本发明专利技术提供了一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法及装置。该方法包括：利用过焦扫描光学显微技术对标准样品的干扰缺陷进行扫描，得到基于暗场成像的干扰缺陷的弥散斑图像，并利用图像映射模型处理干扰缺陷的弥散斑图像，得到图像映射关系数据库；利用过焦扫描光学显微技术从光轴方向上对待测样品进行扫描，得到待测样品的灰度图；基于图像映射关系数据库，通过差分操作对待测样品的灰度图进行分离，得到亚表面缺陷的灰度变化图；对亚表面缺陷的灰度变化图像进行特征截取并将截取所得到的特征进行矩阵运算，得到待测样品的亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像；基于亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像得到待测样品的亚表面缺陷的属性信息。的亚表面缺陷的属性信息。的亚表面缺陷的属性信息。
【技术实现步骤摘要】
一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法及装置
[0001]本专利技术涉及光学检测和人工智能
，特别涉及一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法及装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]当以超出物镜数值孔径的角度照明时，由于大角度照明产生衍射光或者散射光，包含在物镜数值孔径内的衍射光或者散射光由物镜收集,按照明场光路投射到探测器上。当光斜照明在透明光学元件上时，样品沿Z方向向上移动，光斑往样品内移动，干扰缺陷则为景深范围外的一个光点，随着光斑往样品内移动，会形成带有衍射环的弥散斑。若干扰缺陷尺寸小于被检测缺陷一个数量级甚至更小，则随着光斑往玻璃内移动，干扰缺陷的弥散斑快速消失。若干扰缺陷较大，在微米级，则光斑移动到被测亚表面缺陷附近时，弥散斑仍然很明显，而被测亚表面缺陷散射光很微弱，干扰缺陷降低被测亚表面缺陷的对比度。如果被测亚表面缺陷较小且与干扰缺陷在Z方向上有交叠，则干扰缺陷的弥散斑图像会覆盖被测亚表面缺陷微弱的散射信号，使得被测亚表面缺陷无法被识别、检测。目前有缺陷的荧光和散射检测图特征提取与比较、利用光谱仪接受并分析缺陷光波信息、分析表面和亚表面散射和反射光的幅值相位变化以及激光共聚焦等方法，这些方法都是针对表面以及亚表面缺陷的检测以及识别、区分缺陷在表面还是亚表面，还没有技术方案可以解决亚表面缺陷层叠分离的问题。因此需要提出一种方法解决该问题。
技术实现思路
[0003]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法及装置，以期至少能够解决上述问题之一。
[0004]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法，包括：利用过焦扫描光学显微技术对标准样品的干扰缺陷进行从表面到亚表面的扫描，得到基于暗场成像的标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，并利用图像映射模型处理标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，得到图像映射关系数据库；利用过焦扫描光学显微技术从光轴方向上对具有层叠缺陷的待测样品进行从表面到亚表面的扫描，得到待测样品的灰度图；基于图像映射关系数据库，通过差分操作从待测样品的灰度图中将待测样品的亚表面缺陷的图像分离出来，得到待测样品的亚表面缺陷的灰度变化图，其中，亚表面缺陷的灰度变化图包括表示聚焦的亚表面缺陷图像和表示离焦的亚表面缺陷的弥散斑图像；沿光轴方向上对待测样品的亚表面缺陷的灰度变化图像进行特征截取并将截取所得到的特征进行矩阵运算，得到待测样品的亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像；基于待测样品的亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像得到待测样品的亚表面缺陷的属性信息。
[0005]根据本专利技术的实施例，上述标准样品是透明且没有层叠缺陷的样品；其中，标准样品的干扰缺陷在从表面到亚表面的扫描过程中具有不同的尺寸、形状和深度且互相不重叠。
[0006]根据本专利技术的实施例，上述待测样品的灰度图由在光轴方向上待测样品的干扰缺陷的弥散斑图像与待测样品的亚表面缺陷的弥散斑图像叠加形成。
[0007]根据本专利技术的实施例，上述待测样品的亚表面缺陷的属性信息包括亚表面缺陷的尺寸信息、形状信息和深度信息。
[0008]根据本专利技术的实施例，上述利用过焦扫描光学显微技术对标准样品的干扰缺陷进行从表面到亚表面的扫描，得到基于暗场成像的标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，并利用图像映射模型处理标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，得到图像映射关系数据库包括：将激光器发射的照明激光以预设角度斜入射到标准样品上，经标准样品的干扰缺陷进行散射后，在图像探测器的焦平面上形成干扰缺陷的亮斑；按照预设的移动距离，通过垂直移动纳米压电陶瓷位移台对标准样品的干扰缺陷进行从表面到亚表面的扫描，其中，标准样品位于纳米压电陶瓷位移台上；通过上下移动纳米压电陶瓷位移台，得到干扰缺陷的亮斑随着上下距离变化所形成的带衍射环的弥散斑图像；利用图像映射模型对带衍射环的弥散斑图像进行处理，得到弥散斑图像与干扰缺陷的属性信息之间的映射对应关系，得到图像映射关系数据库。
[0009]根据本专利技术的实施例，上述预设的移动距离包括0~200um。
[0010]根据本专利技术的实施例，上述图像探测器包括CMOS探测器或CCD探测器。
[0011]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离装置，应用于基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法，包括：激光器，用于按照预设角度发射照明激光对标准样品或待测样品进行过焦扫描时以便进行照明；纳米压电陶瓷位移台，用于支撑和垂直移动标准样品或待测样品；物镜，用于收集标准样品或待测样品的干扰缺陷所散射的光，并将进入的散射光变为平行光束；管镜，用于对物镜出射的散射光进行聚焦；延长管，用于控制散射光的传输，并阻止环境中的杂散光进入；相机，用于将聚焦后的散射光进行成像；光学平台，用于放置激光器、物镜、管镜、延长管、相机以及纳米压电陶瓷位移台。
[0012]根据本专利技术的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法。
[0013]根据本专利技术的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法。
[0014]本专利技术提供的上述基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法通过人工智能方
法深入挖掘干扰缺陷和弥散斑图像之间的对应关系进而构建标准样品的图像映射数据库；在对待测样品进行亚表面干扰缺陷属性信息的获取中，应用到图像映射数据库进行待测样品扫描图像的层叠分离，得到待测样品亚表面缺陷的尺寸、形状以及深度信息。本专利技术提供的上述方法能够实现待测样品的亚表面层叠缺陷分离、去除表面和亚表面干扰缺陷对于待测亚表面缺陷的影响，能够准确分离、检测和定位与干扰缺陷层叠一起的待测亚表面缺陷，同时能够检测微弱亚表面缺陷。
附图说明
[0015]图1是根据本专利技术实施例的于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的获取图像映射关系数据库的流程图；图3是根据本专利技术实施例的基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法的工作原理示意图；图4是根据本专利技术实施例的层叠缺陷分离装置的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例干扰缺陷聚焦图；图6是根据本专利技术实施例的干扰缺陷在表面以下10um处的弥散斑图；图7是根据本专利技术实施例的干扰缺陷在表面以下25um的弥散斑图；图8是根据本专利技术实施例的干扰缺陷的弥散斑与亚表面缺陷层叠图；图9示意性示出了根据本专利技术实施例的适于实现基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法的电子设备的方框图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0017]过焦扫描光学显微技术（Through
‑
focus Scanning Optical Micros本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于暗场成像过焦扫描的层叠缺陷分离方法，其特征在于，包括：利用过焦扫描光学显微技术对标准样品的干扰缺陷进行从表面到亚表面的扫描，得到基于暗场成像的所述标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，并利用图像映射模型处理所述标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，得到图像映射关系数据库；利用所述过焦扫描光学显微技术从光轴方向上对具有层叠缺陷的待测样品进行从表面到亚表面的扫描，得到所述待测样品的灰度图；基于所述图像映射关系数据库，通过差分操作从所述待测样品的灰度图中将所述待测样品的亚表面缺陷的图像分离出来，得到所述待测样品的亚表面缺陷的灰度变化图，其中，所述亚表面缺陷的灰度变化图包括表示聚焦的亚表面缺陷图像和表示离焦的亚表面缺陷的弥散斑图像；沿所述光轴方向上对所述待测样品的亚表面缺陷的灰度变化图像进行特征截取并将截取所得到的特征进行矩阵运算，得到所述待测样品的亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像；基于所述待测样品的亚表面缺陷的过焦扫描光学显微图像得到所述待测样品的亚表面缺陷的属性信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准样品是透明且没有层叠缺陷的样品；其中，所述标准样品的干扰缺陷在从表面到亚表面的扫描过程中具有不同的尺寸、形状和深度且互相不重叠。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测样品的灰度图由在光轴方向上所述待测样品的干扰缺陷的弥散斑图像与所述待测样品的亚表面缺陷的弥散斑图像叠加形成。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测样品的亚表面缺陷的属性信息包括所述亚表面缺陷的尺寸信息、形状信息和深度信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用过焦扫描光学显微技术对标准样品的干扰缺陷进行从表面到亚表面的扫描，得到基于暗场成像的所述标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，并利用图像映射模型处理所述标准样品的干扰缺陷的弥散斑图像，得到图像映射关系数据库包括：将激光器发射的照明激光以预设角度斜入射...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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