一种高精度运动误差补偿方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度运动误差补偿方法、装置、设备及存储介质，涉及光学缺陷检测技术领域。其中，高精度运动误差补偿方法，包括以下步骤：采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，并记录采集位置的参考坐标；基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标；根据采集位置的参考坐标和实际坐标的位置偏差，对运动轴进行运动误差补偿。本发明专利技术可有效地消除运动误差。效地消除运动误差。效地消除运动误差。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度运动误差补偿方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及光学缺陷检测
，具体涉及一种高精度运动误差补偿方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体集成电路的迅速发展，集成电路器件的性能也在快速提升，同时其制造的过程也变得越发复杂。在半导体集成电路的制造过程中，对产品制造工艺中存在的问题进行及时地检测就显得尤为重要。
[0003]在半导体晶圆检测过程中，由于机构运动的误差会引起拍照位置与理想位置产生位置偏差，从而导致检测相机获得的图像数据出现像素边缘模糊、目标物偏离视场、成像质量不稳定等诸多问题。因此，对运动机构在每个拍照位置进行运动补偿成为半导体集成电路中晶圆量测的一大关键步骤。
[0004]运动误差补偿的原理是前期标定出运动轴在每个位置的运动误差，从而在实际场景中能根据前期的标定数据，对运动轴位置做相应的回馈补偿，从而达到消除运动误差的目的。
[0005]现有技术中公开了一种控制轴系传动系统，通过多次空载进回程，获取进回程运行中传动轴的旋转角度值以及传动轴的传动扭矩值，生成进程中传动轴旋转角度值与传动扭矩值的关系曲线，再基于关系曲线对进程中传动轴的传动扭矩值进行误差补偿。
[0006]然而该方法是在空载情况下进行，通过求平均值的方式来获取各个位置的误差值，这种方法无法模拟真实场景，并且结果误差也较大；并且标定的过程繁琐，需要重复多次测量，在晶圆检测场景中没有很好的通用性。
[0007]由此可见，对于晶圆检测场景下运动误差补偿既要保证补偿精度，又对易用性和鲁棒性提出了很高的要求，目前在业界还尚不存在一种十分有效的方法。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供了一种高精度运动误差补偿方法，其可有效地消除运动误差。
[0009]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种高精度运动误差补偿方法，该方法包括以下步骤：采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，并记录采集位置的参考坐标；基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标；根据采集位置的参考坐标和实际坐标的位置偏差，对运动轴进行运动误差补偿。
[0010]一些实施例中，所述基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标，包括：根据图像拼接算法，计算出每帧位置的精确图像坐标；基于采集图像帧时的像素比和每帧位置的精确图像坐标的乘积，计算采集位置的
实际坐标。
[0011]一些实施例中，所述根据图像拼接算法，计算出每帧位置的精确图像坐标，包括：将与当前帧存在重叠区域的图像帧作为待拼接帧，并与当前帧形成计算对；基于相似度值，确定每一计算对的偏移距离；以相似度值最高的计算对对应的偏移距离，作为当前帧的可靠偏移，以计算当前帧的精确图像坐标。
[0012]一些实施例中，所述基于相似度值，确定每一计算对的偏移距离，包括：计算每一计算对当前帧和对应的待拼接帧的图像功率频谱；根据当前帧和待拼接帧的图像功率频谱，计算每一计算对的交叉功率谱；结合交叉功率谱中多个局部极大值的偏移距离，将当前帧和待拼接帧的图像功率频谱进行傅里叶反变换到空域中，做相似度计算；选择相似度值最高的一组偏移距离，作为每一计算对当前帧和待拼接帧的图像功率频谱的偏移距离。
[0013]一些实施例中，所述根据采集位置的参考坐标和实际坐标的位置偏差，对运动轴进行运动误差补偿，包括：计算每一采集位置下的参考坐标和实际坐标的位置偏差；根据所有采集位置下的位置偏差，拟合出位置偏差在各个方向上随着运动距离的误差曲线。
[0014]一些实施例中，所述运动轴在移动过程中还承载有晶圆。
[0015]一些实施例中，所述采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，包括：控制运动轴沿运动方向周期性移动一设定的距离；在多个采集位置采集运动轴的图像，并使采集到的图像帧存在重叠区域。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种高精度运动误差补偿装置，其可有效地消除运动误差。
[0017]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种高精度运动误差补偿装置，包括：采集模块，其用于采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，并记录采集位置的参考坐标；计算模块，其基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标；补偿模块，其根据采集位置的参考坐标和实际坐标的位置偏差，对运动轴进行运动误差补偿。
[0018]本专利技术第三方面提供了一种设备，其可有效地消除运动误差。
[0019]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种设备，所述设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的一种高精度运动误差补偿方法的步骤。
[0020]本专利技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其可有效地消除运动误差。
[0021]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中
所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的一种高精度运动误差补偿方法的步骤。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中的高精度运动误差补偿方法，通过图像拼接算法计算出运动轴精确位置，根据与理想位置的偏差，通过曲线拟合方式进行误差建模，从而有效的消除运动误差。通过图像拼接算法来校准运动轴的实际位置，图像具有亚像素精度，具有补偿精度高的特点。图像拼接算法中对交叉功率谱的多个极大值点计算空域重叠度计算，可以消除在弱纹理背景下的噪声影响，具有鲁棒性高和适用场景广的特点。使用上只需要对运动轴做一次校准，运动轴补偿参数可以重复使用，具有易用性高的特点。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例中高精度运动误差补偿方法的流程图；图2是本专利技术实施例中步骤S2的流程图；图3是本专利技术实施例中步骤S21的流程图。
具体实施方式
[0024]针对为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]参见图1所示，本专利技术实施例公开了一种高精度运动误差补偿方法，该方法包括以下步骤：S1．采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，并记录采集位置的参考坐标。
[0026]对于采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，在具体实现中，可以控制运动轴沿运动方向周期性移动一设定的距离，然后在多个采集位置采集运动轴的图像，并使采集到的图像帧存在重叠区域。值得说明的是，运动轴在移动过程中还承载有晶圆，晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片。
[0027]优选地，可以控制运动轴以固定的步长，沿水平或者垂直方向连续运动，比如按照位置A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度运动误差补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集运动轴具有重叠区域的多个图像帧，并记录采集位置的参考坐标；基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标；根据采集位置的参考坐标和实际坐标的位置偏差，对运动轴进行运动误差补偿。2.根据权利要求1所述的一种高精度运动误差补偿方法，其特征在于，所述基于所述图像帧，通过图像拼接算法计算采集位置的实际坐标，包括：根据图像拼接算法，计算出每帧位置的精确图像坐标；基于采集图像帧时的像素比和每帧位置的精确图像坐标的乘积，计算采集位置的实际坐标。3.根据权利要求2所述的一种高精度运动误差补偿方法，其特征在于，所述根据图像拼接算法，计算出每帧位置的精确图像坐标，包括：将与当前帧存在重叠区域的图像帧作为待拼接帧，并与当前帧形成计算对；基于相似度值，确定每一计算对的偏移距离；以相似度值最高的计算对对应的偏移距离，作为当前帧的可靠偏移，以计算当前帧的精确图像坐标。4.根据权利要求3所述的一种高精度运动误差补偿方法，其特征在于，所述基于相似度值，确定每一计算对的偏移距离，包括：计算每一计算对当前帧和对应的待拼接帧的图像功率频谱；根据当前帧和待拼接帧的图像功率频谱，计算每一计算对的交叉功率谱；结合交叉功率谱中多个局部极大值的偏移距离，将当前帧和待拼接帧的图像功率频谱进行傅里叶反变换到空域中，做相似度计算；选择相似度值最高的一组偏移距离，作为每一计算对当前帧和待拼接帧的图像功率频谱的偏移距离。5.根据权利要求1至3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：万光继，张虎，
申请(专利权)人：武汉精测电子集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：