晶圆表面形貌的微分干涉系统图像相位提取及去包裹

1、晶圆表面形貌的微分干涉系统图像相位提取及去包裹物理电子学， 2010， 硕士【摘要】 表面形貌测量在工业产品自动检测、机械制造、电子工业、机器人视觉等领域有着极大的作用。对晶圆表面形貌测量的在线检测,成为半导体生产工艺中极其重要的一环。本文在对表面微观形貌测试技术发展动态进行深入调研的基础上,将激光偏振干涉、显微技术和相移技术相结合,构建了晶圆微观表面形貌测量系统。利用此测量系统,采集图像得到多幅相移干涉图,由相位提取算法进行相位提取并进行表面形貌重构,并对图像表面进行相位去包裹处理,最终实现晶圆表面形貌的测量。本文首先研究了微分相移干涉测量系统的基本原理,包括相移干涉原理和移相方法,完成了测

2、量系统总体方案设计。然后重点介绍了采集图像处理方法,如何进行相位提取算法,以及可能出现的图像包裹现象和针对这种现象的响应处理算法。最后对实验采集到五幅干涉图采用线性相移误差不敏感的五步相位提取算法进行处理,得到了样品表面形貌。然后用相位质量图去包裹算法对得到样品表面形貌图像进行质量分析和相位去包裹处理。相位去包裹算法在光学非接触测量中起到非常重要的作用,因为相位图得到的是限制在-到的范围之内,因此我们称此图像为相位包裹图像。通过正确的相位去包裹算法我们能够得到去包裹之后真是相位.更多还原【Abstract】 With the high density and high performance

3、development on electronic products, non-trau-matic superficial surface and subsurface are expected more and more. Online testing of wafer surface quality is becoming extremely important in semiconductor manufacturing process.In this dissertation, with a thorough research of the developments of surfa

4、ce topography testing technology, a wafer micro-surface topography measuring system has been constructed, which combines polarization interference and phase-.更多还原 【关键词】 表面形貌； 微分干涉； 相位提取； 相位去包裹； 图像处理； 【Key words】 Topography； Differential interference； Phase extracting； Phase unwrapping Digital image

5、processing； 摘要 3-4 Abstract 4 第1章 绪论 7-11 1.1 课题背景和研究目的 7-8 1.2 相位去包裹方法概述 8-10 1.3 本课题的主要内容 10-11 第2章 微分相移干涉显微测量系统设计 11-22 2.1 线偏振光微分原理 11-14 双折射晶体微分原理 11-13 Wollaston 棱镜微分干涉显微原理 13-14 2.2 移相干涉原理 14-15 2.3 移相方法 15-16 2.4 微分干涉测量系统方案设计 16-17 2.5 微分干涉光路结构设计 17-18 2.6 横向剪切量设计 18-20 2.7 系统组装总体结构 20-21 2.8 本章小结 21-22 第3章 干涉图像处理算法 22-28 3.1 图像预处理 22-24 3.2 相位提取算法 24-26 3.3 表面形貌重构算法 26-27 3.4 本章小结 27-28 第4章 相位去包裹算法 28-37 4.1 相位去包裹分析 28-29 4.2 相位去包裹算法 29-36 二维相位去包裹概述 29-30 路径跟踪算法 30-35 路径无关算法 35-36 4.3 本章小结 36-37 第5章 实验和测量精度分析 37-45 5.1 图像采集处理 37-40 图像预处理 37-38 相位