CN117557555A - 一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，包括：扫描参照晶圆的影像，作为基准参照图像Ir；扫描待测晶圆的影像，作为待测图像It；对基准参照图像Ir和待测图像It进行配准，消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声；采用差分匹配滤波，获得差异；当差异超出设定阈值时，记录为缺陷，从而能够有效检测出逻辑芯片掩膜版上的残留缺陷，极大地保障图形晶圆的良率，尤其适用于晶圆明场检测设备对逻辑芯片掩膜版缺陷的检测中，助力于提升设备的检测覆盖率。
Description
技术领域
本发明涉及掩膜版检测技术领域，尤其是一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法。
背景技术
现有技术中，明场晶圆检测设备通常是通过对比相邻两个晶粒来找出晶圆上的缺陷。
然而，由于逻辑芯片的掩膜版设计大多只有一个晶粒（die），如果该掩膜版上有残留缺陷，用该掩膜版生产的晶圆的每个晶粒上都会产生缺陷，却极难被晶圆检测设备现有的检测方式检出，而将对晶圆厂造成严重的损失。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种结构合理的逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，从而能够有效检测出逻辑芯片掩膜版上的残留缺陷，极大地保障图形晶圆的良率，尤其适用于晶圆明场检测设备对逻辑芯片掩膜版缺陷的检测中，助力于提升设备的检测覆盖率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
扫描参照晶圆的影像，作为基准参照图像Ir；
扫描待测晶圆的影像，作为待测图像It；
对基准参照图像Ir和待测图像It进行配准，消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声；
采用差分匹配滤波，获得差异；当差异超出设定阈值时，记录为缺陷。
作为上述技术方案的进一步改进：
在对参照晶圆、待测晶圆扫描获得影像后，分别对影像进行加权平均，获得基准参照图像Ir和待测图像It。
所述加权平均的方法为：
计算各个晶粒的图像质量评估函数S(i) = G(Ii)，其中，G是梯度算子，S是梯度强度的和，设定有n个晶粒，每个晶粒的图像为I1,I2,…,In；
基于图像质量评估函数S(i)，进行加权平均如下：
；
获得与参照晶圆、待测晶圆对应的基准参照图像Ir和待测图像It。
所述加权平均中涉及的图像质量包括但不限于锐度、对比度、像素灰度值分布。
对基准参照图像Ir和待测图像It，依次进行亚像素空间配准和直方图均衡，进行空间和灰度的配准，来消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声。
以（x,y）表示图像上的一个像素位置，当满足：
；
获得配准后两个图像的亚像素空间位移；
将基准参照图像Ir进行配准，获得空间配准后的基准参照图像Ir2：
。
对空间配准后的基准参照图像Ir2和待测图像It，进行直方图均衡，获得明暗配准后的基准参照图像Ir3，为：
。
对明暗配准后的基准参照图像Ir3和待测图像It进行差分，获得差分图为：
。
对图像差分图匹配滤波来检测缺陷，为：
；
当上述值大于设定阈值时，记录为缺陷。
选用通过检测的晶圆作为参照晶圆。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在晶圆检测设备上增加一步对掩膜版残留缺陷的检测，从而能够有效检测出逻辑芯片掩膜版上的残留缺陷，极大地保障图形晶圆的良率，尤其适用于晶圆明场检测设备对逻辑芯片掩膜版缺陷的检测中，助力于提升设备的检测覆盖率；
本发明还包括如下优点：
本发明可以复用已有晶圆明场检测设备，降低晶圆厂的设备投入成本。
附图说明
图1为本发明缺陷检测方法的流程图。
图2为对应图1的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，包括如下步骤。
步骤一：扫描参照晶圆的影像，作为基准参照图像Ir。
选用通过检测的晶圆作为参照晶圆，使用明场检测设备扫描该晶圆，并将晶圆影像存储在晶圆检测设备中。
步骤二：扫描待测晶圆的影像，作为待测图像It。
待测晶圆可以是由同一逻辑芯片生产出的晶圆，使用明场检测设备进行扫描。
步骤三：对基准参照图像Ir和待测图像It进行配准，消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声。
本实施例中，对基准参照图像Ir和待测图像It，依次进行亚像素空间配准和直方图均衡，进行空间和灰度的配准，来消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声。
以（x,y）表示图像上的一个像素位置，当满足：
；
获得配准后两个图像的亚像素空间位移；
将基准参照图像Ir进行配准，获得空间配准后的基准参照图像Ir2：
。
对空间配准后的基准参照图像Ir2和待测图像It，进行直方图均衡来消除两次检测带来的图像明暗差异噪声，获得明暗配准后的基准参照图像Ir3，为：
。
步骤四：采用差分匹配滤波，获得差异；当差异超出设定阈值时，记录为缺陷；具体为。
对明暗配准后的基准参照图像Ir3和待测图像It进行差分，获得差分图为：
。
对图像差分图匹配滤波来检测缺陷，为：
；
当上述值大于设定阈值时，记录为缺陷。
步骤一和步骤二中，在对参照晶圆、待测晶圆扫描获得影像后，分别对影像进行加权平均，获得基准参照图像Ir和待测图像It。
加权平均的方法为：
计算各个晶粒的图像质量评估函数S(i) = G(Ii)，其中，G是梯度算子，S是梯度强度的和，设定有n个晶粒，每个晶粒的图像为I1,I2,…,In；
基于图像质量评估函数S(i)，进行加权平均如下：
；
其中，I（i）为第i个晶粒的图像，依次为I（1）,I（2）,…,I（n）。
获得与参照晶圆、待测晶圆对应的基准参照图像Ir和待测图像It。
加权平均中涉及的图像质量包括但不限于锐度、对比度、像素灰度值分布；可以根据统计值来计算每个晶粒图像质量的权重，然后可以对一行晶粒图像使用加权平均来计算出该行晶粒的基准参照影像。
本发明可以复用已有晶圆明场检测设备，降低晶圆厂的设备投入成本。
本发明通过在晶圆检测设备上增加一步对掩膜版残留缺陷的检测，从而能够有效检测出逻辑芯片掩膜版上的残留缺陷，极大地保障图形晶圆的良率，尤其适用于晶圆明场检测设备对逻辑芯片掩膜版缺陷的检测中，助力于提升设备的检测覆盖率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (7)
1.一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
扫描参照晶圆的影像，作为基准参照图像Ir，选用通过检测的晶圆作为参照晶圆；
扫描待测晶圆的影像，作为待测图像It；
对基准参照图像Ir和待测图像It进行配准，消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声；
采用差分匹配滤波，获得差异；当差异超出设定阈值时，记录为缺陷；
在对参照晶圆、待测晶圆扫描获得影像后，分别对影像进行加权平均，获得基准参照图像Ir和待测图像It；
对基准参照图像Ir和待测图像It，依次进行亚像素空间配准和直方图均衡，进行空间和灰度的配准，来消除两次图像空间尺度的位移和扭曲噪声，消除两次图像的图像明暗差异噪声。
2.如权利要求1所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：所述加权平均的方法为：
计算各个晶粒的图像质量评估函数S(i) = G(Ii)，其中，G是梯度算子，S是梯度强度的和，设定有n个晶粒，每个晶粒的图像为I1,I2,…,In；
基于图像质量评估函数S(i)，进行加权平均如下：
；
获得与参照晶圆、待测晶圆对应的基准参照图像Ir和待测图像It。
3.如权利要求2所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：所述加权平均中涉及的图像质量包括但不限于锐度、对比度、像素灰度值分布。
4.如权利要求1所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：以（x,y）表示图像上的一个像素位置，当满足：
；
获得配准后两个图像的亚像素空间位移；
将基准参照图像Ir进行配准，获得空间配准后的基准参照图像Ir2：
。
5.如权利要求4所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：对空间配准后的基准参照图像Ir2和待测图像It，进行直方图均衡，获得明暗配准后的基准参照图像Ir3，为：
。
6.如权利要求5所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：对明暗配准后的基准参照图像Ir3和待测图像It进行差分，获得差分图为：
。
7.如权利要求6所述的一种逻辑芯片掩膜版缺陷检测方法，其特征在于：对图像差分图匹配滤波来检测缺陷，为：
；
当上述值大于设定阈值时，记录为缺陷。
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