一种半导体结构中重布线层检测方法、装置及半导体检测系统与流程

本技术涉及半导体检测，为一种半导体芯片检测方法，具体为一种半导体结构中重布线层检测方法、装置及半导体检测系统。

背景技术：

1、目前，在先进封装工艺中，重布线层（rdl）为关键互连工艺之一，可将多个芯片集成到单个封装中，并在介电层顶部创建图案化金属层，将ic的输入/输出重新分配到新位置，以实现紧凑高效的芯片布局。在rdl层的制造与检测过程中，通常需要对其结构进行精准识别以排查偏差或错位等缺陷。

2、现有的检测方案多依赖于整体图像的直接比对或简单的灰度阈值分割，但在实际成像中，由于光照不均、背景噪声干扰以及铜层与介电层对比度较低等因素，整体图像中的局部特征极易被掩盖，导致对铜层边缘过渡形态的识别精度不足，难以准确判断铜层数是否符合标准（如三层铜结构），进而造成漏检或误检，无法精准提取并定位缺陷区域。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的技术问题，本技术实施例提供一种半导体结构中重布线层检测方法、装置及半导体检测系统，结合空域与频域的联合滤波强化铜层线条特征，并基于灰度波峰波谷分布精准判定铜层结构，实现重布线层缺陷区域的高精度提取与定位。

2、为了达到上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种半导体结构中重布线层检测方法，所述方法包括：对包含有重布线层结构的灰度图像依次进行空域变换和频域变换，并在变化过程中分别对灰度图像进行滤波处理，得到强化后的铜层线条图像；获取所述铜层线条图像的灰度值分布，并基于分布结果确定灰度值的波峰波谷分布，统计所述波峰波谷分布确定所述铜层线条的结构；确定所述铜层线条区域，并在所述铜层线条图像中剔除所述铜层线条区域得到分散的多个缺陷区域，对多个所述缺陷区域基于连通域分别进行连通处理，得到完整缺陷区域。

4、在一些具体实现方式中，所述方法还包括在滤波之前对所述灰度图像沿所述铜层线条之间的分布方向进行分割，得到多个子图像；每个所述子图像中都包含有相同层数的铜层线条，且每个所述子图像包括长边和短边，所述长边为所述铜层线条之间的分布方向。

5、在一些具体实现方式中，对所述图像沿铜层线条之间的分布方向进行分割，得到多个子图像，包括：依据预设分段数，沿平行于所述铜层线条结构走向的方向对所述目标区域图像进行均匀分割，生成对应数量的子区域；计算各子区域的坐标范围，并基于所述坐标范围从所述图像中裁剪提取对应的子图像。

6、在一些具体实现方式中，对所述灰度图像进行空域变换并对灰度图像进行滤波变换，包括：采用双边滤波对所述灰度图像进行去噪处理，并对去噪后的图像通过图像增强处理提高所述灰度图像的对比度，得到增强图像。

7、在一些具体实现方式中，对所述灰度图像进行频域变换并对灰度图像进行滤波变换，包括：对所述增强图像通过傅里叶变换从空域转换为频域图像，并基于正弦带通滤波器对所述频域图像中高频噪声和低频冗余信息进行剔除，通过逆傅里叶变换对所述频域图像转换为空域得到强化后的铜层线条图像。

8、在一些具体实现方式中，获取所述铜层线条图像的灰度值分布，包括：对所述铜层线条图像进行灰度归一化，并提取所述铜层线条图像的像素坐标和对应的灰度值构建灰度映射表；所述灰度映射表按照第一方向和第二方向分别存储所述铜层线条层图像中每个像素的灰度值，所述第一方向为所述铜层线条层图像的短边，所述第二方向为所述铜层线条层图像的长边。

9、在一些具体实现方式中，基于分布结果确定灰度值的波峰波谷分布，包括：沿所述第一方向逐像素遍历，判断每个像素的灰度值与阈值以及相邻像素的灰度值的相对关系，根据所述相对关系确定当前像素是否为波峰或波谷；统计所述波峰波谷分布确定所述铜层线条的结构，包括：统计所述第一方向上波峰与波谷的交替变化次数，根据所述交替变化次数与所述铜层线条的关系确定所述铜层线条的结构。

10、在一些具体实现方式中，当所述交替变化次数等于2时，所述铜层线条的结构为三层铜结构，当所述交替变化此时不等于2时，所述铜层线条的结构为非三层铜结构。

11、在一些具体实现方式中，根据所述相对关系确定当前像素是否为波峰或波谷，包括：当当前像素的灰度值大于阈值且大于所述相邻像素时为波峰，当当前像素的灰度值小于阈值且小于所述相邻像素时为波谷；所述波峰对应铜层结构，所述波谷对应铜层间隙。

12、在一些具体实现方式中，确定所述铜层线条区域，包括：遍历存储的每一个像素位置的变化次数，筛选出变化次数为2的连续像素区域，并生成对应的矩形区域，将多个所述矩形区域进行拼接形成完整的三层铜区域。

13、在一些具体实现方式中，在所述铜层线条图像中剔除所述铜层线条区域得到分散的多个缺陷区域，包括：基于区域差集处理，将所述灰度图像减去所述铜层线条区域得到非三层铜结构的多个所述缺陷区域。

14、第二方面，提供一种重布线层检测装置，应用于半导体检测系统，包括：滤波模块，用于对包含有重布线层结构的灰度图像依次进行空域变换和频域变换，并在变化过程中分别对灰度图像进行滤波处理，得到强化后的铜层线条图像；图像处理模块，用于获取所述铜层线条图像的灰度值分布，并基于分布结果确定灰度值的波峰波谷分布，统计所述波峰波谷分布确定所述铜层线条的结构；区域确定模块，用于确定所述铜层线条区域，并在所述铜层线条图像中剔除所述铜层线条区域得到分散的多个缺陷区域，对多个所述缺陷区域基于连通域分别进行连通处理，得到完整缺陷区域。

15、在一些具体实现方式中，所述装置还包括分割模块，所述分割模块用于在滤波之前对所述灰度图像沿所述铜层线条之间的分布方向进行分割，得到多个子图像。

16、第三方面，提供一种半导体检测系统，应用于半导体封装结构检测，包括光源、图像采集装置和服务器；所述光源，面向待检测芯片设置，用于向所述待检测芯片投射入射光，并经由所述待检测芯片产生反射光；所述图像采集装置，面向所述待检测芯片设置，用于获取所述反射光并基于所述反射光成像，得到实时图像；服务器，被配置为执行上述任一项所述的半导体结构中重布线层检测方法。

17、本发明实施例带来了以下有益效果：

18、本技术实施例提供的技术方案中，通过空域与频域的联合滤波处理，在空域采用双边滤波去噪并保留边缘细节，在频域采用正弦带通滤波剔除无关频率并突出线性特征，解决了低对比度与复杂噪声环境下铜层轮廓模糊的问题，实现了铜层线条图像的高质量强化；进一步，沿短边方向逐像素分析灰度波峰波谷的交替变化，将铜层结构的物理形态特征量化为交替变化次数与铜层线条对应关系的数值判定标准，避免了主观阈值分割的随意性，实现了铜层数的鲁棒精准识别；最终，通过区域差集运算剥离标准三层铜区域，并对剩余区域进行连通域分析，将离散的异常像素聚合为完整的物理缺陷轮廓，实现了缺陷区域的高精度提取与定位，显著降低了重布线层检测中的漏检率与误检率。

19、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

20、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。