CN114594664B - 晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法 - Google Patents

晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法，属于半导体晶圆检测技术领域，该晶圆扫描路径的优化方法通过根据待扫描区域、扫描成像视野和重叠区域的限制条件作为恒定参量，以扫描数量和实际重叠区域作为需要优化的参量，建立不等式模型；并通过对该不等式模型进行整数求解，获得相同条件下，扫描的图片数量最少、同时相邻的两个成像视野的重叠区域最大的扫描路径的规划。该方法无需做任何的硬件改动，可以有效节省整体晶圆的扫描时间，并减少成像视野图像的处理数量和储存容量。

Description

晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法
技术领域
本发明属于半导体晶圆检测技术领域，具体涉及一种晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法。
背景技术
在半导体晶片加工制造过程中，晶圆是其中最主要的材料，在市面上90％以上的电子设备是基于晶圆制造而成。由此，晶圆的产能对整个集成电路行业具有非常大的影响。目前主流的晶圆为300mm(12英寸)、200mm(8英寸)、150mm(6英寸)和100mm(4英寸)，其中12英寸的晶圆的市场份额已经达到了78％，成为市场的主流。由于晶圆表面直接影响到器件的加工性能，因此该表面是不允许存在任何缺陷；在工业生产过程中，需要检测***进行实时检测，存在检测难度高的问题，现有技术一般采用的是非接触式的光学检测。
在进行非接触式的光学检测过程中，由于晶圆的尺寸比较大，因此一般的光学***在兼顾最小检测精度的前提下，都是无法直接得到一个完整的晶圆图像，只能得到一个局部视野的图像。因此，为了得到完整的晶圆图像，一般采用扫描拍摄技术：根据晶圆的大小，规划一个扫描路径，以多个扫描点为中心进行图像扫描采集并逐个成像，最后合并可得到一个完整的晶圆图像。如图1所示，为晶圆的整体图像，图中的矩形区域为局部视野图像。同时，由于晶圆的检测存在实时性的要求，因此扫描输出的图像越少越好。因此，扫描得到的冗余的图像越少越好，一方面可以减少扫描的时间和图像拍摄的时间，另外一方面也减少了图像的数据量，降低了硬盘存储的压力以及后续检测算法的压力。是故在生产检测过程中，亟需一种最优化的扫描路径规划方法，既能够保证晶圆中每个小图都能够被扫描到，同时又能够保证扫描的图像数量最小，使得扫描的时间和后续图像处理的时间都能够达到最小。
现有的技术方案中，采用的检测扫描方法有两种：1. 先根据晶圆的尺寸和校准的中心位置预先进行扫描路径的规划。然后再在每次生产检测的过程中，通过对位***将晶圆移动到校准的中心位置按照预先设置的扫描路径进行扫描。2. 先用定位相机得到晶圆的位置，然后以晶圆的尺寸和中心位置进行扫描路径的规划，再根据该扫描路径进行扫描。上述两种方法本质都需要根据一个确定的晶圆尺寸，以及事先设置好的两个相邻成像视野的重叠区域，生成扫描路径。具体的方法如下：
Step1: 获取晶圆所在的位置以及区域Region 0 ，并得到晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形Rect 0 ，区域Region 0 为图2中的圆形区域，外接矩形是指可Rect 0 以与图2中圆形区域相切的矩形区域；
Step2：为了避免在扫描过程中产生误差，对外接矩形区域Rect 0 进行外扩得到矩形区域Rect 1 ，外扩矩形区域Rect 1 为图2中整体矩形区域；
Step3：根据扫描装置的硬件条件，以每次拍摄的成像视野rect作为一个单位区域，并设置好相邻成像视野的重叠区域overlap，从而可以得到外扩矩形区域Rect 1 中的所有成像视野的分布矩形区域rect（rect 0 ，rect 0 ，rect 2 ，，，rect N ）；
Step4：根据分布成像视野rect N 与晶圆所在的区域Region 0 是否相交确定是否保留。如图2中所示，与晶圆存在相交的成像视野rect N 会进行保留，形成最后的扫描轨迹。
因此，现有的技术虽然也考虑了尽量节省图片的数量，但是并没有得到一个最优的成像视野rect N 的分布规划，增加了扫描成像的时间和扫描空间，检测效率低且繁琐。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法，本发明的目的在于可以快速对晶圆的扫描路径进行规划，一方面可以扫描得到更少的图像，另一方面可以使得相邻的成像视野之间具有最大的重叠区域。
为实现上述目的，按照本发明第一方面，提供一种晶圆扫描路径的优化方法，包括：
获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；
设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；
以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；
以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；
分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；
以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；
以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
进一步地，所述以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组，包括：
根据第一方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第一优化不等式；根据第一方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于所述待扫描区域的宽度建立第二优化不等式。
进一步地，所述以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组，包括：
根据第二方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第三优化不等式；根据第二方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前所述第二分布区域的宽度建立第四优化不等式。
进一步地，所述以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，包括：
计算得到第一方向上成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度，并由此确定各个成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标。
进一步地，所述以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，包括：
分别计算得到各个所述第二分布区域中第二方向上成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度，并由此确定各个成像视野在第二方向上的最优聚焦坐标。
进一步地，所述外接矩形在第一方向上外扩宽度设置为所述成像视野在第一方向上宽度的1/20~1/5。
进一步地，所述外接矩形在第二方向上外扩宽度设置为所述成像视野在第二方向上宽度的1/20~1/5。
按照本发明第二方面，提供一种理晶圆扫描路径的优化***，应用如上所述的方法，所述***包括：获取模块、设置模块、第一优化模块、第一计算模块、提取模块、第二优化模块和第二计算模块；所述获取模块用于获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；所述设置模块用于设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；所述第一优化模块用于以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；所述第一计算模块用于以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；所述提取模块用于分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；所述第二优化模块用于以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；所述第二计算模块用于以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
按照本发明第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
按照本发明第四方面，提供一种晶圆检测方法，所述方法包括：
提供晶圆，应用如上所述的晶圆扫描路径的优化方法获取所述晶圆表面对应检测区域内的局部扫描图像；
将所述局部扫描图像进行融合拼接，得到当前检测区域的全景扫描图像；并基于所述全景扫描图像获取所述晶圆表面的检测参数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明针对晶圆检测的扫描轨迹生成问题，提出一种晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法，本发明通过首先根据第一方向上待扫描区域、扫描成像视野和重叠区域的限制条件作为恒定参量，以扫描数量和实际重叠区域作为需要优化的参量，建立不等式模型来确定当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，再根据各个成像视野在第一方向上的分布区域中提取与该晶圆图像完全重叠的最小矩形区域；再以第二方向上最小矩形区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的不等式模型，由于第一方向和第二方向为相互垂直度水平方向，故由此得到所有成像视野的最优聚焦位置，从而获取更优化的扫描轨迹。该晶圆扫描路径的优化方法无需进行任何的硬件和软件流程的改动，也无需耗费计算资源。相对现有的轨迹生成方法，本发明一方面可以减少扫描图片的数量，从而有效减少图像扫描、存储和运算时间；另一方面可以增加相邻成像视野的重叠区域，从而使得晶圆的局部扫描图像拼接融合和定位的计算处理更加容易，导出的检测结果更加准确。
附图说明
图1为现有技术中通过扫描晶圆局部图像拼接形成的晶体整体图像；
图2为现有技术中一种晶圆扫描路径规划后成像视野的排布图；
图3为按照本发明实现的一种晶圆扫描路径的优化方法流程图；
图4为按照本发明实施例1实现的第一分布区域的排布图；
图5为按照本发明实施例1实现的第二分布区域的排布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，本发明涉及的函数方程中符号“*”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相乘，“/”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相除，本发明中所有函数方程遵循数学的加减乘除运算法则。
需要说明的是，本发明涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里描述或图示的那些以外的顺序实施。
本发明提供一种晶圆扫描路径的优化方法、***、设备及晶圆检测方法，本发明的目的在于可以快速对晶圆的扫描路径进行规划，一方面可以扫描得到更少的图像，另一方面可以使得相邻的成像视野之间具有最大的重叠区域。故保证了在最大的重叠区域条件下，使某一方向上的扫描数量尽可能最少，同时重叠区域越大，相应的相邻成像视野之间的拼接也更容易。由于晶圆图像扫描为二维图像的扫描，本发明将问题转化为垂直两个方向上的扫描路径优化。因此，对于某一维方向，建立优化不等式模型：
Figure 370815DEST_PATH_IMAGE001
（1.1）
其中，n为成像视野的成像数量，w overlap 为相邻成像视野间实际重叠区域在某一维方向的宽度，W overlap 为相邻成像视野间最小重叠区域在某一维方向的宽度，W sub 为成像视野在某一维方向的宽度，W为待扫描区域的宽度；其中，n、w overlap 为需要优化的未知参量，W overlap 、W sub 、W为可根据实际扫描条件设置的恒定参量。
根据以上不等式组，可进一步地得到：
Figure 553535DEST_PATH_IMAGE002
（1.2）
已知n为正整数，因此上述不等式公式的解可以简化为：
Figure 598852DEST_PATH_IMAGE003
（1.3）
其中，函数ceil（）表示不遵循四舍五入的规则，只要存在小数取值为前面的整数就加1，函数max（）表示取值为其中最大值。
已知n和W overlap ，我们可以很容易的得到该一维扫描方向上的成像视野的排布，从而得到扫描轨迹。优选地，成像视野rect N 为矩形区域，如图3所示，提供一种晶圆扫描路径的优化方法，包括；
S1：获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；
S2：设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；
S3：以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；
S4：以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；
S5：分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；
S6：以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；
S7：以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
由于本发明通过第一方向和第二方向来确定所有成像视野的最优聚焦位置，故第一方向和第二方向可以为同一水平面上垂直的两个方向，并由此建立坐标系来确定最优聚焦坐标；具体地，本发明通过在晶圆所在区域的水平面内的X、Y方向上分别进行扫描路径的优化，形成以下两种实施方式：
实施例1
本实施例提供一种晶圆扫描路径的优化方法，该方法包括：
S1：获取待扫描晶圆图像Region 0 ，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形Rect 0 ，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域Rect 1 （W x ， W y ）；
在本实施例中，待扫描区域在X方向和Y方向均具有宽度Wx，Wy，X方向和Y方向可以设定为该晶圆图像二维水平面上垂直的两个方向；优选地，X方向和Y方向分别与待扫描区域长、宽平行；更优选地，由于该待扫描区域为矩形，可以以该矩形任一端点为原点，故待扫描区域在X方向和Y方向的宽度W x ，W y 与待扫描区域的矩形长、宽相同。
优选地，所述外接矩形在X方向上外扩宽度设置为所述成像视野在X方向上宽度的1/20~1/5；所述外接矩形在Y方向上外扩宽度设置为所述成像视野在Y方向上宽度的1/20~1/5。
S2：设定扫描装置的成像视野在X方向和Y方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在X方向和Y方向上的宽度；
在本实施例中，根据扫描装置的硬件条件，确定成像视野rect，以及该成像视野对应在X方向的宽度W sub-x 和在Y方向的宽度W sub-y ；以及设定所述最小重叠区域在在X方向的宽度W overlap-x 和在Y方向的宽度W overlap-x 。
S3：以Y方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以Y方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；
在本实施例中，如图4所示，在Y方向上建立不等式模型，根据Y方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第一优化不等式；根据Y方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前待扫描区域的宽度建立第二优化不等式。
具体地，本实施例优先选择在Y方向上进行扫描路径的规划，如图3所示，以待扫描区域在Y方向/每一列的宽度W y 、成像视野rect在Y方向/每一列的宽度W sub-y 、相邻成像视野间最小重叠区域在在Y方向/每一列的宽度W overlap-y 为已知的恒定参数，以成像视野在Y方向/每一列的成像数量n y、以及相邻成像视野间实际重叠区域在Y方向/每一列的宽度w overlap-y 为优化参数，根据1.1建立不等式组。
S4：以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在Y方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在Y方向上的第一分布区域；
在本实施例中，如图4所示，优先选择在Y方向/每一列上进行扫描路径的规划，根据公式1.3可以计算得到Y方向/每一列上成像视野的成像数量n y和所述实际重叠区域的宽度w overlap-y ，并由此确定各个成像视野在Y方向/每一列上的最优聚焦坐标；同时，由此得到各个成像视野在Y方向/每一列上的二维的分布区域，具体为图3中的矩形区域，该分布区域在X方向上的宽度相同，各个矩形区域在Y方向存在重叠区域，该重叠区域在Y方向上的宽度等于w overlap-y 。
S5：分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；
在本实施例中，优先选择在Y方向/每一列上进行扫描路径的规划，在上述S4获得的矩形第一扫描区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域，如图5所示，图5中矩形区域为第二扫描区域，其中第二扫描区域在X方向/每一行上的总区域完全覆盖了晶圆所在区域，且其在X方向/每一行上的宽度不同，但各个第二扫描区域在Y方向上仍然存在重叠区域，该重叠区域在Y方向上的宽度等于w overlap-y ，随后再在该第二分部区域中进行X方向/每一行上扫描，这样可以提前缩小扫描范围。
S6：以X方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以X方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；
在本实施例中，根据X方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第三优化不等式；根据X方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前所述第二分布区域的宽度建立第四优化不等式。
具体地，由于步骤中S3优先选择在Y方向上进行扫描路径的规划，则本实施例S6步骤中以第二分布区域在X方向/每一行的宽度W x 成像视野rect在X方向/每一列的宽度
W sub-x 、相邻成像视野间最小重叠区域在在X方向/每一行的宽度W overlap-x 为已知的恒定参数，以成像视野X方向/每一行的成像数量n x、以及相邻成像视野间实际重叠区域在X方向/每一行的宽度w overlap-x 为优化参数，根据1.1建立不等式组。
S7：以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
分别计算得到各个所述第二分布区域中X方向/每一行上成像视野的成像数量n x、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度W sub-x ，并由此确定各个成像视野在X方向/每一行上的最优聚焦坐标。由此可以明确了在第二分布区域内所有成像视野的分布，根据其成像视野的分布形成扫描路径。
实施例2
本实施例提供另一种晶圆扫描路径的优化方法，该方法包括：
S1：获取待扫描晶圆图像Region 0 ，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形Rect 0 ，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域Rect 1 （W x ， W y ）；
在本实施例中，待扫描区域在X方向和Y方向均具有宽度W x ，W y ，X方向和Y方向可以设定为该晶圆图像二维水平面上垂直的两个方向；优选地，X方向和Y方向分别与待扫描区域长、宽平行；更优选地，由于该待扫描区域为矩形，可以以该矩形任一端点为原点，故待扫描区域在X方向和Y方向的宽度W x ，W y 与待扫描区域的矩形长、宽相同。
优选地，所述外接矩形在X方向上外扩宽度设置为所述成像视野在X方向上宽度的1/20~1/5；所述外接矩形在Y方向上外扩宽度设置为所述成像视野在Y方向上宽度的1/20~1/5。
S2：设定扫描装置的成像视野在X方向和Y方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在X方向和Y方向上的宽度；
在本实施例中，根据扫描装置的硬件条件，确定成像视野rect，以及该成像视野对应在X方向的宽度W sub-x 和在Y方向的宽度W sub-y ；以及设定所述最小重叠区域在在X方向的宽度W overlap-x 和在Y方向的宽度W overlap-y 。
S3：以X方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以X方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；
在本实施例中，可以在X方向上建立不等式模型，根据X方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第一优化不等式；根据X方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前待扫描区域的宽度建立第二优化不等式。
具体地，本实施例优先选择在X方向上进行扫描路径的规划，以待扫描区域在X方向/每一行的宽度W x 、成像视野rect在X方向/每一行的宽度W sub-x 、相邻成像视野间最小重叠区域在在X方向/每一行的宽度W overlap-x 为已知的恒定参数，以成像视野在X方向/每一行的成像数量n x、以及相邻成像视野间实际重叠区域在X方向/每一行的宽度w overlap-x 为优化参数，根据1.1建立不等式组。
S4：以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在X方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在X方向上的第一分布区域；
在本实施例中，优先选择在X方向/每一行上进行扫描路径的规划，根据公式1.3可以计算得到X方向上/每一行成像视野的成像数量n x和所述实际重叠区域的宽度w overlap-x ，并由此确定各个成像视野在X方向上/每一行的最优聚焦坐标；同时，由此得到各个成像视野在X方向/每一行上的二维的分布区域，该分布区域为沿X方向依次排列的矩形区域，故该分布区域在Y方向上的宽度相同，各个矩形区域在X方向上存在重叠区域，该重叠区域在X方向上的宽度等于w overlap-x 。
S5：分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；
在本实施例中，优先选择在X方向/每一行上进行扫描路径的规划，在上述S4获得的矩形第一扫描区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域，其中第二扫描区域在Y方向/每一列上的总区域完全覆盖了晶圆所在区域，且其在Y方向/每一列上的宽度不同，但各个第二扫描区域在X方向上仍然存在重叠区域，该重叠区域在X方向上的宽度等于w overlap-x ，随后再在该第二分部区域中进行Y方向/每一列上扫描，这样可以提前缩小扫描范围。
S6：以X方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以X方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；
在本实施例中，根据X或者Y方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第三优化不等式；根据X或者Y方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前所述第二分布区域的宽度建立第四优化不等式。
具体地，由于步骤S3中优先选择在X方向上进行扫描路径的规划，则本S6步骤中以第二分布区域在Y方向/每一列的宽度Wy、成像视野rect在Y方向/每一列的宽度
W sub-y 、相邻成像视野间最小重叠区域在在Y方向/每一列的宽度W overlap-y 为已知的恒定参数，以成像视野Y方向/每一列的成像数量n y、以及相邻成像视野间实际重叠区域在Y方向/每一列的宽度w overlap-y 为优化参数，根据1.1建立不等式组。
S7：以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
分别计算得到各个所述第二分布区域中Y方向/每一列上成像视野的成像数量n y、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度W sub-y ，并由此确定各个成像视野在Y方向/每一列上的最优聚焦坐标。由此可以明确了在第二分布区域内所有成像视野的分布，根据其成像视野的分布形成扫描路径。
实施例1和实施例2技术方案的本质相同，实施例1是以优先选择在Y方向上进行扫描路径的规划，实施例2是以优先选择在X方向上进行扫描路径的规划。
本发明基于上述实施例1或者实施例2提供一种晶圆检测方法，包括：
S1”：提供晶圆，应用上述实施例1或者实施例2所述的晶圆扫描路径的优化方法获取所述晶圆表面对应检测区域内的局部扫描图像；
S2”：将所述局部扫描图像进行融合拼接，得到当前检测区域的全景扫描图像；并基于所述全景扫描图像获取所述晶圆表面的检测参数。
试验说明
提供4寸的晶圆，采用25M相机（成像视野为5120像素*5120像素）和3X的镜头进行扫描拍摄，整个晶圆的宽度和高度分别大概为80000个像素。我们设置最小overlap分别是W overlap-x 为140个像素和W overlap-x 为105个像素。我们采用现有得到的对比结果如下：
表1 采用实施例1~2和现有技术所述晶圆扫描路径规划方法获得试验结果
实施例1 实施例2 现有技术
扫描的成像视野的数量（个） 654 630 780
实际重叠区域在Y方向/每一列上的宽度woverlap-y（像素） 440 240-540 140
实际重叠区域在X方向/每一行上的宽度woverlap-x（像素） 135-480 140-460 105
根据上表1可知，采用实施例1~3形成的扫描图像更少，实际重叠区域更大。因此，采用实施例1~2提供的晶圆扫描路径的优化方法通过根据待扫描区域、扫描成像视野和重叠区域的限制条件作为恒定参量，以扫描数量和实际重叠区域作为需要优化的参量，建立不等式模型；并通过对该不等式模型进行整数求解，获得相同条件下，扫描的图片数量最少、同时相邻的两个成像视野的重叠区域最大的扫描路径的规划。该方法无需做任何的硬件改动，可以有效节省整体晶圆的扫描时间，并减少成像视野图像的处理数量和储存容量。
本发明基于上述实施例1和实施例2提供一种理晶圆扫描路径的优化***，所述***包括：获取模块、设置模块、第一优化模块、第一计算模块、提取模块、第二优化模块和第二计算模块；所述获取模块用于获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；所述设置模块用于设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；所述第一优化模块用于以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组；所述第一计算模块用于以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；所述提取模块用于分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；所述第二优化模块用于以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组；所述第二计算模块用于以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
本发明基于上述实施例1或者2提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例1所述方法的步骤。
应当理解，本发明的方法、结构图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种晶圆扫描路径的优化方法，其特征在于，包括：
获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；
设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；
以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组，包括：根据第一方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第一优化不等式；根据第一方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于所述待扫描区域的宽度建立第二优化不等式；
以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；
分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；
以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组，包括：根据第二方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第三优化不等式；根据第二方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前所述第二分布区域的宽度建立第四优化不等式；
以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
2.根据权利要求1所述的晶圆扫描路径的优化方法，其特征在于，所述以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，包括：
计算得到第一方向上成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度，并由此确定各个成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标。
3.根据权利要求1所述的晶圆扫描路径的优化方法，其特征在于，所述以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，包括：
分别计算得到各个所述第二分布区域中第二方向上成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度，并由此确定各个成像视野在第二方向上的最优聚焦坐标。
4.根据权利要求1所述的晶圆扫描路径的优化方法，其特征在于，所述外接矩形在第一方向上外扩宽度设置为所述成像视野在第一方向上宽度的1/20~1/5。
5.根据权利要求1所述的晶圆扫描路径的优化方法，其特征在于，所述外接矩形在第二方向上外扩宽度设置为所述成像视野在第二方向上宽度的1/20~1/5。
6.一种理晶圆扫描路径的优化***，其特征在于，应用权利要求1至5中任一项所述的方法，所述***包括：获取模块、设置模块、第一优化模块、第一计算模块、提取模块、第二优化模块和第二计算模块；所述获取模块用于获取待扫描晶圆所在区域的图像，确定图像中所述晶圆的外轮廓边缘在水平方向上的外接矩形，并将所述外接矩形向外扩大得到所述晶圆的待扫描区域；所述设置模块用于设定扫描装置的成像视野在第一方向和第二方向上的宽度；以及设定相邻成像视野间最小重叠区域在第一方向和第二方向上的宽度；所述第一优化模块用于以第一方向上所述待扫描区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第一方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立第一不等式组，包括：根据第一方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第一优化不等式；根据第一方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于所述待扫描区域的宽度建立第二优化不等式；所述第一计算模块用于以所述第一不等式组为约束条件，得到当前待扫描区域中所有成像视野在第一方向上的最优聚焦坐标，并由此得到各个成像视野在第一方向上的第一分布区域；所述提取模块用于分别在各个所述第一分布区域中提取与所述晶圆图像完全重叠的最小矩形区域为第二分布区域；所述第二优化模块用于以第二方向上各个所述第二分布区域、成像视野、以及相邻成像视野间最小重叠区域的宽度作为恒定参量，以第二方向上所述成像视野的成像数量、以及相邻成像视野间实际重叠区域的宽度作为优化参量，建立相应的第二不等式组，包括：根据第二方向上所述实际重叠区域的宽度大于或者等于所述最小重叠区域的宽度建立第三优化不等式；根据第二方向上各个所述成像视野间中非重叠区域的宽度总和大于或者等于当前所述第二分布区域的宽度建立第四优化不等式；所述第二计算模块用于以所述第二不等式组为约束条件，得到各个所述第二分布区域中所有成像视野的最优聚焦位置，并根据其最优聚焦位置形成扫描路径。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
8.一种晶圆检测方法，其特征在于，所述方法包括：
提供晶圆，应用权利要求1至5中任一项所述的晶圆扫描路径的优化方法获取所述晶圆表面对应检测区域内的局部扫描图像；
将所述局部扫描图像进行融合拼接，得到当前检测区域的全景扫描图像；并基于所述全景扫描图像获取所述晶圆表面的检测参数。
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