CN117111422B - 光罩正位识别方法、系统和识别终端 - Google Patents

光罩正位识别方法、系统和识别终端 Download PDF

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CN117111422B CN202311372083.2A CN202311372083A CN117111422B CN 117111422 B CN117111422 B CN 117111422B CN 202311372083 A CN202311372083 A CN 202311372083A CN 117111422 B CN117111422 B CN 117111422B
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Abstract

本申请公开一种光罩正位识别方法、系统和识别终端,其中光罩正位识别方法包括如下步骤:获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;计算各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率;将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。本申请能够巧妙地实现对光罩位置的判断,避免了人为判断的失误,同时也避免了对于标记符号的内容直接进行识别的复杂性,可以提升对应光罩正位识别方案的稳定性。

Description

光罩正位识别方法、系统和识别终端
技术领域
本申请涉及半导体技术领域,具体涉及一种光罩正位识别方法、系统和识别终端。
背景技术
集成电路制造过程中,在光罩接收阶段(即光罩正式进入主机台前),光罩需要以正确的姿态和方向进入主机台,主机台才能顺利开展后续工作。因而在光罩接收阶段,识别光罩是否正位至关重要。
传统方案往往需要通过工程人员肉眼目检的方式来定位光罩的准确位置。如果因目检人员失误未发现光罩的摆放位置问题,则会导致光罩在进入主机台时因位置问题而导致主机台宕机,影响正常生产。可见,传统的光罩正位识别方案存在不稳定性。
发明内容
鉴于此,本申请提供一种光罩正位识别方法、系统和识别终端,以解决现有的光罩正位识别方案存在不稳定性的问题。
本申请提供一种光罩正位识别方法,包括如下步骤:
获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;
获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;
计算各个所述第一黑白图像中第一像素值出现的比率;
将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;
根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。
可选地,所述光罩图像为矩形;多个所述候选区域分别位于所述光罩图像的各个拐角位置。
可选地,所述获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域,包括:获取光罩图像,确定所述光罩图像上各个像素的像素坐标;确定各个所述候选区域的坐标范围;根据各个所述坐标范围在所述光罩图像中确定各个所述候选区域。
可选地,所述获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像,包括:获取所述光罩图像对应的灰度图像;将所述灰度图像进行图像二值化处理,得到初始黑白图像;根据所述初始黑白图像获取各个所述候选区域对应的所述第一黑白图像。
可选地,所述将所述灰度图像进行图像二值化处理,包括:将所述灰度图像中灰度值大于或者等于127的像素的像素值置为255,灰度值小于127的像素的像素值置为0。
可选地,所述光罩正位识别方法还包括:将第二像素值出现的比率在第二预设范围内的第一黑白图像确定为未含正位标记的候选区域。
可选地,所述第一预设范围和所述第二预设范围的确定方法包括:获取包括正位标记的光罩的图像,得到样本图像;分别获取所述样本图像中各个候选区域对应的第二黑白图像;在所述第二黑白图像中确定含有所述正位标记的第一子图像和未含所述正位标记的第二子图像;根据所述第一像素值在所述第一子图像中出现的比率确定所述第一预设范围;根据所述第二像素值在所述第二子图像中出现的比率确定所述第二预设范围。
可选地,所述根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,包括:若设定的所述候选区域含有正位标记,其他所述候选区域未含正位标记,则判定所述光罩正位。
本申请还提供一种光罩正位识别系统,包括:
第一获取模块,用于获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;
第二获取模块,用于获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;
第一计算模块,用于计算各个所述第一黑白图像中第一像素值出现的比率;
确定模块,用于将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;
识别模块,用于根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。
本申请还提供一种识别终端,所述识别终端包括:存储器、处理器,其中,所述存储器上存储有光罩正位识别程序,所述光罩正位识别程序被所述处理器执行时实现如上述任一种光罩正位识别方法的步骤。
本申请上述光罩正位识别方法、系统和识别终端,通过获取光罩图像的多个候选区域,获取各个候选区域对应的第一黑白图像,以放大标记符号区域和非标记符号区域图像通道值的差异、利用标记符号要么存在要么不存在这一排中特性,结合各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率,准确识别出含有正位标记的候选区域,从而根据各个候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,能够巧妙地实现对光罩位置的判断,避免了人为判断的失误,同时也避免了对于标记符号的内容直接进行识别的复杂性,可以提升对应光罩正位识别方案的稳定性。本申请还可以避免当前集成电路制造领域中,光罩在进入主机台时因光罩的位置问题而导致的机器故障,能够优化对应的工艺流程,在提升工艺效率的基础上,大幅度降低了故障率,进一步提升了机台效能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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是本申请一实施例的光罩正位识别方法流程示意图;
图2是本申请一实施例的光罩图像及候选区域示意图;
图3是本申请一实施例的光罩正位识别系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而非全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下,下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
本申请第一方面提供一种光罩正位识别方法,该光罩正位识别方法可以由需要识别光罩是否正位的识别终端执行。参考图1所示,上述光罩正位识别方法包括如下步骤S110至S150。
S110,获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域。
执行上述光罩正位识别方法的识别终端可以设置用于拍摄光罩的拍摄模块,采用该拍摄模块拍摄光罩,可以获得光罩的初始图像,通过图像处理工具(如OpenCV等)对该初始图像进行剪裁等处理,以保留标记符号可能出现区域的图像,得到光罩图像。可选地,为避免无关因素影响最终结果,剪切区域(即保留的图像区域)尽量小,能够包含光罩的标记符号即可。
可选地,所述光罩图像为矩形。考虑到光罩上的正位标记符号(比如“*”字标记符号)通常位于光罩一条边的两个顶点上,将多个候选区域分别确定在所述光罩图像的各个拐角位置,以便快速准确地定位可能的正位标记。上述光罩图像及其各个候选区域可以参考图2所示,光罩图像在在Y轴方向的像素尺寸为Y,X轴方向的像素尺寸为X,光罩图像各个拐角处的候选区域包括ds_crop1、ds_crop2、ds_crop3和ds_crop4,ds_crop1的坐标为image(0:2y1,0:2x1),ds_crop2的坐标为image (0:2y1,X-2x1:X),ds_crop3的坐标为image (Y-2y1:Y,0:2x1),ds_crop4的坐标为image (Y-2y1:Y,X-2x1:X)。
S120,获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像,以使第一黑白图像上的像素点仅涉及两个像素值,该两个像素值可以包括第一像素值和第二像素值。其中第一像素值对应的RGB可以为[0,0,0],第二像素值对应的RGB可以为[255,255,255]。这里将各个候选区域转换为对应的第一黑白图像,可以放大标记符号区域和非标记符号区域图像通道值的差异、利用标记符号(即正位标记)要么存在要么不存在这一排中特性,准确识别出正位标记。
S130,计算各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率Rb
可选地,某第一黑白图像中第一像素值出现的比率Rb的计算方法可以包括:将该第一黑白图像中RGB为第一像素值的像素点数除以将该第一黑白图像中的总像素点数,得到第一像素值出现的比率Rb。若各个第一黑白图像中第二像素值出现的比率为Rw,则某第一黑白图像中第二像素值出现的比率Rw的计算方法可以包括:将该第一黑白图像中RGB为第二像素值的像素点数除以将该第一黑白图像中的总像素点数,得到第二像素值出现的比率Rw
S140,将所述第一像素值出现的比率Rb在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域。
上述第一预设范围可以预设在对应的识别终端上。第一预设范围可以以其他多个含有正位标记的候选区域图像作为第一样本图像,针对这些第一样本图像进行测试分析所确定。
S150,根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,例如某个或者某些候选区域含有正位标记,其他候选区域未含正位标记,则可以判定光罩正位。
上述光罩正位识别方法,通过获取光罩图像的多个候选区域,获取各个候选区域对应的第一黑白图像,以放大标记符号区域和非标记符号区域图像通道值的差异、利用标记符号要么存在要么不存在这一排中特性,结合各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率,准确识别出含有正位标记的候选区域,从而根据各个候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,能够巧妙地实现对光罩位置的判断,避免了人为判断的失误,同时也避免了对于标记符号的内容直接进行识别的复杂性,可以提升对应光罩正位识别方案的稳定性。
在一个实施例中,所述获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域,包括:获取光罩图像,确定所述光罩图像上各个像素的像素坐标;确定各个所述候选区域的坐标范围;根据各个所述坐标范围在所述光罩图像中确定各个所述候选区域,以快速准确地确定各个候选区域。
可选地,若光罩上的正位标记符号位于光罩一条边的两个顶点上,候选区域的坐标范围可以为光罩图像上各个拐角的坐标范围,此时根据光罩图像上各个拐角的坐标范围便可以快速确定各个候选区域。
在一个实施例中,所述获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像,包括步骤S121至S123。
S121,获取所述光罩图像对应的灰度图像。
S122,将所述灰度图像进行图像二值化处理,得到初始黑白图像。
S123,根据所述初始黑白图像获取各个所述候选区域对应的所述第一黑白图像;例如在初始黑白图像中,根据各个候选区域的坐标范围确定各个候选区域对应的第一黑白图像。
在一个示例中,上述步骤S122中,将所述灰度图像进行图像二值化处理,包括:将所述灰度图像中灰度值大于或者等于127的像素的像素值置为255,灰度值小于127的像素的像素值置为0。本示例通过阈值127将灰度图像二值化,使得到的初始黑白图像要么黑要么白,其中的像素点仅涉及第一像素值和第二像素值这两个像素值。
在一个实施例中,所述光罩正位识别方法还包括:将第二像素值出现的比率Rw在第二预设范围内的第一黑白图像确定为未含正位标记的候选区域。上述第二预设范围可以以其他多个未含正位标记的候选区域图像作为第二样本图像,针对这些第二样本图像进行测试分析所确定。
可选地,若第一预设范围为T1±delt,第二预设范围为T2±delt,则可以参考表1判断各个候选区域是否含有正位标记,表1中,1表示含义正位标记,0表示未含正位标记。
表1
在一个示例中,所述第一预设范围和所述第二预设范围的确定方法包括:获取包括正位标记的光罩的图像,得到样本图像;分别获取所述样本图像中各个候选区域对应的第二黑白图像;在所述第二黑白图像中确定含有所述正位标记的第一子图像和未含所述正位标记的第二子图像;根据所述第一像素值在所述第一子图像中出现的比率确定所述第一预设范围;根据所述第二像素值在所述第二子图像中出现的比率确定所述第二预设范围。其中,正位标记可以包括符号“*”等。
可选地,根据所述第一像素值在所述第一子图像中出现的比率确定所述第一预设范围,包括:计算第一像素值在各个第一子图像中出现的比率的平均值T1,将第一预设范围确定为T1±delt,即从T1-delt到T1+delt,delt表示范围调整参数,可以通过测试分析等方式确定。
可选地,根据所述第二像素值在所述第二子图像中出现的比率确定所述第二预设范围,包括:计算第二像素值在各个第二子图像中出现的比率的平均值T2,将第二预设范围确定为T2±delt,即从T2-delt到T2+delt。
在一个实施例中,所述根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,包括:若设定的所述候选区域含有正位标记,其他所述候选区域未含正位标记,则判定所述光罩正位。
光罩的正位标记可以设置在已知的位置,上述设定的候选区域依据光罩上已知的正位标记位置确定。本实施例能够稳定地识别光罩是否正位。
可选地,以图2所示光罩为例对上述光罩正位识别方法进行说明,该光罩的正位标记可以设置ds_crop1和ds_crop2这两个候选区域,则ds_crop1和ds_crop2这两个候选区域为设定的候选区域,参考表2所示,1表示含义正位标记,0表示未含正位标记,若ds_crop1和ds_crop2这两个候选区域均含有正位标记,则可以判定光罩正位,对应的装置位置正确,可以对光罩进行后续工艺处理;若ds_crop1和ds_crop2这两个候选区域未均含有正位标记,或者其他候选区域中的至少一个区域均含有正位标记,则可以判定光罩错位,需要将光罩调整至正位,才能进行后续工艺处理。表2中,正位标记识别结果可能存在的结果组合有以下四种{正位:1100、南位:0011、西位:1010、东位:0101},其中南位、西位和东位均表征光罩位置有误。
表2
以上光罩正位识别方法,通过获取光罩图像的多个候选区域,获取各个候选区域对应的第一黑白图像,以放大标记符号区域和非标记符号区域图像通道值的差异、利用标记符号要么存在要么不存在这一排中特性,结合各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率,准确识别出含有正位标记的候选区域,从而根据各个候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,能够巧妙地实现对光罩位置的判断,避免了人为判断的失误,同时也避免了对于标记符号的内容直接进行识别的复杂性,可以提升对应光罩正位识别方案的稳定性。还可以避免当前集成电路制造领域中,光罩在进入主机台时因光罩的位置问题而导致的机器故障,能够优化对应的工艺流程,在提升工艺效率的基础上,大幅度降低了故障率,进一步提升了机台效能。
本申请第二方面提供一种光罩正位识别系统,该光罩正位识别系统可以设于需要识别光罩是否正位的识别终端。参考图3所示,所述光罩正位识别系统包括:
第一获取模块110,用于获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;
第二获取模块120,用于获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;
第一计算模块130,用于计算各个第一黑白图像中第一像素值出现的比率;
确定模块140,用于将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;
识别模块150,用于根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。
关于光罩正位识别系统的具体限定可以参见上文中对于光罩正位识别方法的限定,在此不再赘述。上述光罩正位识别系统中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的运算模块中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于运算模块调用执行以上各个单元对应的操作。
本申请还提供一种识别终端,所述识别终端包括:存储器、处理器,其中,所述存储器上存储有光罩正位识别程序,所述光罩正位识别程序被所述处理器执行时实现如上任一实施例所述的光罩正位识别方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述的光罩正位识别方法的步骤。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请,但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型,并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能,用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示),即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即,以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,例如各实施例之间技术特征的相互结合,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
另外,在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。另外,对于特性相同或相似的结构元件,本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请,本申请给出了以上描述。在以上描述中,为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此,本申请并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种光罩正位识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;
获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;
计算各个所述第一黑白图像中第一像素值出现的比率;
将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;
根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。
2.根据权利要求1所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述光罩图像为矩形;多个所述候选区域分别位于所述光罩图像的各个拐角位置。
3.根据权利要求1所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域,包括:
获取光罩图像,确定所述光罩图像上各个像素的像素坐标;
确定各个所述候选区域的坐标范围;
根据各个所述坐标范围在所述光罩图像中确定各个所述候选区域。
4.根据权利要求1所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像,包括:
获取所述光罩图像对应的灰度图像;
将所述灰度图像进行图像二值化处理,得到初始黑白图像;
根据所述初始黑白图像获取各个所述候选区域对应的所述第一黑白图像。
5.根据权利要求4所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述将所述灰度图像进行图像二值化处理,包括:
将所述灰度图像中灰度值大于或者等于127的像素的像素值置为255,灰度值小于127的像素的像素值置为0。
6.根据权利要求1所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述光罩正位识别方法还包括:
将第二像素值出现的比率在第二预设范围内的第一黑白图像确定为未含正位标记的候选区域。
7.根据权利要求6所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述第一预设范围和所述第二预设范围的确定方法包括:
获取包括正位标记的光罩的图像,得到样本图像;
分别获取所述样本图像中各个候选区域对应的第二黑白图像;
在所述第二黑白图像中确定含有所述正位标记的第一子图像和未含所述正位标记的第二子图像;
根据所述第一像素值在所述第一子图像中出现的比率确定所述第一预设范围;
根据所述第二像素值在所述第二子图像中出现的比率确定所述第二预设范围。
8.根据权利要求1所述的光罩正位识别方法,其特征在于,所述根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位,包括:
若设定的所述候选区域含有正位标记,其他所述候选区域未含正位标记,则判定所述光罩正位。
9.一种光罩正位识别系统,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取光罩图像,在所述光罩图像中确定多个候选区域;
第二获取模块,用于获取各个所述候选区域对应的第一黑白图像;
第一计算模块,用于计算各个所述第一黑白图像中第一像素值出现的比率;
确定模块,用于将所述第一像素值出现的比率在第一预设范围内的第一黑白图像确定为含有正位标记的候选区域;
识别模块,用于根据各个所述候选区域是否含有正位标记识别光罩是否正位。
10.一种识别终端,其特征在于,所述识别终端包括:存储器、处理器,其中,所述存储器上存储有光罩正位识别程序,所述光罩正位识别程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的光罩正位识别方法的步骤。
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