用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方法、设备及存储介质与流程

本申请一般涉及晶圆缺陷检测。更具体地，本申请涉及一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方法、设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、半导体中有图形晶圆缺陷的检测是半导体制造的重要环节，其可以检测定位缺陷，实现对缺陷进行分类，从而提升半导体良率。通常晶圆缺陷检测的方法为d2d(即die todie)，或者称为随机模式(“random mode”)，即通过检测待检测晶粒die和参考晶粒die在相同位置处的图像的差异。特殊情形下，由于有些图形本身具有周期性，由此可以通过自身不同临近周期(例如一个pitch)之间的差异来获得缺陷的位置，即c2c(cell to cell)，或者称为阵列模式(array mode)。另外，还可以通过单个图像和该位置处的设计图形(“gds”)进行比对来获得缺陷的位置，即d2db(die to database)的方式。其中，无论哪种检测方法，都需要精确的对准操作，例如将d2d中的测试图像和参考图像进行对准，将d2db中的测试图像和设计图形进行对准。

2、所谓图像的对准(alignment)，就是指获取两张图像之间图案(“pattern”)位置的偏差，而对准操作需要将参考图像和待检测图像进行比较，因此具有较大的计算量。对准操作的计算复杂度约搜索区域半径r的o(r^2)，其中r为搜索区域半径。由此可见，当搜索区域较大时，对准操作所需要的计算量很大，使得计算效率低，对准时间较长。

3、有鉴于此，亟需提供一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方案，以便减少计算量，提高计算效率，实现晶圆缺陷检测中图像的快速对准。

技术实现思路

1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本申请在多个方面中提出了用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方案。

2、在第一方面中，本申请提供一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方法，包括：从晶圆的关键区域中选取参考晶粒和待检测晶粒；将所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置初始采集的第一图像和第二图像进行图像对准，获得初始偏移量；基于所述初始偏移量对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准，并计算局部对准分数和局部对准偏移量；以及根据所述局部对准分数、所述局部对准偏移量和双预设阈值确定最终对准结果，以实现晶圆缺陷检测中的图像对准。

3、在一个实施例中，其中基于所述初始偏移量对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准包括：基于所述初始偏移量在所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像中选取相应局部搜索区域；以及在相应局部搜索区域内对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准。

4、在另一个实施例中，其中所述双预设阈值包括高阈值和低阈值，并且根据所述局部对准分数、所述局部对准偏移量和双预设阈值确定最终对准结果包括：响应于所述局部对准分数大于所述高阈值，将所述局部对准偏移量确定为所述最终对准结果；响应于所述局部对准分数大于所述低阈值且小于所述高阈值，对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行扩大搜索对准，以确定所述最终对准结果；或者响应于所述局部对准分数小于所述低阈值，对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行全局搜索对准，以确定所述最终对准结果。

5、在又一个实施例中，其中对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行扩大搜索对准，以确定所述最终对准结果包括：基于所述初始偏移量在所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像中选取相应扩大搜索区域；在相应扩大搜索区域对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行扩大搜索对准，并计算扩大搜索对准偏移量；以及将所述扩大搜索偏移量与所述局部对准偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果。

6、在又一个实施例中，其中将所述扩大搜索偏移量与所述局部对准偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果包括：响应于所述扩大搜索偏移量与所述局部对准偏移量的差异小于预设值，将所述扩大搜索偏移量确定为所述最终对准结果；或者响应于所述扩大搜索偏移量与所述局部对准偏移量的差异大于预设值，对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行全局搜索对准，以确定所述最终对准结果。

7、在又一个实施例中，其中对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行全局搜索对准，以确定所述最终对准结果包括：在全局搜索区域对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行全局搜索对准，并计算全局搜索对准偏移量；将所述全局搜索对准偏移量与所述初始偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果。

8、在又一个实施例中，其中将所述全局搜索对准偏移量与所述初始偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果包括：响应于所述全局搜索对准偏移量与所述初始偏移量的差异小于预设值，将所述全局搜索对准偏移量确定为所述最终对准结果；或者响应于所述全局搜索对准偏移量与所述初始偏移量的差异大于预设值，利用所述全局搜索对准偏移量替换所述初始偏移量进行对准迭代，以确定所述最终对准结果。

9、在又一个实施例中，其中在确定所述最终对准结果之前，还包括：选取目标对准分数进行亚像素级对准；以及将亚像素级对准结果确定为所述最终对准结果。

10、在第二方面中，本申请提供一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的设备，包括：处理器；以及存储器，其上存储有用于晶圆缺陷检测中的图像对准的计算机指令，当所述计算机指令由处理器执行时，使得实现前述第一方面中的多个实施例。

11、在第三方面中，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于晶圆缺陷检测中的图像对准的计算机程序指令，该计算机程序指令被一个或多个处理器执行时，使得实现前述第一方面中的多个实施例。

12、通过如上所提供的用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方案，本申请实施例首先通过对待检测晶粒与参考晶粒各自在同一位置初始采集的第一图像和第二图像进行图像对准，利用初始采集的第一图像和第二图像的初始偏移量为参考，对待检测晶粒与参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准，即进行小范围搜索，极大地节约了检测中图像的对准时间，减少计算量，提高计算效率。接着，通过设置双预设阈值，结合局部对准分数、局部对准偏移量确定最终对准结果，提高了对准的准确性。进一步地，在一些实施例中，本申请实施例还采用亚像素级对准，使得进一步提升了最终对准结果的精度，以便提高后续精确地检测晶圆的缺陷。

技术特征：

1.一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述初始偏移量对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述双预设阈值包括高阈值和低阈值，并且根据所述局部对准分数、所述局部对准偏移量和双预设阈值确定最终对准结果包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行扩大搜索对准，以确定所述最终对准结果包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述扩大搜索偏移量与所述局部对准偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果包括：

6.根据权利要求3或5所述的方法，其中对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行全局搜索对准，以确定所述最终对准结果包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中将所述全局搜索对准偏移量与所述初始偏移量进行比较，以确定所述最终对准结果包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其中在确定所述最终对准结果之前，还包括：

9.一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有用于晶圆缺陷检测中的图像对准的计算机程序指令，该计算机程序指令被一个或多个处理器执行时，使得实现根据权利要求1-8中任意一项所述的方法。

技术总结本申请公开了一种用于晶圆缺陷检测中的图像对准的方法、设备及存储介质。所述方法包括：从晶圆的关键区域中选取参考晶粒和待检测晶粒；将所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置初始采集的第一图像和第二图像进行图像对准，获得初始偏移量；基于所述初始偏移量对所述待检测晶粒与所述参考晶粒各自在同一位置后采集的第一图像和第二图像进行局部对准，并计算局部对准分数和局部对准偏移量；以及根据所述局部对准分数、所述局部对准偏移量和双预设阈值确定最终对准结果，以实现晶圆缺陷检测中的图像对准。利用本申请的方案，可以减少计算量，提高计算效率，实现晶圆缺陷检测中图像的快速对准。技术研发人员：杨康康,齐立文,赵帅帅,王振东,张剑受保护的技术使用者：惠然微电子技术（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12