CN115266758A - 晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请揭露了晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质。该系统包括：激光发生器、光线传输通道、光线检测信道以及运动平台；运动平台上放置有待检测晶圆；光线传输通道上设有显微物镜；激光发生器的激光传递轨迹与待检测晶圆表面相交，使得激光反射和/或散射到光线传输通道中形成待检测光线；光线检测信道包含的辅助对焦信道、外观缺陷检测信道和光谱信号强度检测信道分别与光线传输通道连通，使得待检测光线能够分别进入光线检测信道包含的各个信道中进行检测。本申请方案能够解决高倍率显微镜检测视野小而导致检测效率低的问题，同时能够检测得到待检测晶圆上的缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型，有利于提升晶圆的生产质量。

Description

晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及晶圆检测技术领域，尤其涉及晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质。
背景技术
晶圆在生产过程中容易造成破损、隐裂、划伤等各种缺陷，特别是凹坑、凸起、隐裂等缺陷属于非常难以检测的缺陷，目前解决此问题的方法是引入激光光源实现相关的缺陷检测。激光具有亮度高、准直性好，单色性好等特征，这些优秀的性能也是激光能够应用在半导体检测领域的主要原因，有助于提高激光检测精度和速度。
现有技术中，提出了对光学元件亚表面缺陷进行检测的装置，包括显微镜、精密位移平台、与显微镜连接的图像数据处理单元以及在图像数据处理单元上连接的激光位移传感器，采用光学显微镜和激光位移传感器进行亚表面缺陷的测量，能够获得亚表面缺陷深度和不同深度下的亚表面缺陷形貌，实现了对不同深度下亚表面缺陷形貌的观测和深度的精确测量。
晶圆的外观缺陷一般尺寸非常的小，大部分处于亚微米级。虽然通过高倍率显微镜可以进行识别，但是使用高倍率显微镜会导致检测视野非常小，进而导致检测效率低下，难以形成规模化的检测，降低晶圆的生产效率和生产质量。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质，该晶圆检测系统，能够解决高倍率显微镜检测视野小而导致检测效率低的问题，提升晶圆检测效率，同时能够检测得到待检测晶圆上的缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型，有利于指导晶圆制造工艺流程的优化，提升晶圆的生产质量。
本申请第一方面提供一种晶圆检测系统，包括：
激光发生器、光线传输通道、光线检测信道以及运动平台；运动平台上放置有待检测晶圆；光线传输通道靠近待检测晶圆的一端设有显微物镜；激光发生器的激光传递轨迹与待检测晶圆的表面相交，使得待检测晶圆能够将激光反射和/或散射到显微物镜中，经过显微物镜在光线传输通道中形成待检测光线；光线检测信道包括辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道；辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道分别与光线传输通道连通，使得待检测光线能够分别进入辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道中进行检测。
在一种实施例中，激光发生器包括第一激光器以及第二激光器；第一激光器为用于明场照明的激光器，第二激光器为用于暗场照明的激光器；第一激光器与光线传输通道连通，且第一激光器与光线传输通道的连通位置处设有第一半透半反射镜，使得第一激光器的激光能够通过第一半透半反射镜的反射，经过显微物镜传递至待检测晶圆的表面；第二激光器固定于光线传输通道和待检测晶圆之间的区域中。
在一种实施例中，外观缺陷检测信道包括暗场散射光线检测信道以及明场反射光线检测信道；暗场散射光线检测信道中设有第一光信号传感器，第一光信号传感器的光线输入端处设有第一窄带滤光片；明场反射光线检测信道中设有第二光信号传感器，第二光信号传感器的光线输入端处设有第二窄带滤光片；第一窄带滤光片的滤光波长与第二激光器的激光波长一致；第二窄带滤光片的滤光波长与第一激光器的激光波长一致。
在一种实施例中，光谱信号强度检测信道包括第一光致发光信道、第二光致发光信道和第三光致发光信道；第一光致发光信道设有第三光信号传感器，第三光信号传感器的光线输入端处设有第三窄带滤光片；第二光致发光信道设有第四光信号传感器，第四光信号传感器的光线输入端处设有第四窄带滤光片；第三光致发光信道设有第五光信号传感器，第五光信号传感器的光线输入端处设有第五窄带滤光片；第三窄带滤光片的滤光波长范围为第一波长范围；第四窄带滤光片的滤光波长范围为第二波长范围；第五窄带滤光片的滤光波长范围为第三波长范围；第一波长范围、第二波长范围以及第三波长范围与第一激光器和第二激光器的激光波长均无交集。
在一种实施例中，辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道与光线传输通道的连通位置处均设有第二半透半反射镜。
在一种实施例中，光线检测信道还包括光谱仪信道；光谱仪信道与光线传输通道连通，光谱仪信道用于获取待检测晶圆的光致发光光谱。
本申请第二方面提供一种晶圆检测方法，用于控制如第一方面中任意一项所述的晶圆检测系统对待检测晶圆进行检测，包括：
接收运动平台的扫描轴编码器反馈的扫描位置变更信号；响应于扫描位置变更信号触发辅助对焦信道进行辅助对焦，并且触发外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道进行光信号检测，形成当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息以及光谱信号强度检测信息；接收当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息进行存储；直至待检测晶圆扫描完毕，基于每一扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息形成缺陷分布图；根据缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型。
在一种实施例中，根据缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型之后，还包括：通过光谱仪信道对缺陷分布区域采集光致发光光谱，得到缺陷区域光谱；根据缺陷区域光谱确定缺陷分布区域中光致发光激发的光谱波峰信息，光谱波峰信息包括峰值波长、峰值强度以及波峰个数；根据光谱波峰信息确定缺陷分布区域处的晶圆衬底生长情况。
本申请第三方面提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
本申请第四方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请的晶圆检测系统包括激光发生器、光线传输通道、光线检测信道以及运动平台，激光发生器的激光传递至待检测晶圆的表面后，被待检测晶圆反射和/或散射激光至设置于光线传输通道靠近待检测晶圆的一端的显微物镜之中，经过该显微物镜之后在光线传输通道中形成待检测光线，辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道分别与光线传输通道连通，使得待检测光线能够分别进入辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道中进行检测，从而能够在待检测晶圆的同一检测位置获取得到基于多种检测信道的光学检测信息；由于待检测晶圆放置于运动平台上，运动平台能够带动待检测晶圆进行运动，从而能够改变待检测晶圆的检测位置，对待检测晶圆进行完整扫描检测，提升晶圆检测效率，解决了高倍率显微镜检测视野小而导致检测效率低的问题，同时能够得到待检测晶圆上的缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型，有利于指导晶圆制造工艺流程的优化，提升晶圆的生产质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1是本申请实施例示出的晶圆检测系统的结构示意图；
图2是本申请实施例示出的晶圆检测方法中运动平台的第一扫描路径示意图；
图3是本申请实施例示出的晶圆检测方法中运动平台的第二扫描路径示意图；
图4是本申请实施例示出的晶圆检测方法的流程示意图；
图5是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图描述实施例。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，本申请阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。而且，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。
晶圆在生产过程中容易造成破损、隐裂、划伤等各种缺陷，特别是凹坑、凸起、隐裂等缺陷属于非常难以检测的缺陷，目前解决此问题的方法是引入激光光源实现相关的缺陷检测。激光具有亮度高、准直性好，单色性好等特征，这些优秀的性能也是激光能够应用在半导体检测领域的主要原因，有助于提高激光检测精度和速度。现有技术采用光学显微镜和激光位移传感器进行亚表面缺陷的测量，但是晶圆的外观缺陷一般尺寸非常的小，大部分处于亚微米级。虽然通过高倍率显微镜可以进行识别，但是使用高倍率显微镜会导致检测视野非常小，进而导致检测效率低下，难以形成规模化的检测，降低晶圆的生产效率和生产质量。
针对上述问题，本申请实施例提供一种晶圆检测系统，能够解决高倍率显微镜检测视野小而导致检测效率低的问题，提升晶圆检测效率，同时能够检测得到待检测晶圆上的缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型，有利于指导晶圆制造工艺流程的优化，提升晶圆的生产质量。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
图1是本申请实施例示出的晶圆检测系统的结构示意图。
请参阅图1，本申请实施例示出的晶圆检测系统可以包括：
激光发生器、光线传输通道1、光线检测信道2以及运动平台3，其中，激光发生器用于发出激光，由于发出的激光亮度高、准直性好及单色性好，能够有效显现出待检测晶圆上难以检测的缺陷。运动平台3上放置有待检测晶圆4，从而运动平台3能够带动放置于其上的待检测晶圆进行平稳运动，运动平台3通常由伺服驱动直线模组构成，在本申请实施例中，运动平台3可以采用三轴运动精密微调平台或者其他的能够进行小行程微调的运动平台，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。
光线传输通道1靠近待检测晶圆4的一端设有显微物镜11，激光发生器的激光传递轨迹与待检测晶圆4的表面相交，可以理解的是，激光发生器发出的激光可以直接投射在待检测晶圆4的表面，也可以经过例如光束整形等处理之后再投射在待检测晶圆4的表面上，其中，光束整形可以通过透镜组进行实现，在实际应用中，对于激光的处理方式可以是多样的，需根据实际应用情况而进行确定，此处不作唯一限定。而在本申请实施例中，投射在待检测晶圆4的表面的激光需要能够经过待检测晶圆4将激光反射和/或散射到显微物镜11中，因此，需要根据不同的检测需求来设置激光的投射角度，使得反射和/或散射的激光能够经过显微物镜11在光线传输通道1中形成待检测光线。
在本申请实施例中，光线检测信道2包括但不限于辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道，其中，辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道分别与光线传输通道1连通，使得待检测光线能够分别进入辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道中进行检测。
辅助对焦信道21中可以设置有CCD相机，该CCD相机主要用于采集待检测晶圆4的表面图像，通过实时获得的表面图像判断显微物镜11是否对待检测晶圆4准确对焦，以能够调整显微物镜11与待检测晶圆4表面的对焦距离，可以理解的是，为了防止成像畸变，显微物镜11一般会正对待检测晶圆4表面，即是显微物镜11的光轴会垂直于待检测晶圆4。另外，辅助对焦信道21中的CCD相机的表面图像还可以用于快速检测出较明显的颗粒性缺陷、脏污缺陷、划伤缺陷、晶圆凸起缺陷和晶圆凹陷缺陷，检测方式可以是通过人眼检测的方式，也可以通过图像检测的方式进行检测，不作唯一限定，提升晶圆检测效率，起到补充检测的作用，防止缺陷漏测情况的发生。
外观缺陷检测信道则是用于检测一些无法通过人眼进行检测，或者CCD相机的成像精度不足以满足检测的颗粒性缺陷、脏污缺陷、划伤缺陷、晶圆凸起缺陷和晶圆凹陷缺陷。光谱信号强度检测信道则是用于检测评估待检测晶圆4的材料掺杂情况。
本申请的晶圆检测系统包括激光发生器、光线传输通道、光线检测信道以及运动平台，激光发生器的激光传递至待检测晶圆的表面后，被待检测晶圆反射和/或散射激光至设置于光线传输通道靠近待检测晶圆的一端的显微物镜之中，经过该显微物镜之后在光线传输通道中形成待检测光线，辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道分别与光线传输通道连通，使得待检测光线能够分别进入辅助对焦信道、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道中进行检测，从而能够在待检测晶圆的同一检测位置获取得到基于多种检测信道的光学检测信息；由于待检测晶圆放置于运动平台上，运动平台能够带动待检测晶圆进行运动，从而能够改变待检测晶圆的检测位置，对待检测晶圆进行完整扫描检测，提升晶圆检测效率，解决了高倍率显微镜检测视野小而导致检测效率低的问题，同时能够得到待检测晶圆上的缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型，有利于指导晶圆制造工艺流程的优化，提升晶圆的生产质量。
在一些实施例中，激光发生器可以设置有用于明场照明的激光器以及用于暗场照明的激光器，以满足更多的检测场景，也能够进一步提升颗粒性缺陷的检测精度，相应地，外观缺陷检测信道也会设置暗场散射光线检测信道和明场反射光线检测信道来分别对明暗场光线进行检测；另外，光谱信号强度检测信道也会分成三个光致发光信道来分别对不同波长的光信号进行光谱信号强度评估；还会进一步增加光谱仪信道来进行全面性的光谱分析，从而能够同时在晶圆的同一位置上获得充分多种的光学信息，在提升晶圆检测效率的同时，还能够提升晶圆检测精度。
请参阅图1，本申请实施例示出的晶圆检测系统还可以包括：
激光发生器包括第一激光器5以及第二激光器6；第一激光器5为用于明场照明的激光器，第二激光器6为用于暗场照明的激光器，如图1所示，第一激光器5与光线传输通道1连通，在本申请实施例中，第一激光器5与光线传输通道1可以示例性地垂直连通，不作唯一限定。而且第一激光器5与光线传输通道1的连通位置处设有第一半透半反射镜12，使得第一激光器5的激光能够通过第一半透半反射镜12的反射，经过显微物镜11传递至待检测晶圆4的表面，可以理解的是，若第一激光器5与光线传输通道1垂直连通，则第一半透半反射镜12与第一激光器5的激光光线轨迹的夹角可设置为45°。可以理解的是，若在待检测晶圆4上无缺陷存在的位置上，待检测晶圆4对第一激光器5的激光进行全反射，反射后的激光会回到显微物镜11中；若在待检测晶圆4上有缺陷存在的位置上，该缺陷位置无法对第一激光器5的激光进行全反射，因此，第一激光器5的激光无法返回显微物镜11中。因此，在明场照明的条件下，待检测晶圆4的非缺陷区域在图像中会是高灰度值，表现为明亮，而待检测晶圆4的缺陷区域在图像中会是低灰度值，表现为灰暗。在本申请实施例中，第一激光器5的激光波长可以设置为355nm，可以理解的是，第一激光器5的激光波长的设置方式是多样的，需根据实际应用情况确定第一激光器5的激光波长，此处不作唯一限定。
另外，如图1所示，第二激光器6固定于光线传输通道1和待检测晶圆4之间的区域中，可以通过支架对第二激光器6进行固定，也可以通过其他固定方式进行固定，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。第二激光器6的激光光线轨迹需要与待检测晶圆4的表面形成一定的夹角，可以理解的是，若在待检测晶圆4上无缺陷存在的位置上，第二激光器6的激光则会被待检测晶圆4反射，由于显微物镜11并不处于第二激光器6的激光反射路径上，则不会有第二激光器6的激光光线进入显微物镜11；若在待检测晶圆4上有缺陷存在的位置上，那么在缺陷位置处第二激光器6的激光会发生散射，散射的激光会进入到显微物镜11之中。因此，在暗场照明条件下，待检测晶圆4的缺陷区域在图像中会是高灰度值，表现为明亮，而待检测晶圆4的非缺陷区域在图像中会是低灰度值，表现为灰暗。在本申请实施例中，第二激光器6的激光波长可以设置为375nm，可以理解的是，第二激光器6的激光波长的设置方式是多样的，需根据实际应用情况确定第二激光器6的激光波长，此处不作唯一限定。
由于第一激光器5以及第二激光器6的存在，相应地，外观缺陷检测信道包括暗场散射光线检测信道22以及明场反射光线检测信道23，其中，暗场散射光线检测信道22中设有第一光信号传感器，第一光信号传感器的光线输入端处设有第一窄带滤光片，为了消除明场照明的激光以及由于明场照明激光照射而导致待检测晶圆4发生的光致发光的干扰，第一窄带滤光片的滤光波长与第二激光器6的激光波长一致，即是只允许第二激光器6投射到待检测晶圆4表面散射后的激光通过，具体地，第一窄带滤光片的滤光波长可以设置为375nm±5nm。透过第一窄带滤光片的光信号到达第一光信号传感器中进行检测，检测后进行存储记录。暗场散射光线检测信道22主要检测颗粒性缺陷，检测的颗粒缺陷粒径最低能达到0.1μm，能够有效提升检测精度。
另外，明场反射光线检测信道23中设有第二光信号传感器，第二光信号传感器的光线输入端处设有第二窄带滤光片，为了消除暗场照明的激光以及由于明场照明激光照射而导致待检测晶圆4发生的光致发光的干扰，第二窄带滤光片的滤光波长与第一激光器5的激光波长一致，即是只允许第一激光器5投射到待检测晶圆4表面反射后的激光通过，具体地，第二窄带滤光片的滤光波长可以设置为355nm±5nm。透过第二窄带滤光片的光信号到达第二光信号传感器中进行检测，检测后进行存储记录。明场反射光线检测信道23能够检测颗粒性缺陷、脏污缺陷、划伤缺陷、晶圆凸起缺陷和晶圆凹陷缺陷等，检测的缺陷粒径最低能达到0.5μm。
在明场照明的条件下，对待检测晶圆4具有光致发光激发功能，通过波长为355nm的激光可以对待检测晶圆4进行激发并产生荧光，因此可以基于多个通过光谱信号强度检测信道检测到该荧光在不同波长范围内的荧光强度，进而能够将各个荧光强度与不同波长范围内的标准荧光强度进行对照，从而确定荧光强度差异，进而能够判断是否存在荧光不良的情况，如出现荧光强度不足或者荧光强度过强等。
在本申请实施例中，光谱信号强度检测信道包括但不限于第一光致发光信道24、第二光致发光信道25和第三光致发光信道26，其中，第一光致发光信道24设有第三光信号传感器，第三光信号传感器的光线输入端处设有第三窄带滤光片，第三窄带滤光片的滤光波长范围为第一波长范围；第二光致发光信道25设有第四光信号传感器，第四光信号传感器的光线输入端处设有第四窄带滤光片，第四窄带滤光片的滤光波长范围为第二波长范围；第三光致发光信道26设有第五光信号传感器，第五光信号传感器的光线输入端处设有第五窄带滤光片，第五窄带滤光片的滤光波长范围为第三波长范围。特别地，第一波长范围、第二波长范围以及第三波长范围与第一激光器和第二激光器的激光波长均无交集，即是第一激光器和第二激光器的激光波长均不处于第一波长范围、第二波长范围以及第三波长范围之内。具体地，第一波长范围可以设置为380nm-400nm，以获得待检测晶圆4的表面光致发光光谱中，中心波长为390nm的荧光；第二波长范围可以设置为420nm-435nm，以获得待检测晶圆4的表面光致发光光谱中，中心波长为420nm-435nm的荧光；第三波长范围可以设置为420nm-700nm，以获得待检测晶圆4的表面光致发光光谱中，中心波长为420nm-700nm的荧光。通过分析待检测晶圆4的各个中心波长对应的荧光的光谱信号，通过光谱信号的强度评估待检测晶圆4的材料掺杂情况。
在本申请实施例中，第一光信号传感器、第二光信号传感器、第三光信号传感器、第四光信号传感器和第五光信号传感器均可以采用PMT，PMT即是光电倍增管，光电倍增管是具有极高灵敏度和超快时间响应的光探测器件，是可以检测微弱光学信号的光学器件，广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中。可以理解的是，在实际应用中，光信号传感器的选取方式是多样的，需根据实际应用情况选取合适的光学探测器件，此处不作唯一限定。
在本申请实施例中，辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道与光线传输通道1可以示例性地垂直连通，如图1所示，辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道与光线传输通道1的连通位置处均可以设有第二半透半反射镜13，若辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道与光线传输通道1均垂直连通，则第二半透半反射镜13与待检测光线的光线轨迹的夹角可以设置为45°，从而在经过每一个第二半透半反射镜13的反射后，待检测光线能够分别分配到辅助对焦信道21、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道中进行检测。
进一步地，为了全面分析待检测晶圆4的光致发光性能和光致发光参数，在本申请实施例中，光线检测信道2还可以包括光谱仪信道27，光谱仪信道27与光线传输通道1连通，连通方式可以是如图1所示，和外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道与光线传输通道1的连通方式一致，即增加第二半透半反射镜13进行连通，也可以将光谱仪信道27直接连通在光线传输通道1中远离待检测晶圆4的一端上，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。光谱仪信道27用于获取待检测晶圆4的光致发光光谱。光谱仪信道27中设有光谱仪，光谱仪的量程范围为200nm-1700nm，通过光谱仪可以采集到待检测晶圆4光致发光的全部光谱，通过分析该光谱的分布，能够找到每个光致发光激发的峰值波长、峰值强度、半波宽度等详细信息。在本申请实施例中，光谱仪信道27的检测进程可以设置于待检测晶圆4的抽检环节或者设置于待检测晶圆4的复检环节，例如在复检环节中，可以在外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道检测到的缺陷区域中进行更全面数据信息的分析，以能够对晶圆的生产工艺提供指导。
通过设置辅助对焦信道、外观缺陷检测信道、光谱信号强度检测信道以及光谱仪信道，能够同时在晶圆的同一位置上获得充分多种的光学信息，在提升晶圆检测效率的同时，还能够提升晶圆检测精度。
与前述晶圆检测系统的实施例相对应，本申请还提供了一种晶圆检测方法及相应的实施例。图2是本申请实施例示出的晶圆检测方法中运动平台的第一扫描路径示意图，图3是本申请实施例示出的晶圆检测方法中运动平台的第二扫描路径示意图，图4是本申请实施例示出的晶圆检测方法的流程示意图。请参阅图2至图4，本申请实施例示出的晶圆检测方法可以包括：
在步骤401中，接收运动平台的扫描轴编码器反馈的扫描位置变更信号。
在本申请实施例中，可以理解的是，首先，运动平台会复位至扫描初始位置，此时的坐标位置可以设置为（0,0），运动平台的每一扫描轴上均设有扫描轴编码器，每一扫描轴的移动精度达到1μm，每一扫描轴编码器的脉冲信号分辨率也可以达到每个脉冲对应1μm的距离，在扫描的进程中，可以根据所需的预设扫描间距来设置每一扫描轴的扫描移动步长，扫描移动步长即是执行下一次扫描之前扫描轴需要移动的距离值。
示例性的，假设对待检测晶圆的扫描方式为行列式扫描，此时的扫描轴可以定义为X轴和Y轴，即横轴和纵轴，比如此时预设扫描间距为1μm，那么X轴的扫描移动步长为1μm，以及Y轴的扫描移动步长为1μm。X轴或者Y轴每移动一个扫描移动步长，扫描轴编码器就会输出一个脉冲信号，即是扫描位置变更信号。如图2所示，在X轴上每横移一个扫描移动步长，就会输出一个扫描位置变更信号，并且会记录下当前的坐标，若扫描至当前行的末尾位置，可以理解为待检测晶圆的边缘位置，此时Y轴竖直移动一个扫描移动步长，完成换行操作，接着再沿X轴扫描至当前行的末尾位置，如此类推，直至扫描的行数达到预设行数，则说明待检测晶圆扫描完成。
再示例性的，假设对待检测晶圆的扫描方式为螺旋式扫描，此时的扫描轴可以定义为扫描旋转轴，运动平台螺旋式旋转，运动平台每旋转一个扫描移动步长，扫描旋转轴的扫描轴编码器就会输出一个脉冲信号，即是扫描位置变更信号，并且会记录下当前的坐标。如图3所示，在同一个圆形扫描轨道中，若当前的扫描位置的下一个扫描位置会回到起始的扫描位置，那么需要改变旋转半径，使得当前的扫描位置的下一个扫描位置切换至当前圆形扫描轨道的下一个圆形扫描轨道，切换圆形轨道时的切换距离亦为一个扫描移动步长，如此类推，直至扫描的圆形扫描轨道达到预设圈数，则说明待检测晶圆扫描完成。
可以理解的是，以上关于待检测晶圆的扫描方式的描述仅为示例性的，在实际应用中，待检测晶圆的扫描方式还可以是多样的，例如是沿波浪形轨迹进行扫描等等；也可以理解的是，关于行列式扫描和螺旋式扫描的执行方式也是示例性的，在实际应用中，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。
在步骤402中，响应于扫描位置变更信号触发辅助对焦信道进行辅助对焦，并且触发外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道进行光信号检测。
当接收到扫描位置变更信号时，会触发辅助对焦信道通过实时获得的待检测晶圆的表面图像判断显微物镜是否对待检测晶圆准确对焦，以能够调整显微物镜与待检测晶圆表面的对焦距离，确保对焦准确，使得进入光线传输通道的待检测光线清晰可辩，成像不会模糊，以提升检测准确性。进而触发外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道进行光信号检测，形成当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息以及光谱信号强度检测信息。如此类推，使得每一扫描位置都能够采集到对应的外观缺陷检测信息以及光谱信号强度检测信息。
其中，光谱信号强度检测信道进行光信号检测的流程可以是将检测得到的当前扫描位置对应的光谱信号强度（即荧光强度）与标准良品的光谱信号强度做比对，如果比对结果在光谱信号强度容差范围内，则当前扫描位置不存在荧光不良的情况，否则存在荧光不良的情况。其中，光谱信号强度容差范围即是小于或等于标准良品的光谱信号强度容差值，标准良品的光谱信号强度容差值的确定方式可以是，通过晶圆检测系统对标准良品进行扫描检测，确定光谱信号强度检测信道得到的强度最大值和强度最小值，将强度最大值和强度最小值作差得到标准良品的光谱信号强度容差值。
其中，外观缺陷检测信道进行光信号检测的流程可以是，在暗场散射光线检测信道中，若检测得到的激光散射信号存在并且大于设定阈值，则当前扫描位置确定存在颗粒缺陷；在明场反射光线检测信道中，将当前扫描位置的灰度值与标准灰度值进行比对，如果两者的灰度差值的绝对值大于标准灰度值差值n%，n大于零，优选地n可以取值为5，不作唯一限定，则当前扫描位置确定存在颗粒性缺陷、脏污缺陷、划伤缺陷、晶圆凸起缺陷和晶圆凹陷缺陷之中的至少一种。
在步骤403中，接收当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息进行存储。
在接收当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息时，可以将当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息以及光谱信号强度检测信息汇总形成当前扫描位置对应的检测信息数据集，并且以当前扫描位置对应的扫描坐标信息作为数据标签将进行存储，方便之后查找或者调用。如此类推，在扫描完毕时，将会存储有每一扫描位置对应的检测信息数据集。
在步骤404中，直至待检测晶圆扫描完毕，基于每一扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息形成缺陷分布图。
具体地，对存储的每一扫描位置对应的检测信息数据集进行整理，以每个检测信息数据集对应的扫描坐标信息进行排布，可以理解的是，在排布完成之后将会形成待检测晶圆对应的缺陷分布图，提升了晶圆缺陷位置标注的准确度以及直观度，即是能够清晰知道待检测晶圆哪个位置上是有缺陷的。在本申请实施例中，还可以在缺陷分布图上用不同的颜色标注不同的缺陷类型，用颜色深浅标注同一种缺陷的严重程度，示例性的，比如说是灰尘缺陷的话，就可以用黄色标注，如果是划伤则用红色进行标注，若果是划伤面积不大的话则可以用浅红色标注，如果是划伤面积大的话可以用深红色进行标注，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。可以理解的是，缺陷的严重程度可以优选地分为5个程度等级，每递增一个程度等级就加深一档颜色深度，可以理解的是，程度等级的划分数量是多样的，需根据实际应用情况而定，此处不作唯一限定。这样可以直观地显示缺陷的位置和缺陷的严重等级，方便操作人员和工艺人员对晶圆良品率做判断和分析，在生产过程中也可以方便确定后续生产工艺的作业位置，避免后序工艺仍然在缺陷位置作业造成材料成本和人力成本的浪费。
在步骤405中，根据缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型。
可以理解的是，假设缺陷类型是划伤，在明场照明下由于划伤位置改变了光的偏折方向，因此明场下划伤显示为暗色，在暗场下划伤体现为亮色，在光谱信号强度检测信道中由于存在划伤情况，则不会形成荧光，会形成暗缺陷。再假设缺陷类型是凸起类缺陷，在明场下，由于凸起缺陷改变了光的偏折方向，在明场下凸起会显示为暗缺陷，在暗场下由于凸起类缺陷会形成一侧亮一侧暗的特征，类似于光照在山上，迎光的面为亮，背光的面为暗，在光谱信号强度检测信道中由于该处堆料偏多，会导致光谱信号强度强于正常厚度区域，因此形成亮缺陷。再假设该凸起缺陷是颗粒类缺陷，即非因堆料过多而造成的凸起，在明场下，由于凸起缺陷改变了光的偏折方向，在明场下凸起会显示为暗缺陷，在暗场下由于凸起类缺陷会形成一侧亮一侧暗的特征，但是在光谱信号强度检测信道中由于颗粒遮挡了光致发光，所以该处形成暗缺陷。因此，可以通过不同缺陷在不同检测信道中的不同显示特征来进行组合判断，就可以准确判断当前扫描位置的缺陷类型，有利于对缺陷进行准确分类，有利于指导后续产品的准确生产，提升生产效益。
在一些实施例中，根据缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型之后，还可以通过光谱仪信道对缺陷分布区域采集光致发光光谱，得到缺陷区域光谱，根据缺陷区域光谱确定缺陷分布区域中光致发光激发的光谱波峰信息，光谱波峰信息包括峰值波长、峰值强度以及波峰个数，根据光谱波峰信息确定缺陷分布区域处的晶圆衬底生长情况。
与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种执行晶圆检测方法的电子设备及相应的实施例。
图5示出可以实施本申请实施例的晶圆检测方法的电子设备800的硬件配置的框图。如图5所示，电子设备800可以包括处理器810和存储器820。在图5的电子设备800中，仅示出了与本实施例有关的组成元素。因此，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是：电子设备800还可以包括与图5中所示的组成元素不同的常见组成元素。比如：定点运算器。
电子设备800可以对应于具有各种处理功能的计算设备，例如，用于生成神经网络、训练或学习神经网络、将浮点型神经网络量化为定点型神经网络、或者重新训练神经网络的功能。例如，电子设备800可以被实现为各种类型的设备，例如个人计算机（PC）、服务器设备、移动设备等。
处理器810控制电子设备800的所有功能。例如，处理器810通过执行电子设备800上的存储器820中存储的程序，来控制电子设备800的所有功能。处理器810可以由电子设备800中提供的中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、应用处理器(AP)、人工智能处理器芯片（IPU）等来实现。然而，本申请不限于此。
在一些实施例中，处理器810可以包括输入/输出（I/O）单元811和计算单元812。I/O单元811可以用于接收各种数据，例如接收运动平台的扫描轴编码器反馈的扫描位置变更信号。示例性的，计算单元812可以用于基于经由I/O单元811接收的每一扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息形成缺陷分布图，根据缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型。此缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型例如可以由I/O单元811输出。输出数据可以提供给存储器820以供其他设备（未示出）读取使用，也可以直接提供给其他设备使用。
存储器820是用于存储电子设备800中处理的各种数据的硬件。例如，存储器820可以存储电子设备800中的处理过的数据和待处理的数据。存储器820可存储处理器810已处理或要处理的晶圆检测方法过程中涉及的数据。此外，存储器820 可以存储要由电子设备800驱动的应用、驱动程序等。例如：存储器820可以存储与将由处理器810执行的晶圆检测方法有关的各种程序。存储器820可以是DRAM，但是本申请不限于此。存储器820可以包括易失性存储器或非易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)、铁电RAM (FRAM)等。易失性存储器可以包括动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、 PRAM、MRAM、RRAM、铁电RAM(FeRAM)等。在实施例中，存储器820可以包括硬盘驱动器(HDD)、 固态驱动器(SSD)、高密度闪存(CF)、安全数字(SD)卡、微安全数字(Micro-SD)卡、迷你安全数字(Mini-SD)卡、极限数字(xD)卡、高速缓存（caches）或记忆棒中的至少一项。
综上，本说明书实施方式提供的电子设备800的存储器820和处理器810实现的具体功能，可以与本说明书中的前述实施方式相对照解释，并能够达到前述实施方式的技术效果，这里便不再赘述。
在本实施方式中，处理器810可以按任何适当的方式实现。例如，处理器810可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。
应当理解，本申请披露的权利要求、说明书及附图中的可能术语“第一”或“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请披露。如在本申请披露说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
虽然本申请的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本申请而采用的实施例，并非用以限定本申请的范围和应用场景。任何本申请所述技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
还应当理解，本文示例的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备（可移除的）和/或不可移动的）例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性，可移动和不可移动介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

Claims (10)

1.一种晶圆检测系统，其特征在于，包括：
激光发生器、光线传输通道（1）、光线检测信道（2）以及运动平台（3）；
所述运动平台（3）上放置有待检测晶圆（4）；
所述光线传输通道（1）靠近所述待检测晶圆（4）的一端设有显微物镜（11）；
所述激光发生器的激光传递轨迹与所述待检测晶圆（4）的表面相交，使得所述待检测晶圆（4）能够将激光反射和/或散射到所述显微物镜（11）中，经过所述显微物镜（11）在所述光线传输通道（1）中形成待检测光线；
所述光线检测信道（2）包括辅助对焦信道（21）、外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道；
所述辅助对焦信道（21）、所述外观缺陷检测信道以及所述光谱信号强度检测信道分别与所述光线传输通道（1）连通，使得所述待检测光线能够分别进入所述辅助对焦信道（21）、所述外观缺陷检测信道以及所述光谱信号强度检测信道中进行检测。
2.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，
所述激光发生器包括第一激光器（5）以及第二激光器（6）；所述第一激光器（5）为用于明场照明的激光器，所述第二激光器（6）为用于暗场照明的激光器；
所述第一激光器（5）与所述光线传输通道（1）连通，且所述第一激光器（5）与所述光线传输通道（1）的连通位置处设有第一半透半反射镜（12），使得第一激光器（5）的激光能够通过所述第一半透半反射镜（12）的反射，经过所述显微物镜（11）传递至所述待检测晶圆（4）的表面；
所述第二激光器（6）固定于所述光线传输通道（1）和所述待检测晶圆（4）之间的区域中。
3.根据权利要求2所述的晶圆检测系统，其特征在于，
所述外观缺陷检测信道包括暗场散射光线检测信道（22）以及明场反射光线检测信道（23）；
所述暗场散射光线检测信道（22）中设有第一光信号传感器，第一光信号传感器的光线输入端处设有第一窄带滤光片；
所述明场反射光线检测信道（23）中设有第二光信号传感器，第二光信号传感器的光线输入端处设有第二窄带滤光片；
所述第一窄带滤光片的滤光波长与所述第二激光器的激光波长一致；
所述第二窄带滤光片的滤光波长与所述第一激光器的激光波长一致。
4.根据权利要求2所述的晶圆检测系统，其特征在于，
所述光谱信号强度检测信道包括第一光致发光信道（24）、第二光致发光信道（25）和第三光致发光信道（26）；
所述第一光致发光信道（24）设有第三光信号传感器，第三光信号传感器的光线输入端处设有第三窄带滤光片；
所述第二光致发光信道（25）设有第四光信号传感器，第四光信号传感器的光线输入端处设有第四窄带滤光片；
所述第三光致发光信道（26）设有第五光信号传感器，第五光信号传感器的光线输入端处设有第五窄带滤光片；
所述第三窄带滤光片的滤光波长范围为第一波长范围；
所述第四窄带滤光片的滤光波长范围为第二波长范围；
所述第五窄带滤光片的滤光波长范围为第三波长范围；
所述第一波长范围、所述第二波长范围以及所述第三波长范围与所述第一激光器和第二激光器的激光波长均无交集。
5.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，
所述辅助对焦信道（21）、所述外观缺陷检测信道以及所述光谱信号强度检测信道与所述光线传输通道（1）的连通位置处均设有第二半透半反射镜（13）。
6.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，
所述光线检测信道（2）还包括光谱仪信道（27）；
所述光谱仪信道（27）与所述光线传输通道（1）连通，所述光谱仪信道（27）用于获取所述待检测晶圆（4）的光致发光光谱。
7.一种晶圆检测方法，其特征在于，用于控制如权利要求1-6中任意一项所述的晶圆检测系统对待检测晶圆进行检测，包括：
接收运动平台的扫描轴编码器反馈的扫描位置变更信号；
响应于所述扫描位置变更信号触发辅助对焦信道进行辅助对焦，并且触发外观缺陷检测信道以及光谱信号强度检测信道进行光信号检测，形成当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息以及光谱信号强度检测信息；
接收当前扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息进行存储；
直至待检测晶圆扫描完毕，基于每一扫描位置对应的外观缺陷检测信息、光谱信号强度检测信息以及扫描坐标信息形成缺陷分布图；
根据所述缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型。
8.根据权利要求7所述的晶圆检测方法，其特征在于，
所述根据所述缺陷分布图确定缺陷分布区域以及各个缺陷对应的缺陷类型之后，还包括：
通过光谱仪信道对所述缺陷分布区域采集光致发光光谱，得到缺陷区域光谱；
根据所述缺陷区域光谱确定所述缺陷分布区域中光致发光激发的光谱波峰信息，所述光谱波峰信息包括峰值波长、峰值强度以及波峰个数；
根据所述光谱波峰信息确定所述缺陷分布区域处的晶圆衬底生长情况。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求7-8中任一项所述的方法。
10.一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求7-8中任一项所述的方法。
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