一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法技术

本发明专利技术涉及晶圆检测技术领域，特别涉及一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，包括：采集晶圆检测模拟信号，将晶圆检测模拟信号转换为数字信号；按照时序将数字信号中的数据存入缓冲区，直至数据达到指定数目；对缓冲区的数据进行时域处理及频域处理；查找时域信号及频域信号，将时域信号及频域信号合并判断后上传至上位机。本发明专利技术提供的基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，提高了晶圆检测装置检测的模拟信号的提取效率，对提取的晶圆信号中的数据处理更为稳定、准确以及灵敏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶圆检测
，特别涉及一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法。
技术介绍
晶圆生长是半导体产业的基础，由于受到材料、设备以及环境等因素的影响，在晶圆表面不可避免的会出现颗粒污染，因此如何通过检测颗粒污染的数量、密度等指标来保证晶圆的正常生长已经成为关键环节。利用光散射的扫描式检测方法具有快速、无附加污染等优势，是目前半导体行业进行晶圆全面检测的主要方法。它的基本原理是利用小光斑斜入射照射至晶圆表面，由于晶圆表面十分光滑，当光斑照射处没有污染时，入射光将全部以相同角度从另一侧反射出去；当存在污染时将发生散射，散射光从四周扩展，散射光强取决于污染的尺寸及折射率，通过利用激光依次扫描整个晶圆表面，便可实现晶圆检测。由于晶圆上污染尺寸较小时，散射光十分微弱，因此如何提高检测灵敏度是此方法的主要挑战。目前出现的晶圆检测方法以及晶圆检测装置的主要原理是利用合成光强周期分布的光斑实现散射信号的周期调制，使信号集中至某个特定频率处，由于系统噪声在宽谱内近均匀分布，通过在特定频率附近进行信号分析消除部分噪声的影响以提高灵敏度，但是对于晶圆检测装置检测的模拟信号提取及处理方法尚未出现。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，提高了晶圆检测装置检测的模拟信号的提取效率，对提取的晶圆信号的处理更为稳定、灵敏，保证了数据处理的准确性。本专利技术提供了一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，包括：采集晶圆检测模拟信号，将所述晶圆检测模拟信号转换为数字信号；按照时序将所述数字信号中的数据存入缓冲区；取用所述缓冲区的所述数据，对所述缓冲区的所述数据进行时域处理及频域处理；查找时域信号及频域信号，将所述时域信号及所述频域信号合并判断后上传至上位机。进一步地，所述按照时序将所述数字信号中的所述数据存入缓冲区，包括：按照时序将所述数字信号中的所述数据抽取为至少两个长度片段；将不同的所述片段分别存储于不同的数据组中，以及将所述数据组存储于所述缓冲区。进一步地，所述取用所述缓冲区的数据，包括：窗口查找表控制时间段记数器的计数值，按照时序启动不同标号的数据组；将启用的数据组内的数据进行时域及频域处理。进一步地，所述按照时序将所述数字信号中的所述数据存入缓冲区，还包括：设置与所述数据组对应数量的窗口；在所述窗口内存储所述片段的循环参数；所述数据组内的片段通过窗口查找表查找对应的所述窗口，并获得对应的片段的循环参数。进一步地，所述时域处理，包括：标记所述数据所在数据组的编号；通过窗口查找表获得数据组对应的窗口内的循环参数；寻找所在数据组内所述数据的最大值；将所述数据的最大值与给定的时域阈值比较，若大于所述时域阈值，则将所述最大值作为所在窗口的时域信号临时存储。进一步地，所述频域处理，包括：标记所述数据所在数据组的窗口号；通过窗口查找表获得数据组对应的窗口内的循环参数；对所述数据进行傅里叶变换得到频域分布；将频段强度的最大值与给定的频域阈值比较，若大于所述时域阈值，则将频段强度的最大值作为所在窗口的频域信号临时存储。进一步地，所述将所述时域信号及所述频域信号合并判断后上传至上位机，包括：当所述时域信号与所述频域信号同时存在时，则判定当前窗口对应的晶圆位置处存在大尺寸颗粒，同时将所述时域信号存储并上传至所述上位机；当仅存在所述频域信号时，则判定当前窗口对应的晶圆位置处存在小尺寸颗粒况，同时将所述频域信号存储并上传至所述上位机；当所述时域信号及频域信号均不存在时，则判定当前窗口对应的晶圆位置处不存在颗粒；当仅存在所述时域信号时，则判定检测结果异常，将所述时域信号数据存储并在错误存储区标记当前的窗口号。进一步地，还包括：在所述数字信号中引入时钟信号，用于进行时钟控制。进一步地，采集晶圆检测模拟信号时，所述模拟信号的单位采集容量为14bit，采集频率为500MHz。进一步地，所述窗口查找表及所述窗口存储于DDR3中。本专利技术提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点：本专利技术实施例提供的晶圆检测信号提取方法及装置，改该方法按照时序将将数字信号中的数据存入缓冲区；将缓冲区的数据送入FPGA芯片进行时域及频域处理；查找时域信号及频域信号，将时域信号及频域信号合并判断后上传至上位机。按照时序将数字信号中的数据存入缓冲区，再从缓冲区取用数据进行时域及频域处理，提高了晶圆检测装置检测的模拟信号的提取效率，对提取的晶圆信号中的数据处理更为稳定、准确。本专利技术实施例提供的晶圆检测信号提取方法及装置，设置有用于存储循环参数的多个窗口，每个窗口相对独立，便于对不同的循环参数进行修改而不影响其他窗口，提高了数据的处理效率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的晶圆检测信号提取方法流程图。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，提高了晶圆检测装置检测的模拟信号的提取效率，对提取的晶圆信号的处理更为稳定、灵敏，保证了数据处理的准确性。参见图1，本专利技术实施例提供了一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，包括：步骤S1、采集晶圆检测模拟信号，将晶圆检测模拟信号转换为数字信号。步骤S1具体包括：步骤S11、从晶圆检测装置采集晶圆检测模拟信号，将晶圆检测模拟信号转换为数字信号。采集晶圆检测模拟信号时，模拟信号的单位采集容量为14bit，采集频率为500MHz。步骤S2、按照时序将数字信号中的数据存入缓冲区，直至数据达到指定数目。步骤S2具体包括：步骤S21、按照时序将数字信号中的数据抽取为至少两个长度片段。步骤S22、将不同的片段分别存储于不同的数据组中，标记每个数据组的编号，以及将数据组存储于缓冲区。步骤S23、设置与数据组对应数量的窗口；在窗口内存储片段的循环参数；数据组内的片段通过窗口查找表查找对应的窗口，并获得对应的片段的循环参数。其中，窗口查找表及窗口存储于DDR3中，窗口查找表定义总窗口个数、窗口号、窗口长度(即FFT长度)、窗口时间段(即定义何时启动窗口)、时域门限值、分频比及频域窗口位置。步骤S24、检测数据是否达到指定的数目。步骤S25、当检测到数据达到指定数目时，停止向缓冲区存入数据。步骤S3、取用缓冲区的数据，对缓冲区的数据进行时域处理及频域处理。步骤S3具体包括：步骤S31、窗口查找表通过FIFO实时控制时间段记数器的计数值，按照时序启动不同标号的数据组。步骤S32、标记数据所在数据组的编号，通过窗口查找表获得数据组对应的窗口内的循环参数，寻找所在数据组内数据的最大值；将数据的最大值与给定的时域阈值比较，若大于时域阈值，则将最大值作为所在窗口的时域信号临时存储。步骤33、标记数据所在数据组的编号，通过窗口查找表获得数据组对应的窗口内的循环参数，对数据进行傅里叶变换得到频域分布；将频段强度的最大值与给定的频域阈值比较，若大于时域阈值，则将频段强度的最大值作为所在窗口的频域信号临时存储。步骤S4、查找时域信号及频域信号，将时域信号及频域信号合并判断后上传至上位机。步骤S4具体包括步骤S41、查找时域信号及频域信号。步骤S42、当时域信号与频域信号同时存在时，则判定当前窗口对应的晶圆位置处存在大尺寸颗粒，同时将时域信号存储并上传至上位机；当仅存在频域信号时，则判定当前窗口对应的晶圆位置处存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，包括：采集晶圆检测模拟信号，将所述晶圆检测模拟信号转换为数字信号；按照时序将所述数字信号中的数据存入缓冲区；取用所述缓冲区的所述数据，对所述缓冲区的所述数据进行时域处理及频域处理；查找时域信号及频域信号，将所述时域信号及所述频域信号合并判断后上传至上位机。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，包括：采集晶圆检测模拟信号，将所述晶圆检测模拟信号转换为数字信号；按照时序将所述数字信号中的数据存入缓冲区；取用所述缓冲区的所述数据，对所述缓冲区的所述数据进行时域处理及频域处理；查找时域信号及频域信号，将所述时域信号及所述频域信号合并判断后上传至上位机。2.如权利要求1所述的基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，所述按照时序将所述数字信号中的所述数据存入缓冲区，包括：按照时序将所述数字信号中的所述数据抽取为至少两个长度片段；将不同的所述片段分别存储于不同的数据组中，以及将所述数据组存储于所述缓冲区。3.如权利要求2所述的基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，所述取用所述缓冲区的数据，包括：窗口查找表控制时间段记数器的计数值，按照时序启动不同标号的数据组；将启用的数据组内的数据进行时域及频域处理。4.如权利要求3所述的基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，所述按照时序将所述数字信号中的所述数据存入缓冲区，还包括：设置与所述数据组对应数量的窗口；在所述窗口内存储所述片段的循环参数；所述数据组内的片段通过窗口查找表查找对应的所述窗口，并获得对应的片段的循环参数。5.如权利要求4所述的基于FPGA的晶圆检测信号提取方法，其特征在于，所述时域处理，包括：标记所述数据所在数据组的编号；通过窗口查找表获得数据组对应的窗口内的循环参数；寻找所在数据组内所述数据的最大值；将所述数据的最大值与给定的时域阈值比较，若大于所述时域阈值，则将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鲁，刘虹遥，马砚忠，张朝前，杨乐，路鑫超，
申请(专利权)人：中国科学院嘉兴微电子仪器与设备工程中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33