效果。

在本公开一个可选实施例中，上述步骤701、对待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值，包括如下步骤：

对待测晶圆中的各晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值。

本公开实施例中的相同位置是指在各晶粒中处于同一位置，例如在第二晶粒中处于中心点位置，那么在其他晶粒中也处于中心位置；对应，若在第二晶粒中处于左下角位置，那么在其他晶粒中也处于左下角位置，以此类推，只需要保障针对各晶粒中的同一位置进行灰阶值检测，得到处于各晶粒中同一位置的第二灰阶值即可。对应的第二灰阶值即为各晶粒中相同位置的灰阶值。本公开实施例通过对各晶粒中相同位置进行灰阶值检测得到第二灰阶值，使得基于该第二灰阶值确定的参考晶粒参考性更强，进一步提高本公开实施例提供的缺陷检测方法的可靠性。

请参见图8，在本公开一个可选实施例中，在上述步骤303、设定至少一个参考晶粒之后，方法还包括如下步骤801-步骤803：

步骤801、获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数。

与上述步骤601对应，该预设结构参数是指针对该待测晶圆中各晶粒预先设计的结构参数，例如包括形状、关键尺寸参数、位置坐标参数等任意可以表征各晶粒的结构参数，本公开实施例对于该预设结构参数的具体种类和数量不作任何限定，可根据实际情况具体配置。需要解释的是，该关键尺寸参数即为例如晶粒长度、宽度、高度、厚度、弯折角度、电容柱长宽高、引脚长宽高等中的任意一种，该关键尺寸可以根据实际晶粒种类的不同进行调节，在此不作具体限定。该预设结构参数是由工作人员进行预先配置与设计后导入至控制设备，控制设备即可获取得到该预设结构参数。

步骤802、确定参考晶粒的实际结构参数。

该实际结构参数是指构建出来的参考晶粒的结构参数，该实际结构参数与上述的预设结构参数的种类相同。该实际结构参数可以通过如下两种方式得到：第一种方式，若该参考晶粒是从待测晶圆中选择得到的，那么对应的实际结构参数可以通过扫描电镜图等灰阶图提取得到；第二种方式，若该参考晶粒为重新构建的新的晶粒，那么可以通过用于重新构建参考晶粒的预设结构参数与灰阶中位数计算得到该实际结构参数；以上仅为举例说明，本公开实施例对于该实际结构参数的具体确定形式不作具体限定，可根据实际情况进行选择。

步骤803、确定预设结构参数与实际结构参数的结构差异。

若该预设结构参数与该实际结构参数相近，那意味着设定的参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒较为匹配，可以作为参考晶粒与待测晶圆中各晶粒进行比对，从而实现对其缺陷的检测；若相反，则意味着设定的参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒的结构相差较大，作为参考晶粒进行比对的结果准确性较差。本公开实施例针对这两种比对结果提出了如下解决方法：

第一种比对结果，若结构差异处于预设差异范围内，那就意味着设定的参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒较为匹配，则将参考晶粒确定为目标参考晶粒，可以基于该目标参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，即可实现对于各晶粒缺陷的检测。

第二种比对结果，若结构差异处于预设差异范围外，则从待测晶圆中重新选择多个晶粒作为新的样本晶粒；根据新的样本晶粒重新确定新的参考晶粒；确定新的参考晶粒的新的实际结构参数；然后重新确定预设结构参数与该新的实际结构参数的结构差异，该新的结构差异处于预设差异范围内，则将新的参考晶粒确定为目标参考晶粒。

本公开实施例在确定得到参考晶粒后再基于待测晶圆中各晶粒的预设结构参数对该参考晶粒进行比对判断，以判断确定的参考晶粒的可靠性，并在参考晶粒与待测晶圆中各晶粒的结构差异处于预设差异范围外的情况下，从待测晶圆中重新选择多个晶粒重新确定新的参考晶粒，直至两者的结构差异处于预设差异范围内。通过这种方式得到的参考晶粒可靠性更高，可以进一步提高基于该参考晶粒进行缺陷检测的检测效果。

在本公开一个可选实施例中，上述结构参数至少包括关键尺寸参数和位置坐标参数。该关键尺寸参数用于表征晶粒的具体形状，位置坐标参数用于表征晶粒的具体位置。本公开实施例中的结构参数至少包括关键尺寸参数和位置坐标参数，基于关键尺寸参数和位置坐标参数来判断确定的参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒之间的差异，可以提高确定得到的目标参考晶粒的可靠性，进一步提高基于该参考晶粒进行缺陷检测的检测效果。

在本公开一个可选实施例中，上述晶粒为芯片，本公开实施例是基于对整片待测晶圆中的各芯片进行检测，而非针对芯片内部的各存储单元进行缺陷检测，可以对晶圆中的所有芯片进行差异较小的微小缺陷进行检测，无论该待测晶圆中各芯片之间的差异大小均可以进行精准的检测，适用面更广，可靠性更高。

请参见图9，在本公开一个可选实施例中，上述步骤304、将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括如下步骤901-步骤902：

步骤901、分别获取参考晶粒对应的参考灰阶图与待测晶圆中各晶粒对应的实际灰阶图。

步骤902、将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

上述参考灰阶图与实际灰阶图可以通过电镜扫描等任意光学检测方式获取得到，本公开实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择。

本公开实施例基于参考灰阶图与实际灰阶图的比对结果来确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，直观性更高，且效率与可靠性均较高。

在本公开一个可选实施例中，上述步骤902、将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，包括如下步骤：

对参考灰阶图与实际灰阶图中处于相同位置点的晶粒进行比对。

与上述实施例相同，本公开实施例中的相同位置是指在各晶粒中处于同一位置，基于同一位置来进行缺陷的检测可以提高差异比对基准的一致性，从而提高缺陷检测的可靠性。

在本公开一个可选实施例中，上述步骤902、对参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括如下步骤：

将在参考灰阶图与实际灰阶图中处于相同位置点，且灰阶值差异超出预设阈值的晶粒确定为缺陷晶粒。

若处于同一位置的晶粒的灰阶值不同，则意味着该晶粒与参考晶粒存在差异，那么就将该存在差异的晶粒确定为缺陷晶粒，通过这种比对方式简单快捷，且可靠性高。

请参见图10，为通过本公开实施例提供的缺陷检测方法检测得到的缺陷电镜扫描图与对应的数据图。其中，图10(a)为参考晶粒的电镜扫描图，图10(b)为待测晶圆的电镜扫描图，从10(c)中可以比对得到与参考晶粒不同的异物区(10(b)中白色椭圆形圈对应的位置)。

请参见图11，图11(a)、图11(b)、图11(c)分别为图10(a)、图10(b)、图10(c)对应的灰阶数据图。图11(a)为图10(a)对应的参考晶粒的灰阶数据图，横坐标为像素灰阶值，纵坐标为该灰阶值的像素数量；图11(b)为图10(b)对应的待测晶圆中各晶粒的灰阶数据图，横坐标为像素灰阶值，纵坐标为该灰阶值的像素数量；图11(c)为图10(c)为参考晶粒与待测晶圆中各晶粒相同位置的灰阶值差值数据图，横坐标为像素灰阶值差值，纵坐标为该灰阶差值对应的数量。

请参见图12，为了解决上述技术问题，本公开另一个实施例提供了一种缺陷检测装置1200，包括：样本晶粒选择模块1210、确定模块1220、参考晶粒设定模块1230和比对模块1240，其中：

该样本晶粒选择模块1210，用于从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，待测晶圆中包含多个晶粒；

该确定模块1220，用于以像素为单位，确定多个样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；

该参考晶粒设定模块1230，用于设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数；

该比对模块1240，用于将参考晶粒与待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

在本公开一个可选实施例中，待测晶圆包含按照矩阵排列的多个晶粒；该样本晶粒选择模块1210具体用于，从待测晶圆矩阵中选择任意一列或任意一行的晶粒作为样本晶粒。

在本公开一个可选实施例中，该确定模块1220具体用于，对各样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值；计算多个第一灰阶值的中位数，得到灰阶中位数。

在本公开一个可选实施例中，该确定模块1220具体用于，对各样本晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值。

在本公开一个可选实施例中，该参考晶粒设定模块1230具体用于，获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；基于预设结构参数与灰阶中位数构建至少一个参考晶粒；其中，参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为灰阶中位数。

在本公开一个可选实施例中，该参考晶粒设定模块1230具体用于，对待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值；分别确定多个第二灰阶值与灰阶中位数的差值；将基于差值最小的第二灰阶值构建的晶粒确定为参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，该参考晶粒设定模块1230具体用于，对待测晶圆中的各晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值。

在本公开一个可选实施例中，该参考晶粒设定模块1230还用于，获取待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；确定参考晶粒的实际结构参数；确定预设结构参数与实际结构参数的结构差异；若结构差异处于预设差异范围内，则将参考晶粒确定为目标参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，该参考晶粒设定模块1230还用于，若结构差异处于预设差异范围外，则从待测晶圆中重新选择多个晶粒作为新的样本晶粒；根据新的样本晶粒重新确定新的参考晶粒；确定新的参考晶粒的新的实际结构参数；若新的实际结构参数与预设结构参数的新的结构差异处于预设差异范围内，则将新的参考晶粒确定为目标参考晶粒。

在本公开一个可选实施例中，结构参数包括关键尺寸参数和位置坐标参数。

在本公开一个可选实施例中，晶粒为芯片。

在本公开一个可选实施例中，该比对模块1240具体用于，分别获取参考晶粒对应的参考灰阶图与待测晶圆中各晶粒对应的实际灰阶图；将参考灰阶图与实际灰阶图进行比对，根据比对结果确定待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

在本公开一个可选实施例中，该比对模块1240具体用于，将参考灰阶图与实际灰阶图中的相同区域内位置点进行比对。

在本公开一个可选实施例中，该比对模块1240具体用于，将在参考灰阶图与实际灰阶图中处于相同位置点，且灰阶值差异超出预设阈值的晶粒确定为缺陷晶粒。

本公开实施例通过提供该缺陷检测装置1200可以实现对待测晶圆中各晶粒中差异较小的微小缺陷的自动化检测，大大节省了人工成本，进而提高了缺陷检测效率，以及成本的降低。该缺陷检测装置1200中各模块的其他有益效果已经在上述实施例中详细阐述，在此不作赘述。

本公开的示例性实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在电子设备上运行时，程序代码用于使电子设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。在一种实施方式中，该程序产品可以实现为便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在本公开实施例中，计算机可读存储介质中存储的程序代码被执行时可以实现如上缺陷检测方法中的任一步骤。

请参见图13，本公开的示例性实施方式还提供了一种电子设备1300，可以是信息平台的后台服务器。下面参考图13对该电子设备1300进行说明。应当理解，图13显示的电子设备1300仅仅是一个示例，不应对本公开实施方式的功能和使用范围带来任何限制。

如图13所示，电子设备1300以通用计算设备的形式表现。电子设备1300的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元1310、至少一个存储单元1320、连接不同系统组件(包括存储单元1320和处理单元1310)的总线1330。

其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元1310执行，使得处理单元1310执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元1310可以执行如图3所示的方法步骤等。

存储单元1320可以包括易失性存储单元，例如随机存取存储单元(RAM)1321和/或高速缓存存储单元1322，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)1323。

存储单元1320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1325的程序/实用工具1324，这样的程序模块1325包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1330可以包括数据总线、地址总线和控制总线。

电子设备1300也可以与一个或多个外部设备2000(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1340进行。电子设备1300还可以通过网络适配器1350与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器1350通过总线1330与电子设备1300的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

在本公开实施例中，电子设备中存储的程序代码被执行时可以实现如上缺陷检测方法中的任一步骤。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的示例性实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施方式。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种缺陷检测方法，其特征在于，包括：

从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，所述待测晶圆中包含多个晶粒；

以像素为单位，确定多个所述样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；

设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，所述参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为所述灰阶中位数；

将所述参考晶粒与所述待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

2.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述待测晶圆包含按照矩阵排列的多个晶粒；所述从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒，包括：

从所述待测晶圆矩阵中选择任意一列或任意一行的晶粒作为所述样本晶粒。

3.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述确定多个所述样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数，包括：

对各所述样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值；

计算所述多个第一灰阶值的中位数，得到所述灰阶中位数。

4.根据权利要求3所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述对各所述样本晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第一灰阶值，包括：

对各所述样本晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到所述多个第一灰阶值。

5.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述设定至少一个参考晶粒，包括：

获取所述待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；

基于所述预设结构参数与所述灰阶中位数构建至少一个所述参考晶粒；其中，所述参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为所述灰阶中位数。

6.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述设定至少一个参考晶粒，包括：

对所述待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值；

分别确定所述多个第二灰阶值与所述灰阶中位数的差值；

将基于所述差值最小的第二灰阶值构建的晶粒确定为所述参考晶粒。

7.根据权利要求6所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述对所述待测晶圆中的各晶粒的相同区域内位置点进行灰阶值检测，得到多个第二灰阶值，包括：

对所述待测晶圆中的各晶粒中的各相同位置点进行灰阶值检测，得到所述多个第二灰阶值。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的缺陷检测方法，其特征在于，在所述设定至少一个参考晶粒之后，所述方法还包括：

获取所述待测晶圆中各晶粒的预设结构参数；

确定所述参考晶粒的实际结构参数；

确定所述预设结构参数与所述实际结构参数的结构差异；

若所述结构差异处于预设差异范围内，则将所述参考晶粒确定为目标参考晶粒。

9.根据权利要求8所述的缺陷检测方法，其特征在于，在所述设定至少一个参考晶粒之后，所述方法还包括：

若所述结构差异处于预设差异范围外，则从所述待测晶圆中重新选择多个晶粒作为新的样本晶粒；

根据所述新的样本晶粒重新确定新的参考晶粒；

确定所述新的参考晶粒的新的实际结构参数；

若所述新的实际结构参数与所述预设结构参数的新的结构差异处于所述预设差异范围内，则将所述新的参考晶粒确定为所述目标参考晶粒。

10.根据权利要求5或9所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述结构参数包括关键尺寸参数和位置坐标参数。

11.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述晶粒为芯片。

12.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述将所述参考晶粒与所述待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括：

分别获取所述参考晶粒对应的参考灰阶图与所述待测晶圆中各晶粒对应的实际灰阶图；

将所述参考灰阶图与所述实际灰阶图进行比对，根据所述比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

13.根据权利要求12所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述将所述参考灰阶图与所述实际灰阶图进行比对，包括：

将所述参考灰阶图与所述实际灰阶图中的相同区域内位置点进行比对。

14.根据权利要求13所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述将所述参考灰阶图与所述实际灰阶图进行比对，根据所述比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷，包括：

将在所述参考灰阶图与所述实际灰阶图中处于相同位置点，且灰阶值差异超出预设阈值的晶粒确定为缺陷晶粒。

15.一种缺陷检测装置，其特征在于，包括：

样本晶粒选择模块，用于从待测晶圆中选择多个晶粒作为样本晶粒；其中，所述待测晶圆中包含多个晶粒；

确定模块，用于以像素为单位，确定多个所述样本晶粒的相同区域内位置点的灰阶中位数；

参考晶粒设定模块，用于设定至少一个参考晶粒；其中，以像素为单位，所述参考晶粒的对应相同位置点的灰阶值为所述灰阶中位数；

比对模块，用于将所述参考晶粒与所述待测晶圆中的各晶粒进行一一比对，根据比对结果确定所述待测晶圆中各晶粒是否存在缺陷。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至14任一项所述的方法。

17.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至14任一项所述的方法。

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