KR20240101589A - Image processing method, device, and system for semiconductor electron beam defect monitoring - Google Patents
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Abstract
반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법, 장치 및 시스템에 있어서, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법은, 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는, S100 단계; 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는, S200 단계; 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는, S300 단계; 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, S400 단계;를 포함한다. 상기 처리 방법은 결함 검출 과정에서 이미지 정렬의 성공률을 향상시킬 수 있으며, 필터링을 통해 이미지 정렬 중 불필요한 세부 사항을 제거하고, 차분 이미지를 이용하여 정렬 결과에 대해 정확하게 판단함으로써, 다양한 정렬 알고리즘을 교차로 사용할 수 있고, 각각의 장점을 구현하여 정렬 알고리즘의 정확도를 향상시킨다.In the image processing method, device, and system for semiconductor electron beam defect monitoring, the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring includes: S100 step of acquiring an original image and performing filtering on the original image to obtain a filtered image; Step S200, obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image; Step S300 of obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image; Step S400 of calculating the variance of the difference image, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result. The above processing method can improve the success rate of image alignment during the defect detection process, remove unnecessary details during image alignment through filtering, and accurately judge the alignment result using differential images, allowing various alignment algorithms to be used interchangeably. and improve the accuracy of the sorting algorithm by implementing each advantage.
Description
본 개시는 반도체 기술 분야에 관한 것으로, 특히 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법, 장치 및 제어 시스템, 및 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.This disclosure relates to the field of semiconductor technology, and more particularly to image processing methods, devices and control systems for semiconductor electron beam defect monitoring, and non-volatile computer-readable storage media.
반도체 칩의 생산 제조 과정에서 수율 검사는 필수 불가결한 단계이다. 수율은 일반적으로 공정 개선의 가장 중요한 지표이자 주요 파운드리(Foundry) 및 IDM의 성능을 테스트하는 중요한 기준이다. 수율 검사는 일반적으로 둘 이상의 서로 다른 다이(die)의 이미지를 비교한다. 이상적인 경우, 웨이퍼의 서로 다른 다이의 이미지는 완전히 동일해야 하지만, 실제 생산 과정에서는 결함이 존재해 서로 다른 다이의 이미지가 상이할 수 있고, 이러한 이미지상의 차이가 바로 결함으로 인식된다. Yield testing is an essential step in the production and manufacturing process of semiconductor chips. Yield is generally the most important indicator of process improvement and an important criterion for testing the performance of major foundries and IDMs. Yield inspection typically compares images of two or more different dies. Ideally, the images of different dies on a wafer should be completely identical, but in the actual production process, the images of different dies may be different due to defects, and these image differences are immediately recognized as defects.
현재 일반적인 결함 검출 알고리즘은 우선 서로 다른 다이의 픽처(picture)를 정렬(align)해야 하고, 이미지 정렬 알고리즘은 주로 원본 이미지 정보에 의존한다. 다양한 노이즈와 장비는 서로 다른 시간대의 결상(imaging) 파라미터에 변동을 일으키기 때문에 원본 이미지의 품질은 노이즈 및 장비 변동에 쉽게 영향을 받아 이미지 정렬 실패로 이어지며 후속 수율 검사 작업을 원활하게 수행할 수 없게 함으로써 이미지 정렬의 정확도를 저하시킨다. Currently, common defect detection algorithms first need to align pictures of different dies, and image alignment algorithms mainly rely on original image information. Because various noises and equipment cause fluctuations in imaging parameters at different times, the quality of the original image is easily affected by noise and equipment fluctuations, leading to image alignment failure and making subsequent yield inspection work impossible to perform smoothly. This reduces the accuracy of image alignment.
동시에, 현재의 결함 검출 프로세스는 이미지 정렬 후 정렬 결과에 대해 확인하지 않는다. 둘째, 넓은 면적에 결함이 발생하는 경우, 결함의 유무에 따라 이미지 정렬 알고리즘의 특성에도 영향을 미치게 된다.At the same time, current defect detection processes do not check the alignment results after image alignment. Second, if a defect occurs in a large area, the characteristics of the image alignment algorithm will be affected depending on the presence or absence of the defect.
또한, 일반적인 정렬 프로세스는 일반적으로 단일 정렬 알고리즘을 사용한다. 서로 다른 알고리즘의 원리에 따라 중요시하는 포인트가 서로 다르기 때문에 특정 상황에서 성능이 현저히 저하되어 정렬 실패가 발생하는 것이 불가피하다. 또한 일반적으로 이미지 정보의 양을 측정한 것을 정보 엔트로피(information entropy)라 하는데, 수천 장의 픽처에 대한 시험 결과에서는, 정보 엔트로피를 이용해 이미지의 정렬 여부를 판단하는 것이 어려우며, 서로 다른 그룹 이미지의 차분 이미지(difference image)의 정보 엔트로피와 이미지의 정렬 여부 간의 상관 관계가 명확하지 않다는 것이 밝혀졌다.Additionally, a typical sorting process typically uses a single sorting algorithm. Since the points of importance are different depending on the principles of different algorithms, it is inevitable that performance will deteriorate significantly and alignment failure will occur in certain situations. In addition, a general measure of the amount of image information is called information entropy, but in test results of thousands of pictures, it is difficult to determine whether the images are aligned using information entropy, and it is difficult to determine whether the images are aligned, and the difference image of different group images It was found that the correlation between the information entropy of (difference image) and whether the images were aligned was not clear.
또한, 종래 기술은 일반적으로 이미지 정렬 단계에서 주로 원본 이미지나 간단히 블러 필터링된 이미지에 의존한다. 이미지의 전체적인 명암 불균일은 제거할 수 없다. 다수의 결함이 발생하더라도 결함으로 미치는 영향을 골라서 제거할 수도 없다. 또한, 종래의 방법은 이미지 정렬 결과에 대한 평가가 부족하여 실패한 정렬 비율을 줄이기 위해 2개 이상의 정렬 알고리즘을 교차 사용할 수 없다.Additionally, the prior art generally relies primarily on original images or simply blur-filtered images in the image alignment step. The overall light/dark unevenness of the image cannot be removed. Even if multiple defects occur, the effects of the defects cannot be selected and eliminated. Additionally, the conventional method cannot alternately use two or more alignment algorithms to reduce the failed alignment rate due to a lack of evaluation of the image alignment results.
이러한 관점에서, 본 개시는 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법, 장치 및 제어 시스템, 및 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제안하는 것으로, 결함 검출 과정에서 이미지 정렬의 성공률을 향상시킬 수 있으며, 특히 이미지 비교 과정에서 넓은 면적에 결함이 발생하거나 노이즈의 영향으로 이미지 품질이 저하되거나 전체적으로 명암이 불균일한 경우, 이미지 정렬의 성공률을 향상시키기 위한 것이다. 본 발명은 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용해 필터링된 이미지를 정렬하여 두 이미지의 차분값에 따라 정렬의 성공 여부를 판단하고, 이미지 정렬 여부를 정확히 판단하는 능력을 갖추고, 두 가지 이상의 정렬 알고리즘을 교차로 사용할 수 있고, 각각의 장점을 구현하여 정렬 알고리즘의 정확도를 크게 향상시킨다. In this respect, the present disclosure proposes an image processing method, device, and control system for semiconductor electron beam defect monitoring, and a non-volatile computer-readable storage medium, which can improve the success rate of image alignment in the defect detection process, especially This is to improve the success rate of image alignment when defects occur in a large area during the image comparison process, image quality deteriorates due to noise, or overall contrast is uneven. The present invention aligns filtered images using the Fourier transform, determines whether the alignment is successful based on the difference value of the two images, has the ability to accurately determine whether the images are aligned, and uses two or more alignment algorithms to It can be used, and by implementing each advantage, it greatly improves the accuracy of the sorting algorithm.
본 개시의 일 측면에 따르면, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법에 있어서, According to one aspect of the present disclosure, in an image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects,
원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는, S100 단계;Step S100 of acquiring an original image and performing filtering processing on the original image to obtain a filtered image;
상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는, S200 단계;Step S200, obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image;
상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는, S300 단계;Step S300 of obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image;
상기 차분 이미지의 분산(variance)을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, S400 단계;를 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법이 제공된다. An image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects is provided, including a step S400 of calculating the variance of the difference image, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result. do.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S100 단계에서 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는 단계는,In one possible implementation form, optionally, obtaining a filtered image by filtering the original image in step S100 includes:
상기 원본 이미지를 스펙트럼 공간으로 푸리에 변환하여 스펙트럼 이미지를 획득하는, S110 단계; Step S110, obtaining a spectral image by Fourier transforming the original image into spectral space;
상기 스펙트럼 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, S120 단계; 여기서, 상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:Step S120, inputting the spectral image to a Gaussian band-pass filter and performing filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectral image; Here, the specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
여기서:here:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D0은 통과 대역(pass band)의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,D 0 is the center frequency of the pass band, W is the width of the pass band,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점이며; (u,v) is the pixel coordinate of the spectral image after Fourier transformation, the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinate;
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, S130 단계;를 포함한다. Step S130 of receiving the filtered spectrum image and performing inverse Fourier transform on the filtered spectrum image to obtain the filtered image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S300 단계에서 상기 템플릿 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는 단계는,In one possible implementation form, optionally, obtaining a difference image by subtracting the template image from the reference image in step S300 includes:
S200 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는 단계;Obtaining the sorted result processed in step S200;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진(translation) 이미지를 얻는 단계; Receiving the alignment result and moving the template image according to the alignment result to obtain a template translation image;
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는 단계;를 포함한다. and obtaining a difference image by subtracting the template translation image from the reference image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S400 단계에서 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계는, In one possible implementation form, optionally, calculating the variance of the difference image in step S400, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result include,
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는 단계;calculating variance by obtaining grayscale values of the difference image;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는 단계;If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. A step of comparing and determining values;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계;를 포함한다. It includes obtaining and outputting a comparison decision result.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치로서, According to another aspect of the present disclosure, an image processing device for monitoring semiconductor electron beam defects, comprising:
순서대로 전기적으로 연결되는 원본 이미지 필터링 처리 모듈, 정렬 처리 모듈, 차분 이미지 획득 모듈, 및 분산 계산 및 판단 모듈을 포함하며, It includes an original image filtering processing module, an alignment processing module, a differential image acquisition module, and a distributed calculation and judgment module that are electrically connected in that order,
상기 원본 이미지 필터링 처리 모듈은, 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하며;The original image filtering processing module acquires an original image, performs filtering processing on the original image, and obtains a filtered image;
상기 정렬 처리 모듈은, 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하며;The alignment processing module acquires the filtered image, sorts the filtered image using a sorting algorithm, and obtains a template image;
상기 차분 이미지 획득 모듈은, 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하며;The difference image acquisition module acquires a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image;
상기 분산 계산 및 판단 모듈은, 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치가 제공된다. The dispersion calculation and determination module calculates the dispersion of the difference image, compares the dispersion with a preset value, determines the dispersion, and obtains and outputs a comparison decision result. An image processing device for monitoring semiconductor electron beam defects is provided.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 원본 이미지 필터링 처리 모듈은,In one possible implementation form, optionally, the raw image filtering processing module may comprise:
상기 원본 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, 필터링된 스펙트럼 이미지 획득 모듈; 여기서, 상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:a filtered spectrum image acquisition module that inputs the original image into a Gaussian band-pass filter and performs filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectrum image; Here, the specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
여기서:here:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D0은 통과 대역의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,D 0 is the center frequency of the passband, W is the width of the passband,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점이며; (u,v) is the pixel coordinate of the spectral image after Fourier transformation, the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinate;
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, 스펙트럼 이미지 역푸리에 변환 처리 모듈;을 포함한다. and a spectrum image inverse Fourier transform processing module, which receives the filtered spectral image and performs inverse Fourier transform on the filtered spectral image to obtain the filtered image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 차분 이미지 획득 모듈은,In one possible implementation form, optionally, the differential image acquisition module may comprise:
S2 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는, 정렬 결과 획득 모듈;A sorting result acquisition module, which acquires the sorted sorted result in step S2;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진 이미지를 얻는, 이미지 병진 모듈; an image translation module that receives the alignment result and moves the template image according to the alignment result to obtain a template translation image;
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는, 이미지 감산 처리 모듈;을 포함한다. and an image subtraction processing module configured to obtain a difference image by subtracting the template translation image from the reference image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 분산 계산 및 판단 모듈은,In one possible implementation form, optionally, the distributed calculation and judgment module may comprise:
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는, 분산 계산 모듈;a variance calculation module that calculates variance by obtaining a grayscale value of the difference image;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는, 분산 비교 판단 모듈;If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. a distributed comparison judgment module that compares and determines values;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, 출력 모듈;을 포함한다. It includes an output module, which obtains and outputs comparison judgment results.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 제어 시스템에 있어서, According to another aspect of the present disclosure, in a control system,
프로세서;processor;
프로세서가 실행할 수 있는 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,Includes a memory that stores instructions that the processor can execute,
상기 프로세서는 상기 실행 가능한 명령을 실행할 때, 상기 기재된 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법을 구현하도록 구성되는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법 제어 시스템이 더 제공된다.An image processing method control system for semiconductor electron beam defect monitoring is further provided, wherein the processor, when executing the executable instructions, is configured to implement the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring described above.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 컴퓨터 프로그램 명령이 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 기재된 방법이 구현되는, 컴퓨터 프로그램 명령이 저장된 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 더 제공된다.According to another aspect of the present disclosure, there is further provided a non-volatile computer-readable storage medium storing computer program instructions, wherein the method described above is implemented when the computer program instructions are executed by a processor.
본 출원의 기술적 효과는 다음과 같다:The technical effects of this application are as follows:
본 발명은 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는 단계; 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는 단계; 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는 단계; 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계를 통해, 결함 검출 과정에서 이미지 정렬의 성공률을 향상시킬 수 있으며, 특히 이미지 비교 과정에서 넓은 면적에 결함이 발생하거나 노이즈의 영향으로 이미지 품질이 저하되거나 전체적으로 명암이 불균일한 경우, 본 발명은 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용해 필터링된 이미지를 정렬하여 두 이미지의 차분값에 따라 정렬 성공 여부를 판단하고, 이미지 정렬 여부를 정확히 판단하는 능력을 갖추고, 필터링을 통해 이미지 정렬 중 불필요한 세부 사항을 제거하고, 차분 이미지를 이용하여 정렬 결과에 대해 정확하게 판단함으로써, 다양한 정렬 알고리즘을 교차로 사용할 수 있고, 각각의 장점을 구현하여 본 발명의 이미지 정렬 알고리즘의 성공률을 현저히 향상시킴으로써 정렬 알고리즘의 정확도를 크게 향상시킨다. The present invention includes the steps of obtaining an original image and performing filtering on the original image to obtain a filtered image; Obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image; Obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image; By calculating the variance of the difference image, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison judgment result, the success rate of image alignment can be improved in the defect detection process, especially in the image comparison process. When a defect occurs in a large area, the image quality deteriorates due to noise, or the overall contrast is uneven, the present invention aligns the filtered images using Fourier transform and successfully aligns them according to the difference value of the two images. By having the ability to accurately determine whether images are aligned, removing unnecessary details during image alignment through filtering, and accurately judging the alignment results using difference images, various alignment algorithms can be used interchangeably. , Implementing each advantage significantly improves the success rate of the image alignment algorithm of the present invention, thereby significantly improving the accuracy of the alignment algorithm.
본 발명의 기타 다른 특징 및 양태는 이하 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Other features and aspects of the present invention will become apparent from the detailed description of exemplary embodiments hereinafter with reference to the accompanying drawings.
명세서에 포함되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것으로 명세서와 함께 본 발명의 예시적인 실시예, 특징 및 양태를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법의 실시에 따른 개략적인 흐름도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 처리 대상 칩의 원본 다이 이미지를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 대역 통과 필터링된 이미지를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 정렬된 두 이미지의 차분 이미지를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 미정렬된 두 이미지의 차분 이미지를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 정렬된 두 이미지의 픽셀 차분값의 분포(평균값 기제거)를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 미정렬된 두 이미지의 픽셀 차분값의 분포(평균값 기제거)를 도시한 것이다.The accompanying drawings, which are included in and constitute a part of the specification, are intended to explain the principles of the present invention and, together with the specification, show exemplary embodiments, features and aspects of the present invention.
Figure 1 shows a schematic flowchart of an image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects of the present invention.
Figure 2 shows an original die image of a chip to be processed according to the present invention.
Figure 3 shows a band-pass filtered image of the present invention.
Figure 4 shows a difference image of two aligned images according to the present invention.
Figure 5 shows a difference image of two unaligned images of the present invention.
Figure 6 shows the distribution of pixel difference values (average value removed) of two aligned images according to the present invention.
Figure 7 shows the distribution of pixel difference values (average value removed) of two unaligned images of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 예시적인 실시예, 특징 및 양태를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 기능을 가진 요소를 나타낸다. 실시예의 다양한 양태가 도면에 도시되어 있지만, 특별히 언급하지 않는 한, 도면은 반드시 일정한 비율로 그려지지 않는다. Hereinafter, various exemplary embodiments, features and aspects of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, identical reference numerals indicate elements with identical or similar functions. Although various aspects of the embodiments are shown in the drawings, unless specifically noted, the drawings are not necessarily drawn to scale.
본 명세서에 사용된 "예시적"이라는 용어는 "예, 실시예 또는 설명을 위한" 것임을 의미한다. 본 명세서에서 "예시적"으로 설명된 모든 실시예는 반드시 다른 실시예보다 바람직하거나 우수한 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다. As used herein, the term “exemplary” means “for example, example, or illustration.” Any embodiment described herein as “exemplary” is not necessarily to be construed as preferable or superior to other embodiments.
또한, 본 개시를 보다 잘 설명하기 위해, 이하 상세한 실시 양태에서는 여러 특정 세부사항이 제공된다. 당업자는 본 개시가 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시예에서, 본 개시의 취지를 강조하기 위해, 당업자에게 공지된 방법, 수단, 구성 요소 및 회로에 대해 자세히 설명하지 않는다. Additionally, to better explain the present disclosure, numerous specific details are provided in the detailed embodiments below. Those skilled in the art will understand that the present disclosure may be practiced without specific details. In some embodiments, methods, means, components, and circuits known to those skilled in the art are not described in detail in order to emphasize the spirit of the present disclosure.
실시예 1Example 1
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 측면에 따르면, 다음 단계를 포함하는 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법이 제공된다:As shown in Figure 1, according to one aspect of the present disclosure, an image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring is provided comprising the following steps:
원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는, S100 단계; Step S100 of acquiring an original image and performing filtering processing on the original image to obtain a filtered image;
도 2는 칩의 원본 다이 이미지를 도시한 것으로, 우선, 원본 이미지에 대해 푸리에 스펙트럼 공간(Fourier spectrum space)의 대역 통과 필터링을 수행한다. Figure 2 shows the original die image of the chip. First, band-pass filtering of Fourier spectrum space is performed on the original image.
스펙트럼 공간에서 가우시안 필터(Gaussian Filter)를 사용하여 이미지의 저주파 성분과 고주파 성분을 필터링하여 원본 이미지를 대역 통과 필터링 처리한 이미지 즉, 필터링 이미지를 얻는다. 푸리에 스펙트럼 공간의 고주파 성분을 필터링하면 최종 정렬 결과에 대한 노이즈 및 결함의 영향을 크게 감소시킬 수 있다.In the spectral space, a Gaussian filter is used to filter the low-frequency and high-frequency components of the image to obtain a band-pass filtered image of the original image, that is, a filtered image. Filtering the high-frequency components of the Fourier spectral space can greatly reduce the impact of noise and artifacts on the final alignment result.
구체적으로, 원본 이미지를 푸리에 변환하여 스펙트럼 이미지(원본 이미지와 동일한 크기)를 얻는다. 그런 다음, 스펙트럼 이미지에 대해 대역 통과 필터링 처리를 수행하여, 즉, 저주파 부분 및 고주파 부분을 억제하고(구체적인 억제 방법은 가우시안 필터를 사용하며, 이후 상세히 설명한다), 중주파수 대역을 유지시킨다. 그 후, 대역 통과 필터링 처리된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환하여 원본 이미지를 대역 통과 필터링 처리한 이미지(필터링 이미지)를 얻는다. 필터링 이미지는 원본 이미지와 비교하여 대략적인 윤곽만 있고, 원본 이미지의 세부 부분은 결여되어 있다. Specifically, the original image is Fourier transformed to obtain a spectral image (same size as the original image). Then, a band-pass filtering process is performed on the spectral image, that is, the low-frequency part and the high-frequency part are suppressed (the specific suppression method uses a Gaussian filter, which will be described in detail later), and the mid-frequency band is maintained. Afterwards, the band-pass filtered spectrum image is inverse Fourier transformed to obtain a band-pass filtered image (filtered image) of the original image. Compared to the original image, the filtered image only has a rough outline and lacks the details of the original image.
검출 장비 파라미터의 변동으로 인해 여러 랜덤 이미지의 노이즈는 정렬 알고리즘의 성능을 저하시킬 수 있으며, 종종 서로 다른 이미지 간에 또는 하나의 이미지의 알 수 없는 영역의 명암을 불균일하게 할 수 있다. 따라서, 푸리에 스펙트럼 공간의 저주파 성분을 필터링하여, 명암의 불균일이 이미지 품질에 미치는 영향을 효과적으로 감소시킬 수 있다.Due to variations in detection equipment parameters, noise in multiple random images can degrade the performance of alignment algorithms, often resulting in uneven contrast between different images or in unknown areas of one image. Accordingly, by filtering the low-frequency components of the Fourier spectral space, the impact of uneven brightness and darkness on image quality can be effectively reduced.
상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는, S200 단계;Step S200, obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image;
본 발명은 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용해 필터링된 이미지를 정렬하여 두 이미지의 차분값에 따라 정렬 성공 여부를 판단하고, 정렬 알고리즘을 종합적으로 사용하여 상기 필터링 이미지에 대하여 정렬 처리를 수행함으로써 다양한 정렬 알고리즘을 교차로 사용할 수 있고, 각각의 장점을 구현하여 본 발명의 이미지 정렬 알고리즘의 성공률을 현저히 향상시킴으로써 정렬 알고리즘의 정확도를 크게 향상시킨다. The present invention sorts the filtered images using the Fourier transform, determines whether the alignment is successful according to the difference value between the two images, and performs a sorting process on the filtered images using a comprehensive sorting algorithm, thereby performing various sorts of sorting. Algorithms can be used interchangeably, and the success rate of the image alignment algorithm of the present invention is significantly improved by implementing the advantages of each, thereby greatly improving the accuracy of the alignment algorithm.
상기 정렬 알고리즘에 따라 처리한 후, 하나의 템플릿 이미지를 획득하며, 템플릿 이미지는 대역 통과 필터링된 이미지로, 필터링 이미지를 정렬 처리하여 얻은 이미지이다.After processing according to the above sorting algorithm, one template image is obtained, and the template image is a band-pass filtered image, which is an image obtained by sorting the filtered image.
상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는, S300 단계;Step S300 of obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image;
미리 설정된 레퍼런스 이미지는 사전에 미리 설정된 것으로, 레퍼런스 이미지는 이론 값에 따라 계산하여 이미지 라이브러리에서 하나를 이미지 감산 연산을 위한 레퍼런스 이미지로 선택하여 차분값 계산에 사용하거나, 또는 컴퓨터 시뮬레이션의 표준 이미지에 따라 하나를 이미지 감산 연산을 위한 레퍼런스 이미지로 선택할 수 있으며, 구체적으로는 사용자가 선택한다. The reference image is preset in advance, and the reference image is calculated according to theoretical values, and one is selected from the image library as a reference image for image subtraction operation and used to calculate the difference value, or according to the standard image in computer simulation. One can be selected as the reference image for the image subtraction operation, and is specifically selected by the user.
상기 템플릿 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하며, 감산은 바로 템플릿 이미지를 병진(translation)한 다음 템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지의 픽셀 휘도값을 감산하여 하나의 차분 이미지를 얻는 것이다.The template image is subtracted from the reference image, and the subtraction involves translating the template image and then subtracting the pixel luminance values of the template image and the reference image to obtain a single difference image.
정렬된 이미지에 대하여 차분값을 만들고 차분 이미지를 검사하여 이미지의 정렬 여부를 판단하는 방법이 제공된다. 두 장의 이미지를 중첩되게 정렬하여 차분값을 만들면, 얻어진 중첩된 부분의 이미지는 어떠한 정보도 포함하지 않는 균일한 이미지가 되어야 하나, 정렬의 실패로 얻어진 차분 이미지는 원본 이미지의 정보 패턴을 모두 명확하게 포함하게 된다. 따라서, 차분 이미지에서 이미지가 완전히 중첩되게 정렬되었는지 그 여부를 판단하는 핵심은 차분 이미지가 균일하고 원본 이미지의 정보가 없는지 여부를 식별하는 것이다.A method is provided to determine whether the images are aligned by creating difference values for the aligned images and inspecting the difference images. When two images are overlapped and aligned to create a difference value, the image of the overlapping portion obtained should be a uniform image that does not contain any information. However, the difference image obtained due to a failure in alignment clearly shows all the information patterns of the original image. It will be included. Therefore, the key to determining whether the images in the difference image are aligned to completely overlap is to identify whether the difference image is uniform and contains no information from the original image.
본 실시예에서, 템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지는 모두 대역 통과 필터링 처리를 수행한 후, 대역 통과 필터링된 이미지를 종래의 알고리즘을 적용하여 정렬을 수행한다. In this embodiment, both the template image and the reference image are subjected to band-pass filtering, and then the band-pass filtered image is aligned by applying a conventional algorithm.
상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, S400 단계가 제공된다.Step S400 is provided in which the variance of the difference image is calculated, the variance is compared with a preset value, and a comparison judgment result is obtained and output.
종래 기술에서, 일반적으로 이미지 정보의 양을 측정한 것을 정보 엔트로피라 한다. 수천 장의 픽처에 대한 시험 결과에서는, 정보 엔트로피를 이용해 이미지의 정렬 여부를 판단하는 것이 어려우며, 서로 다른 그룹 이미지의 차분 이미지(difference image)의 정보 엔트로피와 이미지의 정렬 여부 간의 상관 관계가 명확하지 않다는 것을 보여준다.In the prior art, a measure of the amount of image information is generally referred to as information entropy. Test results on thousands of pictures show that it is difficult to judge whether images are aligned using information entropy, and the correlation between the information entropy of the difference image of different group images and whether the images are aligned is not clear. It shows.
따라서, 본 실시예에서는, 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 감산된 이미지의 중첩 부분의 차분 이미지의 분산을 이용하여 이미지의 정렬 여부를 판단한다. 여기서, 차분 이미지는 대역 통과 필터링된 이미지 즉, 템플릿 이미지를 레퍼런스 이미지로부터 감산하여 얻어지며, 대역 통과 필터링 후에는 이미지의 휘도가 균일하고, 랜덤 노이즈와 결함이 억제되므로, 얻어진 차분 이미지의 그레이스케일 값은 정규분포(Normal Distribution)에 가깝고 분산은 상대적으로 작다.Therefore, in this embodiment, the variance of the difference image is calculated, and whether the images are aligned is determined using the variance of the difference image of the overlapping portion of the subtracted image. Here, the difference image is obtained by subtracting the band-pass filtered image, that is, the template image, from the reference image. After band-pass filtering, the luminance of the image is uniform and random noise and defects are suppressed, so the grayscale value of the obtained difference image is is close to the Normal Distribution and the variance is relatively small.
필터링된 차분 이미지의 그레이스케일 값의 분산을 계산하여 이미지 정렬 결과의 정확 여부를 판단하며, 만약, 이미지가 정렬되지 않은 경우라면, 차분 이미지는 확실하게 원본 이미지의 패턴 정보를 포함하고, 그레이스케일 값 분산이 상대적으로 커진다. 분산이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 이미지 정렬 결과가 정확한 것이나, 그렇지 않다면, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 기타 다른 정렬 알고리즘을 적용하거나 템플릿 이미지의 템플릿 영역을 교체하여 다시 정렬을 수행할 수 있다.The variance of the grayscale values of the filtered difference image is calculated to determine whether the image alignment result is accurate. If the images are not aligned, the difference image definitely contains the pattern information of the original image, and the grayscale value Dispersion becomes relatively large. If the variance is less than the preset threshold, the image alignment result is accurate. Otherwise, the image alignment has failed, so alignment can be performed again by applying another alignment algorithm or replacing the template area of the template image.
미리 설정된 값은 샘플 검사를 통해 적절한 분산을 임계값으로 선택하는 방법으로 확정할 수 있고, 사용자가 검사 항목 / 환경 / 기타 요인 등에 따라 확정할 수도 있다. 3,000개 그룹의 이미지를 필터링하고 정렬한 후, 차분 이미지의 그레이스케일 값의 분산을 확인한 결과, 소수의 정렬되지 않은 이미지의 분산이 정렬된 이미지의 분산보다 현저히 큰 것으로 나타났다. 따라서, 샘플로 분산 임계값을 선택하여 이미지의 정렬 여부를 판단하는 것이 상대적으로 용이하며,일정 범위 내에서 임계값에 대해 민감하지 않게 결과를 판단할 수 있다. The preset value can be confirmed by selecting an appropriate variance as the threshold through sample inspection, and the user can also confirm it according to test items / environment / other factors, etc. After filtering and sorting 3,000 groups of images, the variance of the grayscale values of the difference images was checked, and the variance of a few unsorted images was found to be significantly larger than the variance of the aligned images. Therefore, it is relatively easy to judge whether the image is aligned by selecting the distribution threshold as a sample, and the results can be judged without being sensitive to the threshold within a certain range.
이와 같이, 본 발명은 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는 단계; 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는 단계; 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는 단계; 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계를 통해, 결함 검출 과정에서 이미지 정렬의 성공률을 향상시킬 수 있다. 특히 이미지 비교 과정에서 넓은 면적에 결함이 발생하거나 노이즈의 영향으로 이미지 품질이 저하되거나 전체적으로 명암이 불균일한 경우, 본 발명은 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용해 필터링된 이미지를 정렬하여 두 이미지의 차분값에 따라 정렬 성공 여부를 판단하고, 이미지 정렬 여부를 정확히 판단하는 능력을 갖추고, 필터링을 통해 이미지 정렬 중 불필요한 세부 사항을 제거하고, 차분 이미지를 이용하여 정렬 결과에 대해 정확하게 판단함으로써, 다양한 정렬 알고리즘을 교차로 사용할 수 있고, 각각의 장점을 구현하여 본 발명의 이미지 정렬 알고리즘의 성공률을 현저히 향상시킴으로써 정렬 알고리즘의 정확도를 크게 향상시킨다. As such, the present invention includes the steps of obtaining an original image and performing filtering processing on the original image to obtain a filtered image; Obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image; Obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image; The success rate of image alignment in the defect detection process can be improved through calculating the variance of the difference image, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result. In particular, when a defect occurs in a large area during the image comparison process, the image quality deteriorates due to noise, or the overall contrast is uneven, the present invention aligns the filtered images using the Fourier transform to obtain the difference value of the two images. It determines the success of the alignment based on the alignment, has the ability to accurately judge whether the image is aligned, removes unnecessary details during image alignment through filtering, and accurately judges the alignment result using the difference image, enabling various alignment algorithms. It can be used interchangeably, and by implementing each advantage, the success rate of the image alignment algorithm of the present invention is significantly improved, thereby greatly improving the accuracy of the alignment algorithm.
도 3에 도시된 바와 같이, 가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S100 단계에서 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는 단계는, 다음의 단계를 포함한다:As shown in FIG. 3, in one possible implementation form, optionally, the step of obtaining a filtered image by filtering the original image in step S100 includes the following steps:
상기 원본 이미지를 스펙트럼 공간으로 푸리에 변환하여 스펙트럼 이미지를 획득하는, S110 단계; Step S110, obtaining a spectral image by Fourier transforming the original image into spectral space;
상기 스펙트럼 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, S120 단계; 여기서, 상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:Step S120, inputting the spectral image to a Gaussian band-pass filter and performing filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectral image; Here, the specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
여기서:here:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D0은 통과 대역의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,D 0 is the center frequency of the passband, W is the width of the passband,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점이며; (u,v) is the pixel coordinate of the spectral image after Fourier transformation, the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinate;
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, S120 단계. Step S120 of receiving the filtered spectrum image and performing inverse Fourier transform on the filtered spectrum image to obtain the filtered image.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 원본 이미지는 앞선 대역 통과 필터링 처리된 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환하여 얻은 것으로, 상기 이미지가 바로 대역 통과 필터링 처리된 이미지(필터링 이미지)이다.As shown in Figure 3, the original image in Figure 2 was obtained by inverse Fourier transforming the previously band-pass filtered filtered spectrum image, and the image is the band-pass filtered image (filtered image).
비교를 통해, 상기 이미지는 원본 이미지와 비교하여 원본 이미지의 대략적인 윤곽 정보만 있을 뿐, 원본 이미지의 세부 정보는 이미 손실되어 있음을 알 수 있다. 대역 통과 필터링을 사용하여 이미지를 처리하는 이유는 두 장의 이미지를 정렬할 때 이미지의 대략적인 윤곽만 서로 정렬하면 되기 때문이다. 일반적인 정렬 알고리즘에서 과도하게 많은 세부 사항은 종래 정렬 알고리즘에 종종 혼란한 영향을 미쳐 잘못된 결과를 도출한다. 종래의 알고리즘은 이미지의 세부 사항 노이즈에 초점이 맞춰져 있어 이미지의 세부 사항 심지어 노이즈까지 정렬하려 시도하기 때문에, 이미지의 대략적인 윤곽의 정렬이 무시된다.Through comparison, it can be seen that compared to the original image, the image only has rough outline information of the original image, and the detailed information of the original image has already been lost. The reason for using band-pass filtering to process images is because when aligning two images, only the rough outlines of the images need to be aligned with each other. Excessive details in common sorting algorithms often have a confusing effect on conventional sorting algorithms, leading to incorrect results. Conventional algorithms focus on the detail noise of the image and attempt to align the image details and even the noise, thus ignoring the alignment of the rough outlines of the image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S300 단계에서 상기 템플릿 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산(Subtraction)하여 차분 이미지를 획득하는 단계는, 다음의 단계를 포함한다:In one possible implementation form, optionally, the step of obtaining a difference image by subtracting the template image from the reference image in step S300 includes the following steps:
S200 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는 단계;Obtaining the sorted result processed in step S200;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진 이미지를 얻는 단계; 필터링 이미지를 상용하는 정렬 알고리즘을 적용하여 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하고, 정렬 결과에 따라 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진 이미지를 얻는다. Receiving the alignment result and moving the template image according to the alignment result to obtain a template translation image; A template image is obtained by sorting by applying a sorting algorithm that uses filtered images, and the template image is moved according to the sorting result to obtain a template translation image.
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는 단계이다. 여기서, 차분 이미지는 필터링된 이미지를 감산하여 얻은 차분 이미지이다. This is a step of obtaining a difference image by subtracting the template translation image from the reference image. Here, the difference image is a difference image obtained by subtracting the filtered image.
템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지에 대해 모두 대역 통과 필터링 처리를 수행한 후, 대역 통과 필터링된 이미지를 종래의 알고리즘을 적용하여 정렬을 수행한다. After performing band-pass filtering on both the template image and the reference image, alignment is performed by applying a conventional algorithm to the band-pass filtered image.
도 4에 도시된 바와 같이, 정렬 알고리즘은 병진 벡터를 계산하며, 정렬 알고리즘 결과가 정확한 경우, 상기 벡터에 따라 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 이미지를 레퍼런스 이미지와 완전히 중첩시킨다.As shown in Figure 4, the alignment algorithm calculates a translation vector, and if the alignment algorithm result is accurate, the template image is moved according to the vector to completely overlap the template image with the reference image.
감산은 바로 템플릿 이미지를 병진(translation)한 다음 템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지의 픽셀 휘도값을 감산하여 하나의 차분 이미지를 얻는 것이다. 이상적인 경우, 이때, 템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지는 완전히 중첩되며, 감산 후 얻은 이미지의 각 픽셀 포인트의 휘도값은 완전히 동일하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 균일하게 어떠한 패턴도 없는 하나의 이미지이다. Subtraction is to translate the template image and then subtract the pixel luminance values of the template image and the reference image to obtain a single difference image. In an ideal case, at this time, the template image and the reference image completely overlap, the luminance value of each pixel point of the image obtained after subtraction is completely the same, and as shown in FIG. 4, it is one image uniformly without any pattern.
실제로는 노이즈와 결상 조건의 차이로 인해 도 5에 도시된 바와 같이, 템플릿 이미지와 레퍼런스 이미지는 정렬 후 감산하면, 일반적으로 상수(constant)가 아니고, 균일한 배경에서 변동하게 된다(신호가 없을 때 TV의 스노우스크린과 유사하다).In reality, due to differences in noise and imaging conditions, as shown in FIG. 5, when the template image and the reference image are aligned and then subtracted, they are generally not constant but fluctuate on a uniform background (when there is no signal) (Similar to TV's snow screen).
본 실시예의 가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 S4 단계에서 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계는, 다음의 단계를 포함한다:In one possible implementation form of this embodiment, optionally, calculating the variance of the difference image in step S4, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result are the following steps. Includes:
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는 단계;calculating variance by obtaining grayscale values of the difference image;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는 단계;If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. A step of comparing and determining values;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계. A step of obtaining and outputting comparison judgment results.
차분 이미지를 얻은 후, 차분 이미지의 그레이스케일 값 데이터를 획득하며, 획득 방법은 이미지 소프트웨어에서 직접 확인할 수 있고, 구체적인 방법은 한정되지 않는다.After obtaining the difference image, grayscale value data of the difference image is acquired. The acquisition method can be directly checked in the image software, and the specific method is not limited.
획득 후, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력한다. 구체적으로, 차분 이미지의 그레이스케일 값의 분산을 계산하여 분산이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 이미지 정렬 결과가 정확한 것이나, 그렇지 않다면, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 기타 다른 정렬 알고리즘을 적용하거나 템플릿 이미지의 템플릿 영역을 교체하여 다시 정렬을 수행할 수 있다.After acquisition, the variance and a preset value are compared and judged to obtain and output a comparison judgment result. Specifically, by calculating the variance of the grayscale values of the difference image, if the variance is less than a preset threshold, the image alignment result is accurate. Otherwise, the image alignment has failed, so another alignment algorithm can be applied or a template of the template image. Re-sorting can be performed by replacing the area.
이미지의 각 픽셀 포인트의 그레이스케일 값을 가산하여 총 픽셀 개수(즉, 이미지의 길이에 너비를 곱한 값)로 나누어 평균 픽셀값을 얻는다. 그런 다음, 각 픽셀 포인트에서 상기 평균값을 뺀 값을 제곱하여 이를 다시 더해 합을 구한 다음, 픽셀 포인트 개수 - 1 (N-1)로 나눈다. 즉 통계에서 분산을 구하는 표준 방법이다.The grayscale value of each pixel point in the image is added and divided by the total number of pixels (i.e., the length of the image multiplied by the width) to obtain the average pixel value. Then, the average value is subtracted from each pixel point, squared, added again to obtain the sum, and then divided by the number of pixel points - 1 (N-1). In other words, it is a standard method of calculating variance in statistics.
여기서 통계 샘플은 이미지의 모든 픽셀 포인트의 그레이스케일 값의 집합이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도 6은 정렬된 두 이미지의 픽셀 차분값의 분포를 도시한 개략도이고, 도 7은 미정렬된 두 이미지의 픽셀 차분값의 분포를 도시한 개략도이며, 도 6의 정렬된 두 이미지의 픽셀 차분값의 분포가 더 작고 정렬 효과가 더 우수하다는 것을 분명히 알 수 있다.Here, the statistical sample is the set of grayscale values of all pixel points in the image. As shown in FIG. 6, FIG. 6 is a schematic diagram showing the distribution of pixel difference values of two aligned images, and FIG. 7 is a schematic diagram showing the distribution of pixel difference values of two unaligned images. It can be clearly seen that the distribution of pixel difference values of the two aligned images is smaller and the alignment effect is better.
유의해야 할 점은, 가우시안 대역 통과 필터로 이미지 필터링을 처리하고, 그레이스케일 값을 예로 상기 분산 계산에 대해 소개하였으나, 당업자라면 본 개시가 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 실제로 사용자는 그레이스케일 값 데이터를 필터링하고 얻을 수 있는 한, 개인 선호도 및/또는 실제 응용 시나리오에 따라 이미지 처리 및 그레이스케일 값 계산 방법을 유연하게 설정할 수 있다.Note that although image filtering is processed using a Gaussian band-pass filter and the variance calculation is introduced using grayscale values as an example, those skilled in the art will understand that the present disclosure is not limited thereto. In fact, users can flexibly set the image processing and grayscale value calculation methods according to personal preferences and/or actual application scenarios, as long as they can filter and obtain grayscale value data.
실시예 2Example 2
실시예 1에 기초하여, 본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 순서대로 전기적으로 연결된 원본 이미지 필터링 처리 모듈, 정렬 처리 모듈, 차분 이미지 획득 모듈, 및 분산 계산 및 판단 모듈을 포함하는 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치가 제공되며, 여기서,Based on Example 1, according to another aspect of the present disclosure, a semiconductor electron beam defect monitoring comprising an original image filtering processing module, an alignment processing module, a differential image acquisition module, and a distributed calculation and judgment module electrically connected in that order. An image processing device is provided for, wherein:
원본 이미지 필터링 처리 모듈은, 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하며;The original image filtering processing module acquires an original image, performs filtering processing on the original image, and obtains a filtered image;
정렬 처리 모듈은, 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하며;The alignment processing module acquires the filtered image, sorts the filtered image using a sorting algorithm, and obtains a template image;
차분 이미지 획득 모듈은, 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하며;The differential image acquisition module acquires a differential image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image;
분산 계산 및 판단 모듈은, 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력한다. The variance calculation and judgment module calculates the variance of the difference image, compares and judges the variance with a preset value, and obtains and outputs a comparison judgment result.
원본 이미지 필터링 처리 모듈, 정렬 처리 모듈, 차분 이미지 획득 모듈, 및 분산 계산 및 판단 모듈의 구체적인 작동 원리에 대해서는 실시예 1의 기술 원리를 참조하며, 여기서는 다시 설명하지 않는다. 이하 동문이다. For the specific operating principles of the original image filtering processing module, alignment processing module, differential image acquisition module, and distributed calculation and judgment module, refer to the technical principles of Embodiment 1 and will not be described again here. The following are alumni.
전술한 본 발명의 각 모듈 또는 각 단계는 범용 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있으며, 이들은 단일 컴퓨팅 장치에 집중되거나 복수의 컴퓨팅 장치로 구성된 네트워크에 분산될 수 있으며, 선택적으로 이들은 컴퓨팅 장치로 실행될 수 있는 프로그램 코드로 구현될 수 있으므로 이들을 저장 장치에 저장하여 컴퓨팅 장치로 실행하거나 이들을 각각 개별 집적 회로 모듈로 제작하거나 이들 중 복수의 모듈 또는 단계를 단일 집적 회로 모듈로 제작하여 구현할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 어느 특정 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 한정되지 않는다.Each module or each step of the present invention described above may be implemented in a general-purpose computing device, and they may be concentrated in a single computing device or distributed in a network composed of a plurality of computing devices, and optionally, they may be programs that can be executed by the computing device. Since they can be implemented as codes, they can be stored in a storage device and executed by a computing device, each of them can be manufactured as an individual integrated circuit module, or a plurality of modules or steps among them can be manufactured into a single integrated circuit module. As such, the present invention is not limited to the combination of any specific hardware and software.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 원본 이미지 필터링 처리 모듈은 다음을 포함한다:In one possible implementation form, optionally, the original image filtering processing module includes:
상기 원본 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, 필터링된 스펙트럼 이미지 획득 모듈; 여기서, 상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:a filtered spectrum image acquisition module that inputs the original image into a Gaussian band-pass filter and performs filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectrum image; Here, the specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
여기서:here:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D0은 통과 대역의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,D 0 is the center frequency of the passband, W is the width of the passband,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점이며; (u,v) is the pixel coordinate of the spectral image after Fourier transformation, the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinate;
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, 스펙트럼 이미지 역푸리에 변환 처리 모듈.A spectral image inverse Fourier transform processing module that receives the filtered spectral image and performs inverse Fourier transform on the filtered spectral image to obtain the filtered image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 차분 이미지 획득 모듈은 다음을 포함한다:In one possible implementation form, optionally, the differential image acquisition module includes:
S2 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는, 정렬 결과 획득 모듈;A sorting result acquisition module, which acquires the sorted sorted result in step S2;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진 이미지를 얻는, 이미지 병진 모듈; an image translation module that receives the alignment result and moves the template image according to the alignment result to obtain a template translation image;
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는, 이미지 감산 처리 모듈.An image subtraction processing module that obtains a difference image by subtracting the template translation image from the reference image.
가능한 일 구현 형태에서, 선택적으로, 상기 분산 계산 및 판단 모듈은 다음을 포함한다:In one possible implementation form, optionally, the distributed calculation and judgment module includes:
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는, 분산 계산 모듈;a variance calculation module that calculates variance by obtaining a grayscale value of the difference image;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는, 분산 비교 판단 모듈;If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. a distributed comparison judgment module that compares and determines values;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, 출력 모듈.An output module that obtains and outputs comparison judgment results.
실시예 3Example 3
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 다음을 포함하는 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법 제어 시스템이 더 제공된다:According to another aspect of the present disclosure, there is further provided an image processing method control system for semiconductor electron beam defect monitoring comprising:
프로세서;processor;
프로세서가 실행할 수 있는 명령을 저장하는 메모리;Memory that stores instructions that a processor can execute;
여기서, 상기 프로세서는 상기 실행 가능한 명령을 실행할 때, 상기 실시예 1에 기재된 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법을 구현하도록 구성된다.Here, the processor is configured to implement the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring described in Embodiment 1 when executing the executable instructions.
실시예 4Example 4
추가적으로, 본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법 제어 시스템이 더 제공된다.Additionally, according to another aspect of the present disclosure, an image processing method control system for semiconductor electron beam defect monitoring is further provided.
본 개시의 실시예에 따른 제어 시스템은 프로세서 및 프로세서가 실행할 수 있는 명령을 저장하는 메모리를 포함한다. 여기서, 프로세서는 실행 가능한 명령을 실행할 때, 전술한 실시예 1에 기재된 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법을 구현하도록 구성된다.A control system according to an embodiment of the present disclosure includes a processor and a memory that stores instructions that the processor can execute. Here, the processor is configured to implement the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring described in Embodiment 1 above when executing the executable instructions.
여기서, 프로세서의 개수는 하나 이상일 수 있다는 점에 유의해야 한다. 동시에, 본 개시의 실시예의 제어 시스템은 입력 장치와 출력 장치를 더 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서, 메모리, 입력 장치 및 출력 장치 사이는 버스를 통해 연결되거나 기타 다른 방법을 통해 연결될 수 있으며, 여기서는 구체적으로 한정하지 않는다.Here, it should be noted that the number of processors may be one or more. At the same time, the control system of the embodiment of the present disclosure may further include an input device and an output device. Here, the processor, memory, input device, and output device may be connected through a bus or other methods, but are not specifically limited here.
반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법을 위한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 메모리는 본 개시의 실시예에 따른 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법에 해당하는 프로그램 또는 모듈과 같은 소프트웨어 프로그램, 컴퓨터 실행 가능 프로그램 및 다양한 모듈을 저장하는데 사용할 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 소프트웨어 프로그램이나 모듈을 실행하여 제어 시스템의 다양한 기능적 애플리케이션과 데이터 처리를 실행한다.A computer-readable storage medium for an image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring, wherein the memory includes a software program, such as a program or module, computer-executable, corresponding to the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring according to an embodiment of the present disclosure. It can be used to store programs and various modules. The processor executes various functional applications and data processing of the control system by executing software programs or modules stored in memory.
입력 장치는 입력된 숫자나 신호를 수신하는데 사용될 수 있다. 여기서, 신호는 디바이스/단말/서버의 사용자 설정 및 기능 제어와 관련된 키 신호를 생성할 수 있다. 출력 장치는 디스플레이 등 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.An input device can be used to receive entered numbers or signals. Here, the signal may generate a key signal related to user settings and function control of the device/terminal/server. The output device may include a display device such as a display.
이상, 본 개시의 각 실시예를 설명하였으나, 상기 설명은 예시적이되, 포괄적이지 않고, 개시된 각 실시예에 한정되지 않는다. 기술된 각 실시예의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 여러 수정 및 변경은 당업자에게 자명한 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예의 원리, 실제 적용, 또는 시장 기술의 기술적 개선을 가장 잘 설명하거나, 당업자가 본 명세서에 개시된 각 실시예를 이해할 수 있도록 하기 위해 선택되었다.Although each embodiment of the present disclosure has been described above, the description is illustrative, not comprehensive, and is not limited to each disclosed embodiment. Various modifications and changes without departing from the scope and spirit of each described embodiment will be apparent to those skilled in the art. The terminology used herein has been selected to best explain the principles, practical applications, or technical improvements in the market technology of the embodiments, or to enable those skilled in the art to understand each embodiment disclosed herein.
Claims (10)
원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는, S100 단계;
상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하는, S200 단계;
상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하는, S300 단계; 및
상기 차분 이미지의 분산(variance)을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, S400 단계;
를 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법.In an image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring,
Step S100 of acquiring an original image and performing filtering processing on the original image to obtain a filtered image;
Step S200, obtaining the filtered image and sorting the filtered image using a sorting algorithm to obtain a template image;
Step S300 of obtaining a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image; and
Step S400 of calculating the variance of the difference image, comparing and judging the variance with a preset value, and obtaining and outputting a comparison decision result;
An image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects, including a.
상기 S100 단계에서 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하는 단계는,
상기 원본 이미지를 스펙트럼 공간으로 푸리에 변환하여 스펙트럼 이미지를 획득하는, S110 단계;
상기 스펙트럼 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, S120 단계; 및
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, S130 단계;
를 포함하고,
상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:
여기서:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,
D0은 통과 대역(pass band)의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점인, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법.According to paragraph 1,
The step of obtaining a filtered image by filtering the original image in step S100 is,
Step S110, obtaining a spectral image by Fourier transforming the original image into spectral space;
Step S120, inputting the spectral image to a Gaussian band-pass filter and performing filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectral image; and
Step S130 of receiving the filtered spectrum image and performing inverse Fourier transform on the filtered spectrum image to obtain the filtered image;
Including,
The specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
here:
D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D 0 is the center frequency of the pass band, W is the width of the pass band,
(u,v) are the pixel coordinates of the spectral image after Fourier transformation, and the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinates. An image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects.
상기 S300 단계에서 상기 템플릿 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는 단계는,
S200 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는 단계;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진(translation) 이미지를 얻는 단계;
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는 단계;
를 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법.According to claim 1 or 2,
Obtaining a difference image by subtracting the template image from the reference image in step S300 includes:
Obtaining the sorted result processed in step S200;
Receiving the alignment result and moving the template image according to the alignment result to obtain a template translation image;
Obtaining a difference image by subtracting the template translation image from the reference image;
An image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects, including a.
상기 S400 단계에서 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계는,
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는 단계;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는 단계;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는 단계;
를 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법.According to paragraph 1,
The step of calculating the variance of the difference image in step S400, comparing the variance with a preset value, and making a judgment to obtain and output a comparison decision result,
calculating variance by obtaining grayscale values of the difference image;
If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. A step of comparing and determining values;
Obtaining and outputting a comparison judgment result;
An image processing method for monitoring semiconductor electron beam defects, including a.
원본 이미지 필터링 처리 모듈, 정렬 처리 모듈, 차분 이미지 획득 모듈, 및 분산 계산 및 판단 모듈을 포함하며,
상기 원본 이미지 필터링 처리 모듈은, 원본 이미지를 획득하고, 상기 원본 이미지를 필터링 처리하여 필터링 이미지를 획득하며;
상기 정렬 처리 모듈은, 상기 필터링 이미지를 획득하고, 정렬 알고리즘을 이용해 상기 필터링 이미지를 정렬 처리하여 템플릿 이미지를 획득하며;
상기 차분 이미지 획득 모듈은, 상기 템플릿 이미지를 미리 설정된 레퍼런스 이미지와 이미지 감산 연산을 수행하여 차분 이미지를 획득하며;
상기 분산 계산 및 판단 모듈은, 상기 차분 이미지의 분산을 계산하고, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하고 판단하여 비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치.In an image processing device for monitoring semiconductor electron beam defects,
It includes an original image filtering processing module, an alignment processing module, a differential image acquisition module, and a distributed calculation and judgment module;
The original image filtering processing module acquires an original image, performs filtering processing on the original image, and obtains a filtered image;
The alignment processing module acquires the filtered image, sorts the filtered image using a sorting algorithm, and obtains a template image;
The difference image acquisition module acquires a difference image by performing an image subtraction operation on the template image and a preset reference image;
The variance calculation and determination module calculates the variance of the difference image, compares the variance with a preset value, and determines to obtain and output a comparison judgment result. An image processing device for monitoring semiconductor electron beam defects.
상기 원본 이미지 필터링 처리 모듈은,
상기 원본 이미지를 가우시안 대역 통과 필터에 입력하고, 이미지 스펙트럼에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 스펙트럼 이미지를 획득하는, 필터링된 스펙트럼 이미지 획득 모듈; 및
상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 수신하고, 상기 필터링된 스펙트럼 이미지를 역푸리에 변환 처리하여 상기 필터링 이미지를 획득하는, 스펙트럼 이미지 역푸리에 변환 처리 모듈;
을 포함하고,
상기 가우시안 대역 통과 필터의 구체적인 형태는 하기와 같으며:
여기서:
D(u,v) 는 스펙트럼 공간에서 원점까지의 거리이며,
D0은 통과 대역의 중심 주파수이고, W는 통과 대역의 폭이며,
(u,v)는 푸리에 변환 후 스펙트럼 이미지의 픽셀 좌표이고, 스펙트럼 이미지의 중심점 픽셀은 좌표의 원점인, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치. According to clause 5,
The original image filtering processing module,
a filtered spectrum image acquisition module that inputs the original image into a Gaussian band-pass filter and performs filtering on the image spectrum to obtain a filtered spectrum image; and
a spectral image inverse Fourier transform processing module that receives the filtered spectral image and performs inverse Fourier transform on the filtered spectral image to obtain the filtered image;
Including,
The specific form of the Gaussian band-pass filter is as follows:
here:
D(u,v) is the distance to the origin in spectral space,
D 0 is the center frequency of the passband, W is the width of the passband,
(u, v) are the pixel coordinates of the spectral image after Fourier transformation, and the center point pixel of the spectral image is the origin of the coordinates. An image processing device for monitoring electron beam defects in a semiconductor.
상기 차분 이미지 획득 모듈은,
S2 단계에서 정렬 처리된 정렬 결과를 획득하는, 정렬 결과 획득 모듈;
상기 정렬 결과를 수신하고, 상기 정렬 결과에 따라 상기 템플릿 이미지를 이동시켜 템플릿 병진 이미지를 얻는, 이미지 병진 모듈;
상기 템플릿 병진 이미지를 상기 레퍼런스 이미지와 감산하여 차분 이미지를 획득하는, 이미지 감산 처리 모듈;을 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치. According to claim 5 or 6,
The differential image acquisition module,
A sorting result acquisition module, which acquires the sorted sorted result in step S2;
an image translation module that receives the alignment result and moves the template image according to the alignment result to obtain a template translation image;
An image processing module for obtaining a difference image by subtracting the template translation image from the reference image.
상기 분산 계산 및 판단 모듈은,
상기 차분 이미지의 그레이스케일 값을 획득하여 분산을 계산하는, 분산 계산 모듈;
상기 분산이 상기 미리 설정된 값 미만인 경우, 이미지 정렬이 성공한 것이며, 상기 분산이 상기 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 이미지 정렬이 실패한 것이므로, 미리 설정된 정렬 처리 방법에 따라 다시 정렬하는, 상기 분산과 미리 설정된 값을 비교하여 판단하는, 분산 비교 판단 모듈;
비교 판단 결과를 획득하고 출력하는, 출력 모듈;을 포함하는, 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 장치. According to clause 6,
The distributed calculation and judgment module is,
a variance calculation module that calculates variance by obtaining a grayscale value of the difference image;
If the variance is less than the preset value, image alignment is successful, and if the variance exceeds the preset value, image alignment is failed, so re-sort according to the preset alignment processing method. a distributed comparison judgment module that compares and determines values;
An image processing device for monitoring semiconductor electron beam defects, comprising an output module that obtains and outputs a comparison decision result.
프로세서; 및
프로세서가 실행할 수 있는 명령을 저장하는 메모리;
를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 실행 가능한 명령을 실행할 때, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 전자빔 결함 모니터링을 위한 이미지 처리 방법을 구현하도록 구성되는, 제어 시스템.In the control system,
processor; and
Memory that stores instructions that a processor can execute;
Including,
The control system, wherein the processor, when executing the executable instructions, is configured to implement the image processing method for semiconductor electron beam defect monitoring according to any one of claims 1 to 4.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20240513 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application |