一种GaAs刻蚀工艺的检测工艺及检测系统的制作方法

本发明涉及刻蚀工艺监管，具体是一种gaas刻蚀工艺的检测工艺及检测系统。

背景技术：

1、在半导体器件制造过程中，gaas刻蚀工艺是关键的工艺步骤之一，其刻蚀质量直接决定了器件的性能和稳定性，传统的gaas刻蚀工艺质量检测方式往往精度低、效率低且操作复杂，以及无法对所有刻蚀设备和产生的所有刻蚀缺陷进行分析并准确划分，不利于管理人员合理作出相应改善措施，难以有效保证gaas刻蚀的刻蚀效果，智能化和自动化水平低；

2、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种gaas刻蚀工艺的检测工艺及检测系统，解决了现有技术难以满足gaas刻蚀工艺检测的高精度和高效率要求，以及无法对所有刻蚀设备和产生的所有刻蚀缺陷进行准确划分，不利于管理人员合理作出相应改善措施，难以有效保证gaas刻蚀的刻蚀效果，智能化和自动化水平低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种gaas刻蚀工艺的检测系统，包括智能控制平台、光源模块、高精度摄像模块、图像处理分析模块和显示模块；光源模块用于发出稳定、均匀的光源，照亮待检测的gaas刻蚀产品的表面，高精度摄像模块捕获gaas刻蚀产品的表面图像，并将所捕获的gaas刻蚀产品的表面图像经智能控制平台发送至图像处理分析模块；

4、图像处理分析模块接收高精度摄像模块所捕获的gaas刻蚀产品的表面图像，并通过特定的算法对图像进行精确处理和分析，提取出刻蚀深度和刻蚀形貌参数，并将相应处理分析信息经智能控制平台发送至显示模块，显示模块对相应gaas刻蚀产品的处理分析信息进行显示。

5、进一步的，图像处理分析模块的具体运行过程包括：

6、接收到图像采集模块发送的gaas刻蚀产品的表面图像，对表面图像进行预处理，包括图像滤波、对比度增强和噪声抑制；

7、利用特定的图像处理算法对预处理后的图像进行特征提取，包括边缘检测、阈值分割和形态学分析，识别出图像中gaas刻蚀产品中刻蚀区域的边界，并初步确定刻蚀的深度和形貌特征；

8、采用深度测量算法，基于光学原理并通过计算图像中不同像素之间的灰度差异或相位差异来推算刻蚀深度；

9、采用形貌识别算法，通过对图像中的纹理和形状特征进行提取和比较，识别出刻蚀区域的形貌特征，包括刻蚀槽的宽度、深度分布和表面粗糙度等；

10、将所提取刻蚀深度和刻蚀形貌的关键参数进行整理和输出，以数值或图像的形式发送至显示模块进行展示。

11、进一步的，智能控制平台通信连接刻蚀缺陷检测模块，图像处理分析模块将相应处理分析信息经智能控制平台发送至刻蚀缺陷检测模块，刻蚀缺陷检测模块基于相应处理分析信息判断相应gaas刻蚀产品中存在的刻蚀缺陷，通过刻蚀缺陷汇总分析以将相应gaas刻蚀产品标记为无异产品、低异产品或高异产品，且相应gaas刻蚀产品的标记信息经智能控制平台发送至显示模块进行显示。

12、进一步的，刻蚀缺陷汇总分析的具体分析过程如下：

13、若相应gaas刻蚀产品中不存在刻蚀缺陷，则将相应gaas刻蚀产品标记为无异产品；若相应gaas刻蚀产品中存在刻蚀缺陷，则获取到相应gaas刻蚀产品中所存在的刻蚀缺陷类型，事先设定每种刻蚀缺陷类型分别对应一组预设缺陷权重值，将存在的所有刻蚀缺陷类型的预设缺陷权重值进行求和计算得到刻蚀缺陷检测值；

14、将刻蚀缺陷检测值与预设刻蚀缺陷检测阈值进行数值比较，若刻蚀缺陷检测值超过预设刻蚀缺陷检测阈值，则将相应gaas刻蚀产品标记为高异产品；若刻蚀缺陷检测值未超过预设刻蚀缺陷检测阈值，则将相应gaas刻蚀产品标记为低异产品。

15、进一步的，智能控制平台与刻蚀设备评估模块通信连接，刻蚀设备评估模块获取到用于进行gaas刻蚀工艺的所有刻蚀设备，将相应刻蚀设备标记为i，且i为大于1的自然数；设定评估周期，采集到检测周期内刻蚀设备i所生产的无异产品的数量、低异产品的数量和高异产品的数量并将其分别标记为无异检测值、低异检测值和高异检测值；

16、通过将无异检测值、低异检测值和高异检测值进行数值计算得到刻蚀设备评估值，将刻蚀设备评估值与预设刻蚀设备评估阈值进行数值比较，若刻蚀设备评估值超过预设刻蚀设备评估阈值，则将相应刻蚀设备i标记为强管设备；若刻蚀设备评估值未超过预设刻蚀设备评估阈值，则将相应刻蚀设备i标记为弱管设备，且将相应刻蚀设备i的标记信息经智能控制平台发送至管理终端。

17、进一步的，智能控制平台与刻蚀缺陷划分模块通信连接，刻蚀缺陷划分模块获取到需要监测的所有刻蚀缺陷类型，将对应刻蚀缺陷类型标记为待析缺陷k，且k为大于1的自然数；通过刻蚀缺陷精准划分以将待析缺陷k标记为攻坚缺陷或低频缺陷，将相应待析缺陷k的标记信息经智能控制平台发送至管理终端。

18、进一步的，刻蚀缺陷精准划分的具体分析过程如下：

19、获取到评估周期内相应刻蚀设备i所加工的gaas刻蚀产品的数量将其标记为刻蚀总数，将刻蚀设备i所加工的gaas刻蚀产品中存在待析缺陷k的产品数量标记为缺陷匹配值，将缺陷匹配值与相应的刻蚀总数进行比值计算得到缺陷数占值；获取到所有刻蚀设备中相应待析缺陷k的缺陷数占值，将所有缺陷数占值进行均值计算和方差计算以得到缺陷数检值和缺陷数波值；

20、将缺陷数检值和缺陷数波值与相应的预设缺陷数检阈值和预设缺陷数波阈值分别进行数值比较，若缺陷数检值超过预设缺陷数检阈值且缺陷数波值未超过预设缺陷数波阈值，则将待析缺陷k标记为攻坚缺陷；若缺陷数检值和缺陷数波值均未超过对应预设阈值，则将待析缺陷k标记为低频缺陷；其余情况则进行缺陷推进式分析。

21、进一步的，缺陷推进式分析的具体分析过程如下：

22、将刻蚀设备i中待析缺陷k的缺陷数占值与相应的预设缺陷数占阈值进行数值比较，若缺陷数占值超过预设缺陷数占阈值，则将相应刻蚀设备i标记为待析缺陷k的目标设备；获取到与待析缺陷k所对应的目标设备的数量并将其标记为目标数检值，通过将目标数检值和缺陷数检值进行数值计算得到缺陷检评值，将缺陷检评值与预设缺陷检评阈值进行数值比较，若缺陷检评值超过预设缺陷检评阈值，则将待析缺陷k标记为攻坚缺陷；若缺陷检评值未超过预设缺陷检评阈值，则将待析缺陷k标记为低频缺陷。

23、进一步的，智能控制平台将弱管设备发送至刻蚀缺陷划分模块，刻蚀缺陷划分模块将相应弱管设备中缺陷数占值超过对应预设缺陷数占阈值的低频缺陷的数量标记为低频检测值，以及将相应弱管设备中缺陷数占值超过对应预设缺陷数占阈值的低频缺陷标记为目标缺陷，将相应弱管设备中对应目标缺陷的缺陷数占值相较于对应预设缺陷数占阈值的超出值标记为缺陷数超值，将相应弱管设备中的所有缺陷数超值进行均值计算得到缺陷超况值，以及将数值最大的缺陷数超值标记为缺陷超幅值；

24、通过将相应弱管设备的刻蚀设备评估值、低频检测值、缺陷超况值和缺陷超幅值进行数值计算得到刻蚀管评值，将刻蚀管评值与预设刻蚀管评阈值进行数值比较，若刻蚀管评值超过预设刻蚀管评阈值，则将相应弱管设备标记为关注设备，且将关注设备经智能控制平台发送至管理终端。

25、进一步的，本发明还提出了一种gaas刻蚀工艺的检测工艺，包括以下步骤：

26、步骤一、光源模块发出稳定、均匀的光源，照亮待检测的gaas刻蚀产品的表面；

27、步骤二、高精度摄像模块捕获gaas刻蚀产品的表面图像，并将所捕获的gaas刻蚀产品的表面图像发送至图像处理分析模块；

28、步骤三、图像处理分析模块通过特定的算法对gaas刻蚀产品的表面图像进行精确处理和分析，提取出刻蚀深度和刻蚀形貌参数；

29、步骤四、图像处理分析模块将相应处理分析信息发送至显示模块，显示模块对相应gaas刻蚀产品的处理分析信息进行显示。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明中，通过光源模块照亮待检测的gaas刻蚀产品的表面，高精度摄像模块捕获gaas刻蚀产品的表面图像，图像处理分析模块通过特定的算法对图像进行精确处理和分析，显示模块对相应gaas刻蚀产品的处理分析信息进行显示，且通过刻蚀缺陷汇总分析以将相应gaas刻蚀产品进行品质分级，能够满足gaas刻蚀工艺检测的高精度和高效率要求；

32、2、本发明中，通过刻蚀设备评估模块对所有刻蚀设备的刻蚀加工表现进行分析以确定强管设备和弱管设备，并对所有刻蚀缺陷类型进行分析以确定攻坚缺陷或低频缺陷，以及判断相应弱管设备是否为关注设备，能够对所有刻蚀设备和产生的所有刻蚀缺陷进行分析并准确划分，有利于管理人员合理作出相应改善措施，有效保证gaas刻蚀的刻蚀效果，智能化和自动化水平高。