CN115193750A - 半导体晶圆缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶圆制造技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆缺陷检测系统包括：缺陷检测台、传送模块、存储仓模块、定位模块、视觉检测模块、尺寸检测模块、标记模块和缺陷分析模块，本发明通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选，有效的保证了经过缺陷检测后的晶圆能够与未检测晶圆进行区分。

Description

半导体晶圆缺陷检测系统

技术领域

本发明涉及晶圆制造技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆缺陷检测系统。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工一片或多片晶圆，随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，其中，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，同时，随着半导体特征的增大，其对应缺陷对产品良率的影响也成倍增大，因此，在半导体晶圆加工前对晶圆进行必要的缺陷检测和分选，能够大幅改善半导体晶圆加工良率，从而产生

中国专利公开号：CN113358662A公开了一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法，其中装置包括光源、相机、升降组件、料盘检测组件以及控制台；光源、相机、料盘检测组件设置在升降组件上；光源、相机、料盘检测组件、升降组件分别与控制台连接；升降组件用于带动光源、相机、料盘检测组件升降；相机用于在不同高度采集检测位上装载有晶圆的料盘的图像；光源用于在不同高度提供采集所需的灯光；料盘检测组件用于在不同高度检测检测位上是否有料盘；控制台用于根据相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。但是其公开的技术中，晶圆表面缺陷检测装置在对晶圆进行检测时需要人工对待检测晶圆进行放置及取回，同时，被检测晶圆的缺陷状态在检测后不能进行直观体现，不便于晶圆检测后的处置。

发明内容

为此，本发明提供一种半导体晶圆缺陷检测系统，用以克服现有技术中检测中测定的有缺陷的晶圆与未测晶圆不能有效区分的问题，同时，通过测定晶圆缺陷的范围程度，能够估算该晶圆能否继续用于加工使用以降低报废晶圆的数量。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体晶圆缺陷检测系统，包括：

缺陷检测台，设置在缺陷检测区，其为平面结构，用以作为晶圆检测的承载平面以使晶圆处于检测状态；

传送模块，其用以将需检测的晶圆传送至所述缺陷检测台进行检测并将检测完毕的晶圆传送至与晶圆检测标准对应的存储位置进行存储；

存储仓模块，其与所述传送模块相连，用以为检测完毕的晶圆提供符合其检测标准的存储仓位，所述存储仓模块包括若干存储仓位；

定位模块，其与所述缺陷检测台相连，用以对初次待检测晶圆定位和对非初次待检测晶圆进行定位识别；

视觉检测模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以通过图像识别对晶圆表面进行缺陷识别；

尺寸检测模块，其与设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以测定晶圆的厚度、和晶圆表面的高度以及晶圆表面的高度差；

标记模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以为初次待检测晶圆打刻定位标记以及在晶圆检测后打刻检测结果标记；

缺陷分析模块，其分别与所述传送模块、所述存储仓模块、所述定位模块、所述视觉检测模块、所述尺寸检测模块和所述标记模块相连，用以通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选。

进一步地，所述传送模块包括：

晶圆分片装置，其设置在所述传送模块的前端，用以将待检测晶圆按检测要求分装放置在晶圆待检区的指定位置；

传送装置，其分别与所述晶圆分片装置、所述定位模块和所述存储仓模块相连，用以将晶圆在所述晶圆待检区、所述缺陷检测区与所述存储仓位之间进行传送；

预吹风装置，其设置在所述晶圆待检区，用以对待检测晶圆进行吹风以使去除晶圆表面的浮尘及水液。

进一步地，所述标记模块包括用以对初次待检测晶圆进行打刻定位标记的定位标记打刻模块和用以标记晶圆检测状态的检测标记打刻模块；

所述定位标记包括主定位标记、辅助定位标记和晶圆识别标记，所述定位标记设置在晶圆非使用区域中，所述定位标记设置为非可擦除标记，包括物理刻蚀标记、化学反应形成的标记和具有预设粘接强度的粘贴标记；

所述晶圆识别标记根据晶圆非使用区域的大小可适应性设置为二维码标记、条形码标记或字符串标记。

所述晶圆检测状态包括合格晶圆、反清洗晶圆、返腐蚀晶圆、片厚过薄晶圆、表面部分超差晶圆和报废晶圆。

进一步地，所述尺寸检测模块的厚度检测路径设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上晶圆的厚度，厚度检测完成时，生成若干晶圆厚度数据，设定晶圆厚度为若干晶圆厚度数据的平均值；

所述尺寸检测模块的高低差程检测方式设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上晶圆的表面高度，高低差程检测完成时，生成若干晶圆高度数据，设定晶圆高低差程为若干晶圆高度数据中最大数据与最小数据的差值。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆清洁标准A1和第二晶圆清洁标准A2，其中，0＜A1＜A2≤20，当所述缺陷检测台载有待检测的晶圆时，所述缺陷分析模块控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别并根据识别的晶圆表面图像中的颗粒数量a1对晶圆的表面清洁度进行判定，

当a1＜A1时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当A1≤a1＜A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合标准，所述缺陷分析模块控制所述缺陷检测台的吹风装置对晶圆表面进行吹风清洁；

当a1≥A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆吹风颗粒值标准A01和第二晶圆吹风颗粒值标准A02、第一晶圆吹风强度调整系数α1、第二晶圆吹风强度调整系数α2和第三晶圆吹风强度调整系数α3，其中，A1＜A01＜A02＜A2，0.7＜α1＜1≤α2＜1.2＜α3＜1.8，当所述缺陷分析模块判定对晶圆表面进行吹风清洁时，所述缺陷分析模块根据晶圆的颗粒数量a1确定针对晶圆的吹风强度的调整方式，

当a1＜A01时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差少，所述缺陷分析模块采用第一晶圆吹风强度调整系数α1调整所述吹风装置的风机转速；

当A01≤a1＜A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差符合标准，所述缺陷分析模块采用第二晶圆吹风强度调整系数α2调整所述吹风装置的风机转速；

当a1≥A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差多，所述缺陷分析模块采用第三晶圆吹风强度调整系数α3调整所述吹风装置的风机转速；

所述缺陷分析模块判定采用第i晶圆吹风强度调整系数αi调整所述吹风装置的风机转速时，所述缺陷分析模块将调整后的风机转速记为Va’,设定Va’＝Va0 ×αi，其中，1＝1,2,3，Va0为调整前的风机转速。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有颗粒数复测清洁指标A3，其中，A3＞0，当所述风机按所述缺陷分析模块调整后的吹风转速对晶圆表面进行吹风时，所述缺陷分析模块在晶圆完成吹风后重新控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别以根据晶圆的晶圆识别标记从所述缺陷分析模块调取晶圆前次颗粒数量 a1并根据所述视觉检测模块本次对晶圆表面进行图像识别检测到的图像中的颗粒数量a2确定晶圆是否符合清洁度标准，其中，A3＝a1×β0，β0为吹风有效系数，0.3＜β0＜0.6；

当a2＜A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当a2≥A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量不符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆厚度标准H1、第二晶圆厚度标准H2、第三晶圆厚度标准H3，其中，0＜H1＜H2＜H3，当所述缺陷分析模块判定晶圆清洁度合格时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的厚度 h并根据h确定晶圆的厚度是否符合加工要求；

当h＜H1时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度低且不符合晶圆最低加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超薄标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位。；

当H1≤h＜H2时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第一加工标准；

当H2≤h＜H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第二加工标准；

当h≥H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度高且不符合晶圆最高加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超高标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反打磨仓位。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有晶圆厚度差程标准ΔH，其中，0＜ΔH ＜15mm,当所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格时，所述缺陷分析模块根据晶圆厚度h计算晶圆厚度差程标准ΔH并所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的高低差程Δh，所述缺陷分析模块将Δh与ΔH进行比对用以确定晶圆的高低差程是否符合加工要求；

当Δh＜ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合加工要求；

当Δh≥ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合加工要求；

所述缺陷分析模块计算ΔH的计算方法设定为：ΔH＝ΔHj×h/Hj，其中，Δ Hj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度差程标准，Hj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度标准，j＝1，2。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有第一高低差程距离标准L1和第二超低差程距离标准L2，其中，0＜L1＜L2＜20mm,当所述缺陷分析模块晶圆高低差程不符合加工要求时，所述缺陷分析模块根据晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置距离l判断晶圆是否符合最小晶圆使用单元加工要求；

当l＜L1时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程低于最小晶圆使用单元并且晶圆存在高低差缺陷，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻差程超标标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位；

当L1≤l＜L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测与晶圆最小高度数据位置距离预设尺寸距离的位置的晶圆高度数据以对晶圆能否使用进行判断；

当l＞L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程标准并且晶圆高低差缺陷不影响最小晶圆使用单元的加工良率，所述缺陷分析模块判定晶圆符合最小晶圆使用单元加工要求。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有晶圆高低差程重判标准ΔHb,其中，Δ Hb＞0，当所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置连线方向与最小数据ha所在位置距离预设尺寸距离的位置的晶圆高度数据hb，所述缺陷分析模块根据ha与hb的差值Δhb确定对晶圆能否使用，设定Δhb＝∣ha-hb∣

当Δhb＜ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合重判标准且晶圆有条件进行使用；

当Δhb≥ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合重判标准且晶圆高低差程激增，所述缺陷分析模块判定晶圆无法使用；

当所述缺陷分析模块判定晶圆无法使用时，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻差程超标标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位。

进一步地，所述缺陷分析模块设置有第一加工厚度仓位和第二加工厚度，当所述缺陷分析模块判定晶圆不存在使用缺陷时，所述缺陷分析模块根据该晶圆的厚度h对应的加工标准控制所述传送模块将晶圆传送至对应的加工厚度仓位。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选，通过物理仓位不同以及晶圆表面标记，有效的保证了检测后的晶圆能够与未检测晶圆具有明显的区别，保证了本发明能够有效区分检测后的晶圆与未检测的晶圆。

进一步地，本发明通过设置标记模块在检测前对晶圆打刻定位标记以及晶圆识别标记，能够在需要重新对晶圆进行检测时按定位位置对晶圆的指定位置进行重复检测，有效的保证了本发明的晶圆能够重新检验前次检测位置的检测项目，有效的实现了重复检测，在实际应用中能够对加工腐蚀量、研磨量进行有效的识别，从而有效的指导生产。

进一步地，本发明尺寸检测模块的检测路径设置为晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上进行检测，由于晶圆为圆形薄片结构，同时，加工晶圆多采用线切割等机械切削方式，晶圆表面的平整度受加工影响较为突出，并且晶圆放置时可任意旋转角度放置，其在未定位打刻标记前无法逐一区分加工方向，本发明采用通过圆心并相互垂直的两条的直径方向，能够保证至少有一条尺寸检测路径与加工切削进给方向相交，从而有效的保证了本发明的尺寸检测数据能够有效的代表晶圆表面的平整度，从而，本发明所述系统能够有效地对晶圆的表面平整度进行缺陷检测。

进一步地，本发明设置有视觉检测模块对晶圆表面的清洁程度进行检测，并且本发明缺陷检测台设置有吹风装置对符合清洁标准的晶圆表面进行吹风清洁，有效的保证了本发明所述系统能够有效的检测晶圆外表面的清洁程度识别晶圆外观缺陷，同时由于采用吹风模块对晶圆进行吹风清洁，避免了浮尘对晶圆检测中颗粒数量的误判，避免了环境颗粒度较高对晶圆清洁程度判定的影响而造成大量晶圆需重复清洗造成的工时和加工浪费，有效的提升了本发明晶圆缺陷检测的效率。

进一步地，本发明设置有尺寸检测模块对晶圆的厚度以及晶圆表面高低差进行检测，能够有效的识别厚度不符合加工要求的晶圆片，同时设置有不同厚度晶圆片的分选标准以及设置有对应厚度标准的晶圆存储仓位，有效的保证了本发明所述系统能够有效的将厚度有缺陷的晶圆进行筛选和打刻标志进行识别，通过设置有报废仓位和不同厚度标准仓位进行分别存储，从物理上隔绝缺陷晶圆与合格晶圆，有效的保证了本发明能够有效区分检测后的晶圆与未检测的晶圆。

进一步地，本发明通过设置有晶圆高低差程重判标准对判定晶圆高低差程符合差程重测标准的晶圆进行进一步测定，通过设定一个预设的检测距离进行检测，优先的，预设检测距离可设置为对划伤类高低差超程进行识别的预设微距检测距离，也可以设置为在一个最小晶圆使用单元的预设标准检测距离，从而实现不同的缺陷检测目的，进一步有效的提升了本发明所述系统对晶圆缺陷的检测的缺陷识别程度。

附图说明

图1为本发明半导体晶圆缺陷检测系统的结构示意图；

图2为本发明半导体晶圆打刻标记的示意图；

图3为本发明半导体晶圆厚度检测路径设置示意图；

图4为本发明半导体晶圆高低差程重测的检测点示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为半导体晶圆缺陷检测系统的结构示意图，本发明提供一种半导体晶圆缺陷检测系统，包括：

缺陷检测台，设置在缺陷检测区，其为平面结构，用以作为晶圆检测的承载平面以使晶圆处于检测状态；

传送模块，其用以将需检测的晶圆传送至所述缺陷检测台进行检测并将检测完毕的晶圆传送至与晶圆检测标准对应的存储位置进行存储；

存储仓模块，其与所述传送模块相连，用以为检测完毕的晶圆提供符合其检测标准的存储仓位，所述存储仓模块包括若干存储仓位；

定位模块，其与所述缺陷检测台相连，用以对初次待检测晶圆定位和对非初次待检测晶圆进行定位识别；

视觉检测模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以通过图像识别对晶圆表面进行缺陷识别；

尺寸检测模块，其与设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以测定晶圆的厚度、和晶圆表面的高度以及晶圆表面的高度差；

标记模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以为初次待检测晶圆打刻定位标记以及在晶圆检测后打刻检测结果标记；

缺陷分析模块，其分别与所述传送模块、所述存储仓模块、所述定位模块、所述视觉检测模块、所述尺寸检测模块和所述标记模块相连，用以通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选。

本发明通过通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选，通过物理仓位不同以及晶圆表面标记，有效的保证了检测后的晶圆能够与未检测晶圆具有明显的区别，保证了本发明能够有效区分检测后的晶圆与未检测的晶圆。

具体而言，所述传送模块包括：

晶圆分片装置，其设置在所述传送模块的前端，用以将待检测晶圆按检测要求分装放置在晶圆待检区的指定位置；

传送装置，其分别与所述晶圆分片装置、所述定位模块和所述存储仓模块相连，用以将晶圆在所述晶圆待检区、所述缺陷检测区与所述存储仓位之间进行传送；

预吹风装置，其设置在所述晶圆待检区，用以对待检测晶圆进行吹风以使去除晶圆表面的浮尘及水液。

请参阅图2所示，其为本发明半导体晶圆打刻标记的示意图，所述标记模块包括用以对初次待检测晶圆进行打刻定位标记的定位标记打刻模块和用以标记晶圆检测状态的检测标记打刻模块；

所述定位标记包括主定位标记11、辅助定位标记12和晶圆识别标记2，所述定位标记设置在晶圆非使用区域中，所述定位标记设置为非可擦除标记，包括物理刻蚀标记、化学反应形成的标记和具有预设粘接强度的粘贴标记；

所述晶圆识别标记2根据晶圆非使用区域的大小可适应性设置为二维码标记、条形码标记或字符串标记。

所述晶圆检测状态包括合格晶圆、反清洗晶圆、返腐蚀晶圆、片厚过薄晶圆、表面部分超差晶圆和报废晶圆。

本发明通过设置标记模块在检测前对晶圆打刻定位标记以及晶圆识别标记，能够在需要重新对晶圆进行检测时按定位位置对晶圆的指定位置进行重复检测，有效的保证了本发明的晶圆能够重新检验前次检测位置的检测项目，有效的实现了重复检测，在实际应用中能够对加工腐蚀量、研磨量进行有效的识别，从而有效的指导生产。

请参阅图3所示，其为本发明半导体晶圆厚度检测路径设置示意图，所述尺寸检测模块的厚度检测路径设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向3上晶圆的厚度，厚度检测完成时，生成若干晶圆厚度数据，设定晶圆厚度为若干晶圆厚度数据的平均值；

所述尺寸检测模块的高低差程检测方式设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上晶圆的表面高度，高低差程检测完成时，生成若干晶圆高度数据，设定晶圆高低差程为若干晶圆高度数据中最大数据与最小数据的差值。

本发明尺寸检测模块的检测路径设置为晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上进行检测，由于晶圆为圆形薄片结构，同时，加工晶圆多采用线切割等机械切削方式，晶圆表面的平整度受加工影响较为突出，并且晶圆放置时可任意旋转角度放置，其在未定位打刻标记前无法逐一区分加工方向，本发明采用通过圆心并相互垂直的两条的直径方向，能够保证至少有一条尺寸检测路径与加工切削进给方向相交，从而有效的保证了本发明的尺寸检测数据能够有效的代表晶圆表面的平整度，从而，本发明所述系统能够有效地对晶圆的表面平整度进行缺陷检测。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆清洁标准A1和第二晶圆清洁标准A2，其中，0＜A1＜A2≤20，当所述缺陷检测台载有待检测的晶圆时，所述缺陷分析模块控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别并根据识别的晶圆表面图像中的颗粒数量a1对晶圆的表面清洁度进行判定，

当a1＜A1时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当A1≤a1＜A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合标准，所述缺陷分析模块控制所述缺陷检测台的吹风装置对晶圆表面进行吹风清洁；

当a1≥A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆吹风颗粒值标准A01和第二晶圆吹风颗粒值标准A02、第一晶圆吹风强度调整系数α1、第二晶圆吹风强度调整系数α2和第三晶圆吹风强度调整系数α3，其中，A1＜A01＜A02＜A2，0.7＜α1＜1≤α2＜1.2＜α3＜1.8，当所述缺陷分析模块判定对晶圆表面进行吹风清洁时，所述缺陷分析模块根据晶圆的颗粒数量a1确定针对晶圆的吹风强度的调整方式，

当a1＜A01时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差少，所述缺陷分析模块采用第一晶圆吹风强度调整系数α1调整所述吹风装置的风机转速；

当A01≤a1＜A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差符合标准，所述缺陷分析模块采用第二晶圆吹风强度调整系数α2调整所述吹风装置的风机转速；

当a1≥A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差多，所述缺陷分析模块采用第三晶圆吹风强度调整系数α3调整所述吹风装置的风机转速；

所述缺陷分析模块判定采用第i晶圆吹风强度调整系数αi调整所述吹风装置的风机转速时，所述缺陷分析模块将调整后的风机转速记为Va’,设定Va’＝Va0 ×αi，其中，1＝1,2,3，Va0为调整前的风机转速。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有颗粒数复测清洁指标A3，其中，A3＞0，当所述风机按所述缺陷分析模块调整后的吹风转速对晶圆表面进行吹风时，所述缺陷分析模块在晶圆完成吹风后重新控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别以根据晶圆的晶圆识别标记从所述缺陷分析模块调取晶圆前次颗粒数量 a1并根据所述视觉检测模块本次对晶圆表面进行图像识别检测到的图像中的颗粒数量a2确定晶圆是否符合清洁度标准，其中，A3＝a1×β0，β0为吹风有效系数，0.3＜β0＜0.6；

当a2＜A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当a2≥A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量不符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

本发明设置有视觉检测模块对晶圆表面的清洁程度进行检测，并且本发明缺陷检测台设置有吹风装置对符合清洁标准的晶圆表面进行吹风清洁，有效的保证了本发明所述系统能够有效的检测晶圆外表面的清洁程度识别晶圆外观缺陷，同时由于采用吹风模块对晶圆进行吹风清洁，避免了浮尘对晶圆检测中颗粒数量的误判，避免了环境颗粒度较高对晶圆清洁程度判定的影响而造成大量晶圆需重复清洗造成的工时和加工浪费，有效的提升了本发明晶圆缺陷检测的效率。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆厚度标准H1、第二晶圆厚度标准H2、第三晶圆厚度标准H3，其中，0＜H1＜H2＜H3，当所述缺陷分析模块判定晶圆清洁度合格时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的厚度 h并根据h确定晶圆的厚度是否符合加工要求；

当h＜H1时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度低且不符合晶圆最低加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超薄标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位。；

当H1≤h＜H2时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第一加工标准；

当H2≤h＜H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第二加工标准；

当h≥H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度高且不符合晶圆最高加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超高标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反打磨仓位。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有晶圆厚度差程标准ΔH，其中，0＜ΔH ＜15mm,当所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格时，所述缺陷分析模块根据晶圆厚度h计算晶圆厚度差程标准ΔH并所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的高低差程Δh，所述缺陷分析模块将Δh与ΔH进行比对用以确定晶圆的高低差程是否符合加工要求；

当Δh＜ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合加工要求；

当Δh≥ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合加工要求；

所述缺陷分析模块计算ΔH的计算方法设定为：ΔH＝ΔHj×h/Hj，其中，Δ Hj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度差程标准，Hj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度标准，j＝1，2。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有第一高低差程距离标准L1和第二超低差程距离标准L2，其中，0＜L1＜L2＜20mm,当所述缺陷分析模块晶圆高低差程不符合加工要求时，所述缺陷分析模块根据晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置距离l判断晶圆是否符合最小晶圆使用单元加工要求；

当l＜L1时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程低于最小晶圆使用单元并且晶圆存在高低差缺陷，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻差程超标标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位；

当L1≤l＜L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测与晶圆最小高度数据位置距离预设尺寸距离的位置的晶圆高度数据以对晶圆能否使用进行判断；

当l＞L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程标准并且晶圆高低差缺陷不影响最小晶圆使用单元的加工良率，所述缺陷分析模块判定晶圆符合最小晶圆使用单元加工要求。

本发明设置有尺寸检测模块对晶圆的厚度以及晶圆表面高低差进行检测，能够有效的识别厚度不符合加工要求的晶圆片，同时设置有不同厚度晶圆片的分选标准以及设置有对应厚度标准的晶圆存储仓位，有效的保证了本发明所述系统能够有效的将厚度有缺陷的晶圆进行筛选和打刻标志进行识别，通过设置有报废仓位和不同厚度标准仓位进行分别存储，从物理上隔绝缺陷晶圆与合格晶圆，有效的保证了本发明能够有效区分检测后的晶圆与未检测的晶圆。

请参阅图4所示，其为本发明半导体晶圆高低差程重测的检测点示意图，所述缺陷分析模块设置有晶圆高低差程重判标准ΔHb,其中，ΔHb＞0，当所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置连线方向与最小数据ha所在位置4距离预设尺寸距离5的位置6的晶圆高度数据hb，所述缺陷分析模块根据ha与hb的差值Δhb确定对晶圆能否使用，设定Δhb＝∣ ha-hb∣

当Δhb＜ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合重判标准且晶圆有条件进行使用；

当Δhb≥ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合重判标准且晶圆高低差程激增，所述缺陷分析模块判定晶圆无法使用；

当所述缺陷分析模块判定晶圆无法使用时，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻差程超标标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位。

本发明通过设置有晶圆高低差程重判标准对判定晶圆高低差程符合差程重测标准的晶圆进行进一步测定，通过设定一个预设的检测距离进行检测，优先的，预设检测距离可设置为对划伤类高低差超程进行识别的预设微距检测距离，也可以设置为在一个最小晶圆使用单元的预设标准检测距离，从而实现不同的缺陷检测目的，进一步有效的提升了本发明所述系统对晶圆缺陷的检测的缺陷识别程度。

具体而言，所述缺陷分析模块设置有第一加工厚度仓位和第二加工厚度，当所述缺陷分析模块判定晶圆不存在使用缺陷时，所述缺陷分析模块根据该晶圆的厚度h对应的加工标准控制所述传送模块将晶圆传送至对应的加工厚度仓位。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，包括：

缺陷检测台，设置在缺陷检测区，其为平面结构，用以作为晶圆检测的承载平面以使晶圆处于检测状态；

传送模块，其用以将需检测的晶圆传送至所述缺陷检测台进行检测并将检测完毕的晶圆传送至与晶圆检测标准对应的存储位置进行存储；

存储仓模块，其与所述传送模块相连，用以为检测完毕的晶圆提供符合其检测标准的存储仓位，所述存储仓模块包括若干存储仓位；

定位模块，其与所述缺陷检测台相连，用以对初次待检测晶圆定位和对非初次待检测晶圆进行定位识别；

视觉检测模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以通过图像识别对晶圆表面进行缺陷识别；

尺寸检测模块，其与设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以测定晶圆的厚度、和晶圆表面的高度以及晶圆表面的高度差；

标记模块，其设置在所述缺陷检测区并与所述定位模块相连，用以为初次待检测晶圆打刻定位标记以及在晶圆检测后打刻检测结果标记；

缺陷分析模块，其分别与所述传送模块、所述存储仓模块、所述定位模块、所述视觉检测模块、所述尺寸检测模块和所述标记模块相连，用以通过检测晶圆表面的颗粒数据、晶圆厚度数据以及晶圆表面的高度数据对晶圆是否能够使用进行判断，在判定晶圆不符合使用标准时，通过依次控制所述标记模块对晶圆进行缺陷标记并控制所述传送模块将标记完成的晶圆传送至对应的所述存储仓位以完成对晶圆的缺陷检测和分选。

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述标记模块包括用以对初次待检测晶圆进行打刻定位标记的定位标记打刻模块和用以标记晶圆检测状态的检测标记打刻模块；所述定位标记包括主定位标记、辅助定位标记和晶圆识别标记，所述定位标记设置在晶圆非使用区域中；

所述传送模块包括：

晶圆分片装置，其设置在所述传送模块的前端，用以将待检测晶圆按检测要求分装放置在晶圆待检区的指定位置；

传送装置，其分别与所述晶圆分片装置、所述定位模块和所述存储仓模块相连，用以将晶圆在所述晶圆待检区、所述缺陷检测区与所述存储仓位之间进行传送；

预吹风装置，其设置在所述晶圆待检区，用以对待检测晶圆进行吹风以使去除晶圆表面的浮尘及水液。

3.根据权利要求2所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述尺寸检测模块的厚度检测路径设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上晶圆的厚度，厚度检测完成时，生成若干晶圆厚度数据，设定晶圆厚度为若干晶圆厚度数据的平均值；

所述尺寸检测模块的高低差程检测方式设置为检测通过晶圆圆心的两条相互垂直的直径方向上晶圆的表面高度，高低差程检测完成时，生成若干晶圆高度数据，设定晶圆高低差程为若干晶圆高度数据中最大数据与最小数据的差值。

4.根据权利要求3所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆清洁标准A1和第二晶圆清洁标准A2，其中，0＜A1＜A2≤20，当所述缺陷检测台载有待检测的晶圆时，所述缺陷分析模块控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别并根据识别的晶圆表面图像中的颗粒数量a1对晶圆的表面清洁度进行判定，

当a1＜A1时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当A1≤a1＜A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合标准，所述缺陷分析模块控制所述缺陷检测台的吹风装置对晶圆表面进行吹风清洁；

当a1≥A2时，所述缺陷分析模块判定颗粒数量不符合符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

5.根据权利要求4所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆吹风颗粒值标准A01和第二晶圆吹风颗粒值标准A02、第一晶圆吹风强度调整系数α1、第二晶圆吹风强度调整系数α2和第三晶圆吹风强度调整系数α3，其中，A1＜A01＜A02＜A2，0.7＜α1＜1≤α2＜1.2＜α3＜1.8，当所述缺陷分析模块判定对晶圆表面进行吹风清洁时，所述缺陷分析模块根据晶圆的颗粒数量a1确定针对晶圆的吹风强度的调整方式，

当a1＜A01时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差少，所述缺陷分析模块采用第一晶圆吹风强度调整系数α1调整所述吹风装置的风机转速；

当A01≤a1＜A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差符合标准，所述缺陷分析模块采用第二晶圆吹风强度调整系数α2调整所述吹风装置的风机转速；

当a1≥A02时，所述缺陷分析模块判定晶圆颗粒数超差多，所述缺陷分析模块采用第三晶圆吹风强度调整系数α3调整所述吹风装置的风机转速；

所述缺陷分析模块判定采用第i晶圆吹风强度调整系数αi调整所述吹风装置的风机转速时，所述缺陷分析模块将调整后的风机转速记为Va’,设定Va’＝Va0×αi，其中，1＝1,2,3，Va0为调整前的风机转速。

6.根据权利要求5所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有颗粒数复测清洁指标A3，其中，A3＞0，当所述风机按所述缺陷分析模块调整后的吹风转速对晶圆表面进行吹风时，所述缺陷分析模块在晶圆完成吹风后重新控制所述视觉检测模块对晶圆表面进行图像识别以根据晶圆的晶圆识别标记从所述缺陷分析模块调取晶圆前次颗粒数量a1并根据所述视觉检测模块本次对晶圆表面进行图像识别检测到的图像中的颗粒数量a2确定晶圆是否符合清洁度标准，其中，A3＝a1×β0，β0为吹风有效系数，0.3＜β0＜0.6；

当a2＜A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量符合标准且晶圆清洁度合格；

当a2≥A3时，所述缺陷分析模块判定晶圆复测颗粒数量不符合标准且晶圆清洁度差需要进行反清洗，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻反清洗标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反清洗仓位。

7.根据权利要求6所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有第一晶圆厚度标准H1、第二晶圆厚度标准H2、第三晶圆厚度标准H3，其中，0＜H1＜H2＜H3，当所述缺陷分析模块判定晶圆清洁度合格时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的厚度h并根据h确定晶圆的厚度是否符合加工要求；

当h＜H1时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度低且不符合晶圆最低加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超薄标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位。；

当H1≤h＜H2时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第一加工标准；

当H2≤h＜H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格且晶圆厚度符合第二加工标准；

当h≥H3时，所述缺陷分析模块判定晶圆厚度高且不符合晶圆最高加工要求，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻厚度超高标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆反打磨仓位。

8.根据权利要求7所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有晶圆厚度差程标准ΔH，其中，0＜ΔH＜15mm,当所述缺陷分析模块判定晶圆厚度合格时，所述缺陷分析模块根据晶圆厚度h计算晶圆厚度差程标准ΔH并所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆的高低差程Δh，所述缺陷分析模块将Δh与ΔH进行比对用以确定晶圆的高低差程是否符合加工要求；

当Δh＜ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合加工要求；

当Δh≥ΔH时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合加工要求；

所述缺陷分析模块计算ΔH的计算方法设定为：ΔH＝ΔHj×h/Hj，其中，ΔHj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度差程标准，Hj为预设定第j加工标准对应的第j晶圆厚度标准，j＝1，2。

9.根据权利要求8所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有第一高低差程距离标准L1和第二超低差程距离标准L2，其中，0＜L1＜L2＜20mm,当所述缺陷分析模块晶圆高低差程不符合加工要求时，所述缺陷分析模块根据晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置距离l判断晶圆是否符合最小晶圆使用单元加工要求；

当l＜L1时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程低于最小晶圆使用单元并且晶圆存在高低差缺陷，所述缺陷分析模块控制所述检测标记打刻模块对晶圆打刻差程超标标志并控制传送模块将晶圆传送至所述存储仓模块的晶圆报废仓位；

当L1≤l＜L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测与晶圆最小高度数据位置距离预设尺寸距离的位置的晶圆高度数据以对晶圆能否使用进行判断；

当l＞L2时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程标准并且晶圆高低差缺陷不影响最小晶圆使用单元的加工良率，所述缺陷分析模块判定晶圆符合最小晶圆使用单元加工要求。

10.根据权利要求9所述的半导体晶圆缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷分析模块设置有晶圆高低差程重判标准ΔHb,其中，ΔHb＞0，当所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合差程重测标准时，所述缺陷分析模块控制所述尺寸检测模块检测晶圆高度数据中最大数据与最小数据对应在晶圆的位置连线方向与最小数据ha所在位置距离预设尺寸距离的位置的晶圆高度数据hb，所述缺陷分析模块根据ha与hb的差值Δhb确定对晶圆能否使用，设定Δhb＝∣ha-hb∣

当Δhb＜ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程符合重判标准且晶圆有条件进行使用；

当Δhb≥ΔHb时，所述缺陷分析模块判定晶圆高低差程不符合重判标准且晶圆高低差程激增，所述缺陷分析模块判定晶圆无法使用。

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