CN116413272A - 基片检测系统及基片检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基片检测系统及一种基片检测方法。采用所述基片检测系统或所述基片检测方法，在基片的运动过程中，进行图像数据采集，还确定基片的物理位置，可以利用所述图像数据生成所述基片的表面图像以进行缺陷检测，并根据所述基片的物理位置进行缺陷定位，能够提高缺陷检测效率。

Description

基片检测系统及基片检测方法

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，特别涉及一种基片检测系统和一种基片检测方法。

背景技术

在光刻工艺过程中，为保证光刻图案无缺陷，基片的上表面(或正面)在工件台上需要保持很高的平整度。在将基片吸附在工作台上时，如果基片下表面(或背面)存在一些缺陷(如黏附物和划痕)，可能会影响基片上表面的平整度，平整度的降低会造成曝光图案的缺陷。因此，对基片的下表面(或背面)进行缺陷检测是很有必要的。目前在制作基片如硅晶圆时，常规均进行背面缺陷检测，即针对吸附在工作台上的基片的表面进行检测。

在进行背面缺陷检测时，为了获得缺陷的准确位置，需要对基片的背面进行定位即确定基片背面的几何中心点，称为定心，另外还可确定一个基准方向，称为定向。但是，现有技术需要先单独在预对准台上进行扫描来获得基片背面的位置地图(mapping)，然后再利用光电探测系统进行缺陷扫描，即定位和定向过程和与基片背面缺陷检测过程分离，降低了缺陷检测效率。

发明内容

为了提高缺陷检测效率，本发明提供一种基片检测系统及一种基片检测方法。

一方面，本发明提供一种基片检测系统，包括：

运动结构，带动一基片进入和离开一检测工位；

图像扫描结构，在所述基片的运动过程中扫描所述基片，以采集图像数据；以及，

定位结构，在所述基片的运动过程中，确定所述基片的物理位置。

可选的，所述定位结构包括调焦传感器，在所述基片进入或离开所述调焦传感器的投射光路时，所述调焦传感器的反馈信号发生变化而感测到所述基片的边界点，所述定位结构通过所述调焦传感器的反馈信号变化来确定所述基片的物理位置中边界点的位置。

可选的，所述基片检测系统还包括数据处理结构，所述数据处理结构利用所述图像数据生成所述基片的表面图像并识别缺陷，所述定位结构的输出结果被所述数据处理结构获取以定位缺陷。

可选的，所述定位结构包括两个所述调焦传感器；在所述基片进入所述检测工位的运动过程中，两个所述调焦传感器共感测到所述基片的四个边界点；所述数据处理结构根据获得所述四个边界点的过程中所述基片的运动距离以及两个所述调焦传感器之间的距离，确定所述基片的物理位置中圆心的位置。

可选的，所述基片的边缘具有定位凹槽；所述数据处理结构以所述表面图像中所述基片的圆心和所述定位凹槽的连线方向作为基准方向来定位缺陷。

可选的，在所述基片的运动过程中，所述调焦传感器还检测所述基片的垂向位置，以避免所述基片偏离所述图像扫描结构的成像焦面。

可选的，所述基片检测系统还包括垂向调节执行器，所述垂向调节执行器基于所述调焦传感器检测的所述基片的表面与所述图像扫描结构的成像焦面的偏差，调节所述图像扫描结构和所述基片之间的垂向距离。

可选的，所述运动结构包括与所述基片相对设置的吸盘，所述吸盘上分布着若干气流孔，所述气流孔与排气系统连接。

可选的，所述图像扫描结构包括用于进行明场检测的明场光源、用于进行暗场检测的暗场光源以及用于在明场条件和/或暗场条件下对所述基片的表面进行成像的成像及探测模块。

可选的，所述图像扫描结构在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行暗场检测；或者，所述图像扫描结构在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测和第一暗场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行第二暗场检测，且在同时进行明场检测和第一暗场检测时，明场光源的波段和暗场光源的波段不重叠。

可选的，所述成像及探测模块包括多路探测器，部分所述探测器用于探测明场照明的光斑，部分所述探测器用于探测暗场照明的光斑。

可选的，所述成像及探测模块包括彩色光电探测器，所述彩色光电探测器包括分区排布的多个感光区，相邻所述感光区感测的波段不重叠。

可选的，所述多个感光区包括红色感光区、绿色感光区和蓝色感光区。

可选的，所述明场光源的波段范围为430nm～500nm，所述暗场光源的波段范围为580nm～680nm。

一方面，本发明提供一种基片检测方法，包括：使基片进入并离开一检测工位，其中，在所述基片的运动过程中，扫描所述基片以采集图像数据，并确定所述基片的物理位置。

可选的，在所述基片进入所述检测工位的运动过程中，利用两个调焦传感器共感测所述基片的四个边界点，并根据获得所述四个边界点的过程中所述基片的运动距离以及两个所述调焦传感器的间距，确定所述基片的物理位置中圆心的位置。

可选的，扫描所述基片以采集图像数据的方法包括：

在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行暗场检测；或者，

在所述基片进入所述检测工位的运动过程中同时进行明场检测和第一暗场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行第二暗场检测，且在同时进行明场检测和第一暗场检测时，明场光源的波段和暗场光源的波段不重叠。

可选的，所述第一暗场检测和所述第二暗场检测采用的暗场照明的方位角和/或入射角不同。

可选的，采用一路或多路探测器探测明场光源的光斑，并采用另外的一路或多路探测器探测暗场光源的光斑。

可选的，采用彩色光电探测器探测明场光源和暗场光源的光斑，所述彩色光电探测器包括分区排布的多个感光区，相邻所述感光区感测的波段不重叠。

本发明提供的基片检测系统和基片检测系统在基片的运动过程中，进行图像数据采集，还确定基片的物理位置，可以利用所述图像数据生成所述基片的表面图像以进行缺陷检测，并根据所述基片的物理位置进行缺陷定位，能够提高缺陷检测效率。

附图说明

图1是本发明一实施例的基片检测系统的结构示意图。

图2A是基片存在重力变形时中心区域的成像示意图。

图2B是基片存在重力变形时外围区域的成像示意图。

图3是本发明一实施例的基片检测系统中吸盘的平面示意图。

图4A是采用本发明一实施例的基片检测系统检测基片边界点的示意图。

图4B是采用本发明另一实施例的基片检测系统检测基片边界点的示意图。

图5是本发明一实施例的基片检测系统中明场光源的光路示意图。

图6A是本发明一实施例的基片检测系统中暗场光源的光路示意图。

图6B是本发明另一实施例的基片检测系统中暗场光源的光路示意图。

图7是本发明一实施例的基片检测系统中成像及探测模块的感光面示意图。

图8是本发明一实施例中图像扫描结构和定位结构的示意图。

图9是采用本发明一实施例的基片检测系统进行背面检测的流程图。

附图标记说明：

101-基片检测系统；102-运动结构；102a-吸盘；10-气流孔；103-基片；104-基片出入口；110-数据处理结构；109-调焦传感器；108-垂向调节执行器；106-明场光源；105-暗场光源；107-成像及探测模块；107A、107B、107C、107D、107E-探测器；201-匀速区；202-缺陷。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的基片检测系统及基片检测方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例。

本发明实施例的基片检测系统包括运动结构、图像扫描结构及定位结构，其可在对基片进行缺陷检测的过程中同时确定基片的物理位置，能够提高缺陷检测效率。在图1所示的实施例中，所述基片检测系统的图像扫描结构和定位结构的光路位于所检测的基片表面的下方，即用于对基片的下表面(或背面)进行缺陷检测的过程中同时对基片的下表面(或背面)进行定心操作。但应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的结构被倒置或者以其它不同方式定位(如旋转)，示例性术语“位于……下方”也可以包括“位于……上方”和其它方位关系。当所述基片检测系统的图像扫描结构和定位结构的光路位于基片的上表面(或正面)一侧时，所述基片检测系统也可以在对基片的上表面(或正面)进行缺陷检测的过程中同时对基片上表面(或正面)表面进行定心操作。此处以图1所示方位作为示例进行说明，其中，基片103水平放置，基片检测系统对方位朝下的基片下表面(或背面)进行缺陷检测和定位。基片103例如为硅晶圆(即硅片)。

图1是本发明一实施例的基片检测系统的结构示意图。参照图1，本发明一实施例的基片检测系统101具有运动结构102，所述运动结构102带动所述基片103进入和离开一检测工位，例如夹持或者吸附着基片103运动。所述检测工位指用来检测基片103表面缺陷的检测区域，此处所述检测工位可以包括一检测仓，基片检测系统101的图像扫描结构和定位结构设置在该检测仓内，该检测仓具有基片出入口104。

图2A是基片存在重力变形时中心区域的成像示意图。图2B是基片存在重力变形时外围区域的成像示意图。如图2A和图2B所示，在夹持或者吸附着基片103的边缘进行背面缺陷检测时，由于重力的影响，基片103下表面的中心区域和外围区域不在一个平面上，中心区域的下垂量较大，导致在进行背面缺陷检测时，垂向控制会出现偏差，该偏差会导致成像的焦面定位不准和水平向定位不准。为了解决重力影响的问题，较优选的实施例中，运动结构102除了带动基片103运动之外，还可以对基片103提供向上的吸附力(如图1中箭头所示)，以矫正基片103的重力变形，进而确保缺陷检测的分辨率，提高缺陷的定位精度。

图3是本发明一实施例的运动结构中的吸盘的平面示意图。参照图1和图3，一实施例中，运动结构102包括与基片103相对设置(例如设置于所夹持的基片103上方)的吸盘102a，吸盘102a上分布着若干个气流孔10，这些气流孔10与排气系统连接。气流孔10的分布可以根据具体情况设计。如图3所示，一实施例中，沿吸盘102a的两条相互垂直的直径方向，吸盘102a上均等分布着若干个气流孔10。本发明不限于此，气流孔10也可以采用其它设置方式。通过设置吸盘102a，根据基片103自身的工艺特性，给与不同的吸力分布，以达到检测和定位精度需求的表面平整度。可选方式中，吸盘102a与基片103的上表面留有一定的距离，即进行非接触式吸附。

本发明实施例的基片检测系统101还具有图像扫描结构，所述图像扫描结构在所述基片的运动过程中(例如进入和/或离开检测仓)扫描基片103(此处示例为扫描基片103的下表面)，以采集图像数据。

本发明实施例的基片检测系统101还可具有数据处理结构110，所述数据处理结构110利用所述图像扫描结构采集的图像数据生成基片103的表面图像并识别缺陷。示例的，数据处理结构110在获得基片103的下表面图像即背面图像后，则可通过背面图像中的灰度强度来寻找缺陷，在寻找缺陷时，检测背面图像中各区域的缺陷信号强度，该缺陷信号强度可利用缺陷处的灰度强度与周围灰度强度之间的关系(如差值或比值)来描述。当某区域的缺陷信号强度大于一设定阈值时，该位置可被认为存在缺陷。在一些实施例中，上述数据处理结构110还可以对通过缺陷信号强度得到的缺陷作进一步判别，通过提取缺陷的图像，获取额外的缺陷特征，以辅助判断相应位置是否真实存在缺陷或判断属于何种缺陷。

本发明实施例的基片检测系统101具有定位结构，所述定位结构在基片103的上述运动过程中，确定基片103的物理位置，此处基片103的物理位置可包括基片103的中心点位置或者基片上其它点的位置，如对于圆基片，则其中心点位置为圆心位置。具体的，所述定位结构可包括调焦传感器，以在基片103进入或离开所述调焦传感器的投射光路时，使所述调焦传感器的反馈信号发生变化而感测到所述基片的边界点，所述定位结构通过所述调焦传感器的反馈信号变化来确定基片103的物理位置中边界点的位置。示例的，所述定位结构可包括间隔设置的两个以上的调焦传感器109，在基片103的运动过程中，可采用部分或全部所述调焦传感器109检测基片103的基片，以检测出基片103上的若干个边界点，从而确定基片的物理位置中边界点的位置。数据处理结构110可获取所述定位结构的输出结果以定位缺陷。

调焦传感器109检测基片103的边界点可采用如下方式：调焦传感器109内的光源和照明光路向基片下表面发射投影光斑，调焦传感器109内的探测光路和探测器接收和采集返回光(即测量光斑)，当基片103未移动到调焦传感器109的投射光路即调焦传感器109的投影光斑未打到基片103背面时，无返回光进入相应调焦传感器109的探测器，此时反馈信号记为0；随着基片103的移动，其边界位于调焦传感器109的投射光路上，则调焦传感器109的投影光斑打到了基片103上，在基片103的背面的反射或漫反射的作用下，有返回光进入相应调焦传感器109的探测器，此时反馈信号记为1。

图4A是采用本发明一实施例的基片检测系统检测基片边界点的示意图。参照图4A，一实施例中，所述定位结构包括两个调焦传感器109；在基片103进入所述检测工位的运动过程中，两个调焦传感器109共感测到基片103的四个边界点；所述数据处理结构则可根据获得所述四个边界点的过程中基片103的运动距离以及两个调焦传感器109之间的距离，确定基片103的物理位置中中心点的位置。具体的，在基片103的匀速区201内，设置有两个调焦传感器109，它们具有在匀速区201内的一XY坐标系中的坐标，设置X轴垂直于基片移动方向，Y轴平行与基片移动方向。设定其中调焦传感器A1相对于坐标原点的坐标为(XX1，YY1)，调焦传感器A2相对于所述坐标原点的坐标为(XX2，YY2)。随着基片103的移动(如图4A中箭头方向)，调焦传感器A1先检测到基片103的左边边界，即在t1时刻，基片103的边界点P1先接收到调焦传感器A1的信号从0到1的跳变；随着基片103的移动，在t2时刻(t2晚于t1，相隔时间Δt1，记为t2＝t1+Δt1)，基片103的与P1在一条直线上的边界点P2接收到调焦传感器A1的信号从1到0的跳变；在t3时刻(t3晚于t1，相隔时间Δt2，记为t3＝t1+Δt2)，基片103的边界点P3接收到调焦传感器A2的信号从0到1的跳变；随着基片103的移动，在t4时刻(t4晚于t1，相隔时间Δt3，记为t4＝t1+Δt3)，基片103的与P3在一条直线上的边界点P4接收到调焦传感器A2的信号从1到0的跳变。因而，在匀速区201内，对于P1～P4这四个基片103上的边界点，P1和P2在X轴上的坐标与调焦传感器A1相同，P3和P4在X轴上的坐标与调焦传感器A2相同，P1P2线段的中心点和P3P4线段的中心点连线穿过基片中心点。P1～P4的坐标参数可表示如下：

P1的坐标参数记为(A1，X11，Y11，t1)，其中，X11＝XX1；

P2的坐标参数记为(A1，X12，Y12，t1+Δt1)，其中，X12＝XX1；

P3的坐标参数记为(A2，X21，Y21，t1+Δt2)，其中，X21＝XX2；

P4的坐标参数记为(A2，X22，Y22，t1+Δt3)，其中，X22＝XX2。

一实施例中，在获得P1～P4的过程中，基片103为匀速运动，因而利用上述Δt1、Δt2和Δt3以及匀速运动的速度，可以得到P2、P3及P4与P1在匀速运动方向上的间距，数据处理结构110在获得P1～P4的上述坐标参数后，即可以通过拟合或其它公开的计算中心点的方式获得的基片103的中心点在匀速区201内的XY坐标系中的坐标，作为基片103自身坐标系的原点，缺陷202与该原点之间的距离则可以得到。在获得基片103的背面图像后，可以在该背面图像中标记出P1～P4以及基片中心点，即完成定心操作。本发明不限于此，另一实施例中，也可以在基片103的非匀速运动过程中检测P1～P4四个边界点，该实施例中，基片103在移动过程中，两个时刻之间移动的距离为运动结构102移动的距离，该距离由控制器设定或测量，因而为已知数据，在t1时刻，调焦传感器A1检测到基片103的边界点P1，在t2时刻，调焦传感器A1检测到基片103的边界点P2，并且，根据t1～t2期间的已知的基片移动距离，可以获得P1P2线段和P3P4线段的长度，进而通过拟合或其它公开的计算中心点的方式获得的基片103的中心点在匀速区201内的XY坐标系中的坐标，作为基片103自身坐标系的原点。

图4B是采用本发明另一实施例的基片检测系统检测基片边界点的示意图。参照图4B，另一实施例中，调焦传感器A1和A2的坐标位置与图4A所示的实施例不同，但仍可以用来感测基片103的四个边界点P1～P4，采用与图4A类似的方法完成定心操作，进而可以确定缺陷202处的半径。虽然图4A和图4B所示的实施例采用两个调焦传感器检测基片103的边界点，但在另一些实施例中，也可以设置三个以上的调焦传感器来检测基片103的边界点。

上述定位结构中的至少一个调焦传感器109可用于检测基片103的垂向位置以进行焦面控制。如图1所示，基片检测系统101还可包括一垂向调节执行器108，垂向调节执行器108基于调焦传感器109检测的基片103的下表面与所述图像扫描结构的成像焦面的偏差，调节所述图像扫描结构和基片103之间的垂向距离，目的是使避免基片103偏离所述图像扫描结构的成像焦面。如图1所示，该实施例中，垂向调节执行器108与基片检测系统101中的图像扫描结构和定位结构连接，以调节图像扫描结构和定位结构的垂向高度，使基片103的下表面位于所述图像扫描结构的成像焦面。本发明不限于此，在另外的实施例中，垂向调节执行器108也可以仅调节基片103的垂向位置，或者同时调节图像扫描结构和定位结构以及基片103的垂向位置，使基片103的下表面位于所述图像扫描结构的成像焦面。调焦传感器109检测基片103下表面的方式包括但不限于基于三角测量、色差传感器、白光干涉仪等原理的垂向测量。示例的，调焦传感器109内的光源和照明光路向基片下表面发射投影光斑，调焦传感器109内的探测光路和探测器接收和采集测量光斑，通过对测量光斑的解析给出测量结果，并反馈信号给垂向调节执行器108，垂向调节执行器108带动检测工位内的照明和成像探测组件沿垂向移动，使检测位于最佳焦面。

本发明实施例的基片检测系统101的定位结构中，由于调焦传感器109可以在缺陷检测的运动中进行基片边缘信号判断，并可以定义基片的中心点坐标，不需要提前在预对准台上进行扫描来获得基片背面的位置地图(mapping)，即可在一次扫描过程中，同时实现缺陷检测和中心点的设置，缩短了检测流程，可以提高检测效率。

在一些实施例中，上述数据处理结构110还可以对基片103的表面进行定向，以更准确地对缺陷位置进行描述和定位。具体的，由于通常基片103边缘均设置有定位凹槽(notch)(如图4A和图4B所示的基片103)，所述定位凹槽通常具有特殊几何结构，因而可以通过图像算法寻找到定位凹槽在基片背面图像中的位置。利用该定位凹槽，数据处理结构110在获得基片103的背面图像并根据上述方法确定中心点的位置后，可以进一步结合图像中的定位凹槽的位置，以所述中心点和所述定位凹槽之间的连线方向作为所述背面图像中的基准方向，以便于定位缺陷。一实施例中，数据处理结构110将获取到基片背面的灰度图像通过图像拼接而获得完整基片背面的灰度图像，由于完成基片定心，根据上述定心和定向数据，可以确定基片坐标，基片背面的缺陷的位置可以通过相对于基片背面的中心点和中心点与定位凹槽形成的基准方向定义，示例的，利用该基准方向，可以确定缺陷相对于该基准方向的旋转角度。

以下对基片检测系统101中的图像扫描结构作进一步说明。

具体的，如图1所示，基片检测系统101中的图像扫描结构包括用于进行明场检测的明场光源106、用于进行暗场检测的暗场光源105和用于在明场条件和/或暗场条件下对所述基片的表面进行成像的成像及探测模块107，所述成像及探测模块107通过对基片103的表面进行成像，可采集到相应的图像数据。

图5是本发明一实施例的基片检测系统中明场光源的光路示意图。参照图5，一实施例中，图像扫描结构中的明场光源106包括光源(例如是线光源)和多个微光学元件，所述光源的出射光经过所述多个微光学元件调整，形成多个出射角度，以匹配所述成像及探测模块107的物方非远心，其目的在于获得高的光能利用率以及更好地抑制杂散光。

图6A是本发明一实施例的基片检测系统中暗场光源的光路示意图。图6B是本发明另一实施例的基片检测系统中暗场光源的光路示意图。参照图6A和图6B，优选方案中，相对于单种方位角和单种入射角的暗场光源来说，图像扫描结构中的暗场光源105可增加一种或两种以上的暗场照明的方位角，和/或，增加一种或两种以上的暗场照明的入射角，其目的在于提高工艺适应性，适应检出更多种类的缺陷，以及更好地抑制杂散光。此外，成像及探测模块107可包括多个探测器，如图6B中所示的107A、107B、107C所示。

在一些实施例中，所述成像及探测模块107为单色光电探测器或彩色光电探测器(即RGB光电探测器)。所述成像及探测模块107可采用线阵或面阵的CCD光电探测器或者TDI光电探测器。对于彩色光电探测器，其可包括分区排布的多个感光区(例如包括红色(R)感光区、绿色(G)感光区和蓝色感(B)光区)，相邻所述感光区感测的波段不重叠，则可以同时测量多个波段的光电信号数据。图7是本发明一实施例的基片检测系统中成像及探测模块的感光面示意图。参照图7，示例的，成像及探测模块107为彩色光电探测器，其包括分区域排布的感光区A、感光区B和感光区C，感光区A、感光区B和感光区C分别用于收集红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的光电信号数据(具体例如是阵列或线扫数据)，从而这三个感光区可以同时进行曝光以收集光电信号数据。本发明不限于此，另一实施例中，可以使用分时曝光的方法，在一次扫描过程中顺序收集红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的光电信号数据。

图8是本发明一实施例中图像扫描结构和定位结构的示意图。参照图8，一些实施例中，基片检测系统101的图像扫描结构中，成像及探测模块107包括多路探测器，其中部分探测器(如图8中的探测器107D)用来探测明场照明的光斑，即明场检测使用一路或多路探测器接收，另一部分探测器(如图8中的探测器107E)用来探测暗场照明的光斑，即暗场检测使用另一路或多路探测器接收。明场照明与暗场照明的光斑在检测位置上是隔离开的。明场照明光路和暗场照明光路具有区别，明场照明光路与明场检测光路沿检测光斑对称分布，设置暗场探测光路在暗场照明光路的非镜像对称方向。示例的，所述明场光源的波段范围为430nm～500nm，所述暗场光源的波段范围为580nm～680nm。

本发明实施例还涉及一种基片检测方法，该检测方法可以采用上述实施例描述的基片检测系统对基片表面的缺陷进行检测，其中，在缺陷检测的过程中，可以同时确定基片的物理位置，从而可以提高检测效率。

本发明实施例的基片检测方法包括：使基片进入并离开一检测工位，其中，在所述基片的运动过程中，扫描所述基片以采集图像数据，并确定所述基片的物理位置。

在一些实施例中(可参照图1至图4B)，在所述基片103(如硅晶圆)进入检测工位的运动过程中，利用两个调焦传感器109共感测基片103的四个边界点，并根据获得所述四个边界点的过程中基片103的运动距离以及两个所述调焦传感器103的间距，确定基片103的物理位置中的中心点的位置(如圆基片的圆心位置)。所述基片103的边缘例如具有定位凹槽。所述基片检测方法中，通过获取所述表面图像中基片中心点的位置和所述定位凹槽的位置，可将所述基片中心点和所述定位凹槽之间的连线方向作为基片103上的基准方向。在基片的坐标系中，以基片的中心点为坐标原点，并以所述基准方向作为坐标轴，则可以根据基片上的缺陷在该基片的坐标系中的位置对缺陷进行定位。

在一些实施例中，扫描所述基片以采集图像数据的方法包括：在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行暗场检测。在另一些实施例中，在所述基片进入所述检测工位的运动过程中同时进行明场检测和第一暗场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行第二暗场检测，且在同时进行明场检测和第一暗场检测时，明场光源的波段和暗场光源的波段不重叠。可选的，所述第一暗场检测和所述第二暗场检测采用的暗场照明的方位角和/或入射角不同。

在一些实施例中，采用一路或多路探测器探测明场光源的光斑，并采用另外的一路或多路探测器探测暗场光源的光斑。在另一些实施例中，采用彩色光电探测器探测明场光源和暗场光源的光斑，所述彩色光电探测器包括分区排布的多个感光区，相邻所述感光区感测的波段不重叠。

图9是利用本发明一实施例的基片检测方法进行背面检测的流程图。参照图9，一实施例中，以基片103为硅片为例，采用上述基片表面缺陷方法检测该硅片的背面具体包括以下检测流程：

首先，硅片旋转到位后上片(此处“上片”指利用运动结构102开始进入检测工位)，该步骤中，硅片上片过程中，可通过可选手段(如硅片预对准等)，对硅片的旋转偏差进行控制，将硅片的旋转方位，如定位凹槽(notch)的定位调整至指定的任一位置，目的是避免定位凹槽位置偏移过大；

然后，使硅片沿进入检测工位的方向(称为入仓方向)作水平运动，进入检测工位，利用上述调焦传感器同时进行两个操作，一个操作是硅片水平向坐标获取，获得三个以上的边缘点，并且通过垂向焦面控制使硅片位于成像焦面，另一个操作是执行光学检测1；

接着，使硅片沿离开检测工位的方向(称为出仓方向)作水平运动，离开检测工位，同时执行光学检测2；

最后，进行数据传输与处理，获取缺陷数据，如缺陷的坐标、缺陷分类统计等。

上述检测流程在硅片入仓的同时，进行硅片坐标检测、垂向控制和光学检测1，出仓进行光学检测2，通过一次入仓和出仓过程即完成了缺陷检测以及定位数据的采集，可以缩短检测流程，提交检测效率。

一实施例中，光学检测1单独进行明场检测，光学检测2单独进行暗场检测。即所述图像扫描结构在所述基片入仓过程中进行明场检测，在出仓过程中进行暗场检测。

在另一实施例中，所述图像扫描结构在所述基片入仓过程中同时进行明场检测和暗场检测，在出仓过程中进行暗场检测，且在同时进行明场检测和暗场检测时，明场照明波段和暗场照明波段不重叠。具体的，光学检测1同时进行明场检测和第一暗场检测，光学检测2进行第二暗场检测，明场照明光斑与暗场照明光斑在波段上例如是隔离开的并且分别位于彩色光电探测器的感光波段内，例如明场照明波段为430nm～500nm，在高于500nm的波段截止，而暗场照明波段为580nm～680nm，在低于580nm的波段截止。第一暗场检测利用暗场照明中的一部分照明方位角和入射角，第二暗场检测使用暗场照明中另一部分照明方位角和入射角，以提高对不同种类缺陷的检出。在探测器的接收面上，R、G、B三波段的感光元件可以是分区域排布，每个区域仅对R、G或B波段感光，而对其它波段不感光。可通过区分波段、区分时序或者区分位置等手段，同时进行明场检测和第一暗场检测，以缩短检测流程，提交检测效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (20)

1.一种基片检测系统，其特征在于，包括：

运动结构，带动一基片进入和离开一检测工位；

图像扫描结构，在所述基片的运动过程中扫描所述基片，以采集图像数据；以及，

定位结构，在所述基片的运动过程中，确定所述基片的物理位置。

2.如权利要求1所述的基片检测系统，其特征在于，所述定位结构包括调焦传感器，在所述基片进入或离开所述调焦传感器的投射光路时，所述调焦传感器的反馈信号发生变化而感测到所述基片的边界点，所述定位结构通过所述调焦传感器的反馈信号变化来确定所述基片的物理位置中边界点的位置。

3.如权利要求2所述的基片检测系统，其特征在于，还包括数据处理结构，所述数据处理结构利用所述图像数据生成所述基片的表面图像并识别缺陷，所述定位结构的输出结果被所述数据处理结构获取以定位缺陷。

4.如权利要求3所述的基片检测系统，其特征在于，所述定位结构包括两个所述调焦传感器；在所述基片进入所述检测工位的运动过程中，两个所述调焦传感器共感测到所述基片的四个边界点；所述数据处理结构根据获得所述四个边界点的过程中所述基片的运动距离以及两个所述调焦传感器之间的距离，确定所述基片的物理位置中圆心的位置。

5.如权利要求4所述的基片检测系统，其特征在于，所述基片的边缘具有定位凹槽；所述数据处理结构以所述表面图像中所述基片的圆心和所述定位凹槽的连线方向作为基准方向来定位缺陷。

6.如权利要求2所述的基片检测系统，其特征在于，在所述基片的运动过程中，所述调焦传感器还检测所述基片的垂向位置，以避免所述基片偏离所述图像扫描结构的成像焦面。

7.如权利要求6所述的基片检测系统，其特征在于，还包括：

垂向调节执行器，基于所述调焦传感器检测的所述基片的表面与所述图像扫描结构的成像焦面的偏差，调节所述图像扫描结构和所述基片之间的垂向距离。

8.如权利要求1所述的基片检测系统，其特征在于，所述运动结构包括与所述基片相对设置的吸盘，所述吸盘上分布着若干气流孔，所述气流孔与排气系统连接。

9.如权利要求1所述的基片检测系统，其特征在于，所述图像扫描结构包括用于进行明场检测的明场光源、用于进行暗场检测的暗场光源以及用于在明场条件和/或暗场条件下对所述基片的表面进行成像的成像及探测模块。

10.如权利要求9所述的基片检测系统，其特征在于，所述图像扫描结构在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行暗场检测；或者，所述图像扫描结构在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测和第一暗场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行第二暗场检测，且在同时进行明场检测和第一暗场检测时，明场光源的波段和暗场光源的波段不重叠。

11.如权利要求9所述的基片检测系统，其特征在于，所述成像及探测模块包括多路探测器，部分所述探测器用于探测明场照明的光斑，部分所述探测器用于探测暗场照明的光斑。

12.如权利要求9所述的基片检测系统，其特征在于，所述成像及探测模块包括彩色光电探测器，所述彩色光电探测器包括分区排布的多个感光区，相邻所述感光区感测的波段不重叠。

13.如权利要求12所述的基片检测系统，其特征在于，所述多个感光区包括红色感光区、绿色感光区和蓝色感光区。

14.如权利要求9所述的基片检测系统，其特征在于，所述明场光源的波段范围为430nm～500nm，所述暗场光源的波段范围为580nm～680nm。

15.一种基片检测方法，其特征在于，包括：

使基片进入并离开一检测工位，其中，在所述基片的运动过程中，扫描所述基片以采集图像数据，并确定所述基片的物理位置。

16.如权利要求15所述的基片检测方法，其特征在于，在所述基片进入所述检测工位的运动过程中，利用两个调焦传感器共感测所述基片的四个边界点，并根据获得所述四个边界点的过程中所述基片的运动距离以及两个所述调焦传感器的间距，确定所述基片的物理位置中圆心的位置。

17.如权利要求15所述的基片检测方法，其特征在于，扫描所述基片以采集图像数据的方法包括：

在所述基片进入所述检测工位的运动过程中进行明场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行暗场检测；或者，

在所述基片进入所述检测工位的运动过程中同时进行明场检测和第一暗场检测，在离开所述检测工位的运动过程中进行第二暗场检测，且在同时进行明场检测和第一暗场检测时，明场光源的波段和暗场光源的波段不重叠。

18.如权利要求17所述的基片检测方法，其特征在于，所述第一暗场检测和所述第二暗场检测采用的暗场照明的方位角和/或入射角不同。

19.如权利要求17所述的基片检测方法，其特征在于，采用一路或多路探测器探测明场光源的光斑，并采用另外的一路或多路探测器探测暗场光源的光斑。

20.如权利要求17所述的基片检测方法，其特征在于，采用彩色光电探测器探测明场光源和暗场光源的光斑，所述彩色光电探测器包括分区排布的多个感光区，相邻所述感光区感测的波段不重叠。

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