TW202416425A - 晶圓傳輸系統、晶圓傳輸方法以及缺陷檢測裝置 - Google Patents
晶圓傳輸系統、晶圓傳輸方法以及缺陷檢測裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202416425A TW202416425A TW112122435A TW112122435A TW202416425A TW 202416425 A TW202416425 A TW 202416425A TW 112122435 A TW112122435 A TW 112122435A TW 112122435 A TW112122435 A TW 112122435A TW 202416425 A TW202416425 A TW 202416425A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- wafer
- deviation
- image
- loading
- station
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 51
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 40
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 13
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 12
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 368
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 4
- 101000827703 Homo sapiens Polyphosphoinositide phosphatase Proteins 0.000 description 4
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 4
- 102100023591 Polyphosphoinositide phosphatase Human genes 0.000 description 4
- 101100012902 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) FIG2 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100233916 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) KAR5 gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
本發明提供一種晶圓傳輸系統。所述晶圓傳輸系統包括片庫、機械手、上片偏差檢測模組和上片偏差補償模組；機械手用於從片庫中取出晶圓，並將晶圓傳輸至預定工位；上片偏差檢測模組用於在預定工位處獲取晶圓的上片偏差；上片偏差補償模組基於上片偏差，計算晶圓在機械手和工件台的交接工位的位置偏差，工件台運動至交接工位並基於位置偏差調整位置，機械手將晶圓傳輸至交接工位；或者，上片偏差補償模組基於上片偏差，計算機械手從預定工位到機械手和工件台的交接工位的上片路徑，機械手根據上片路徑運動至交接工位，並將晶圓傳輸至工件台。如此補償晶圓的上片偏差有利於降低成本。本發明還提供一種晶圓傳輸方法和一種缺陷檢測裝置。
Description
本發明涉及半導體設備領域，特別涉及一種晶圓傳輸系統、一種晶圓傳輸方法和一種缺陷檢測裝置。
在半導體積體電路（IC）生產製造中，多種機台的晶圓傳輸都涉及到預對準系統的使用。目前使用比較廣泛的是PU旋轉台預對準系統，該預對準系統對於晶圓的中心位置和缺口位置的檢測需要使晶圓旋轉一周，來獲取晶圓完整的邊緣資訊。雖然如此增加了資料量，但卻未提高資料本身的採集精度，也就無法明顯的提高晶圓預對準的精度，同時也降低了獲得晶圓的中心偏差和缺口旋轉偏差的效率。
目前，在晶圓的生產傳輸過程中，機械手將晶圓從片庫傳輸到工件台之前，需將晶圓傳輸至預對準台進行預對準，現有的傳輸方案需在預對準台完成晶圓的中心偏差和缺口旋轉偏差的補償後，再通過機械手按照既定路徑將晶圓傳遞到位於既定位置的工件台上，如此預對準台需具有對晶圓進行位置補償的功能，增加了成本。
本發明的目的之一是提供一種晶圓傳輸系統，能夠利用現有的工件台或機械手對晶圓的上片偏差（即晶圓的中心偏差和缺口旋轉偏差）進行補償，不需要預定工位（例如為預對準台）具有補償晶圓的上片偏差的功能，從而能夠簡化預對準台的機構複雜程度，有利於降低成本。本發明還提供一種晶圓傳輸方法和一種缺陷檢測裝置。
為了實現上述目的，本發明一方面提供一種晶圓傳輸系統。所述晶圓傳輸系統包括：
片庫，用於存放晶圓；
機械手，用於從所述片庫中取出所述晶圓，並將所述晶圓傳輸至預定工位；
上片偏差檢測模組，用於在所述預定工位處獲取所述晶圓的上片偏差；以及
上片偏差補償模組，基於所述上片偏差，計算所述晶圓在所述機械手和工件台的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置，所述機械手將所述晶圓從所述預定工位傳輸至所述交接工位，所述工件台從所述交接工位運載所述晶圓；或者，所述上片偏差補償模組，基於所述上片偏差，計算所述機械手從所述預定工位到所述機械手和所述工件台的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓傳輸至所述工件台。
較佳的，所述上片偏差檢測模組用於獲取位於所述預定工位上的所述晶圓的第一圖像，且基於所述第一圖像，計算所述晶圓的上片偏差。
較佳的，所述上片偏差檢測模組包括檢測光源和相機，所述檢測光源發出檢測光至位於所述預定工位的所述晶圓，所述相機接收所述晶圓表面的反射光或者散射光得到所述第一圖像。
較佳的，所述上片偏差檢測模組還包括檢測台；所述檢測台位於所述預定工位，所述機械手用於將所述晶圓從所述片庫傳輸至位於所述預定工位的所述檢測台。
較佳的，所述檢測台用於放置所述晶圓的表面具有至少三個預對準標記點；所述第一圖像包括至少三個所述預對準標記點的圖像。
較佳的，所述上片偏差檢測模組基於所述第一圖像，計算所述晶圓的上片偏差包括：識別所述第一圖像中的預對準標記點，根據至少三個所述預對準標記點在所述檢測台上的實際物理位置關係，獲得映射轉換矩陣；利用所述映射轉換矩陣將所述第一圖像轉換為俯視平面圖，所述俯視平面圖的中心與所述檢測台的中心重合；以及基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓的上片偏差。
較佳的，所述上片偏差檢測模組還包括用於吸附所述檢測台上的所述晶圓的片叉，所述片叉用於吸附所述晶圓的表面具有至少三個預對準標記點；所述第一圖像包括至少三個所述預對準標記點的圖像。
較佳的，所述上片偏差檢測模組還包括片叉驅動機構，所述片叉驅動機構用於驅動所述片叉旋轉，以對吸附於所述片叉上的晶圓進行正面或者背面的宏缺陷檢測。
較佳的，所述上片偏差檢測模組基於所述第一圖像，計算所述晶圓的上片偏差包括：識別所述第一圖像中的預對準標記點，根據至少三個所述預對準標記點在所述片叉上的實際物理位置關係，獲得映射轉換矩陣；利用所述映射轉換矩陣將所述第一圖像轉換為俯視平面圖，所述俯視平面圖的中心與所述片叉的中心重合；基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓的上片偏差。
較佳的，所述上片偏差檢測模組基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓的上片偏差包括：自動選擇二值化閾值，對所述俯視平面圖進行二值化處理，通過聯通域面積篩選出所述俯視平面圖中所述晶圓的區域；採用Canny演算法提取所述晶圓的邊緣資訊，根據所述晶圓的邊緣資訊進行圓擬合，獲得所述晶圓的中心在所述俯視平面圖中的位置；獲得所述俯視平面圖中所述晶圓的中心與所述俯視平面圖的中心的偏差像元數量；根據所述俯視平面圖的像元尺寸和所述偏差像元數量，獲得所述晶圓的中心偏差；根據所述俯視平面圖中所述晶圓的中心位置，在所述晶圓的邊緣截取若干張小圖；使用HOG演算法提取每張所述小圖中的特徵，利用SVM監督學習演算法進行分類，輸出存在缺口的小圖；利用幾何範本匹配演算法在所述存在缺口的小圖中定位所述晶圓的缺口位置，並將所述缺口位置轉換到所述俯視平面圖中；以及利用所述俯視平面圖中所述晶圓的中心位置和缺口頂點位置，確定所述晶圓的缺口旋轉偏差；所述晶圓的上片偏差包括所述晶圓的中心偏差和缺口旋轉偏差。
較佳的，所述上片偏差檢測模組基於所述第一圖像，計算所述晶圓的上片偏差包括：獲取基準晶圓在所述預定工位處拍攝獲得的基準圖像，以及獲取所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度，根據所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度確定所述基準晶圓的基準上片偏差；以及獲取所述第一圖像中所述晶圓的中心座標和缺口旋轉角度，計算所述晶圓和所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度的差值，根據所述差值和所述基準上片偏差確定所述晶圓的上片偏差。
較佳的，所述基準圖像和所述第一圖像的拍攝坐標系相同。
本發明的另一方面提供一種晶圓傳輸方法。所述晶圓傳輸方法包括：
步驟一，機械手從片庫中取出晶圓，並將所述晶圓傳輸至預定工位；
步驟二，在所述預定工位處，獲取所述晶圓的上片偏差；以及
步驟三，基於所述上片偏差，計算所述晶圓在所述機械手和工件台的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置，所述機械手將所述晶圓從所述預定工位傳輸至所述交接工位，所述工件台從所述交接工位運載所述晶圓；或者，基於所述上片偏差，計算所述機械手從所述預定工位到所述機械手和工件台的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓傳輸至所述工件台。
本發明還提供一種缺陷檢測裝置。所述缺陷檢測裝置包括工件台、缺陷檢測系統和上述的晶圓傳輸系統；其中，所述晶圓傳輸系統將晶圓傳輸至所述工件台，所述缺陷檢測系統對所述工件台上的所述晶圓進行缺陷檢測。
較佳的，所述缺陷檢測系統包括明場檢測光源或者暗場檢測光源，所述缺陷檢測系統還包括探測器。
本發明提供的晶圓傳輸系統、晶圓傳輸方法和缺陷檢測裝置中，首先利用機械手將晶圓從片庫傳輸至預定工位；然後在所述預定工位處，獲取所述晶圓的上片偏差；在獲得晶圓的上片偏差後，基於所述上片偏差，計算晶圓在機械手和工件台的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置（即基於所述位置偏差運動至偏差補償後的位置），機械手將晶圓從預定工位傳輸至所述交接工位，工件台從所述交接工位運載所述晶圓；或者，在獲得晶圓的上片偏差之後，基於所述上片偏差，計算機械手從預定工位到機械手和工件台的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓傳輸至所述工件台，如此不需要預定工位（例如為預對準台）具有補償晶圓的上片偏差的功能，從而能夠簡化預對準台的機構複雜程度，且利用現有的工件台或機械手進行上片偏差補償，增強了製程適應性與抗雜訊干擾能力，降低了設備成本。
以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的晶圓傳輸系統以及缺陷檢測裝置作進一步詳細說明。根據下面說明，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
如在本發明中所使用的，單數形式“一”、“一個”以及“該”包括複數物件，術語“或”通常是以包括“和/或”的含義而進行使用的，術語“若干”通常是以包括“至少一個”的含義而進行使用的，術語“至少兩個”通常是以包括“兩個或兩個以上”的含義而進行使用的，此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者至少兩個該特徵，“一端”與“另一端”以及“近端”與“遠端”通常是指相對應的兩部分，其不僅包括端點，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。此外，如在本發明中所使用的，一元件設置於另一元件，通常僅表示兩元件之間存在連接、耦合、配合或傳動關係，且兩元件之間可以是直接的或通過中間元件間接的連接、耦合、配合或傳動，而不能理解為指示或暗示兩元件之間的空間位置關係，即一元件可以在另一元件的內部、外部、上方、下方或一側等任意方位，除非內容另外明確指出外。對於本發明所屬技術領域的具有通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
為了降低設備成本，本發明提供一種晶圓傳輸系統。圖1為本發明一實施例的晶圓傳輸系統的示意圖。如圖1所示，所述晶圓傳輸系統包括片庫10、機械手11、上片偏差檢測模組12和上片偏差補償模組13。所述片庫10用於存放晶圓。所述機械手11從所述片庫10中取出所述晶圓，並將所述晶圓傳輸至預定工位。所述上片偏差檢測模組12在所述預定工位處獲取所述晶圓的上片偏差。所述上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述晶圓在所述機械手11和工件台的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置（即基於所述位置偏差運動至偏差補償後的位置），所述機械手11將所述晶圓從所述預定工位傳輸至所述交接工位，所述工件台從所述交接工位運載所述晶圓；或者，所述上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述機械手11從所述預定工位到所述機械手11和所述工件台的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手11根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓傳輸至所述工件台。
圖2為本發明一實施例的晶圓傳輸系統傳輸晶圓的示意圖。參考圖2所示，片庫10用於存放晶圓20。在晶圓傳輸系統傳輸晶圓20的過程中，機械手11從所述片庫10中取出所述晶圓20，並將所述晶圓20傳輸至預定工位。所述機械手11可以包括叉體11a和位於叉體11a端部的機械手本體11b。
在將晶圓20傳輸至預定工位處後，所述上片偏差檢測模組12在所述預定工位處獲取所述晶圓20的上片偏差。具體的，所述上片偏差檢測模組12可以獲取位於所述預定工位上的所述晶圓20的第一圖像，且基於所述第一圖像，計算所述晶圓20的上片偏差，所述晶圓20的上片偏差包括晶圓20的中心偏差和缺口旋轉偏差，如此獲取晶圓20的中心偏差和缺口旋轉偏差不需要晶圓20旋轉一周，有利於提高獲取晶圓20的上片偏差的效率，進而提高晶圓20傳輸至工件台14上的效率。
所述上片偏差檢測模組12可以包括檢測光源（圖中未示出）和相機（圖中未示出），所述檢測光源發出檢測光至位於所述預定工位的所述晶圓20，所述相機接收所述晶圓20表面的反射光或者散射光得到所述第一圖像。晶圓20可以為矽片，但不限於此。
所述相機可以為面陣相機或線陣相機，面陣相機接收晶圓20表面的反射光或者散射光得到所述第一圖像，或者線陣相機在晶圓20上掃描獲取第一圖像。
一些實施例中，所述預定工位可以為預對準台，但不限於此。
所述晶圓傳輸系統可以應用於缺陷檢測裝置，但不限於此。缺陷檢測裝置中的檢測台（也可以稱為宏觀台）不具備旋轉功能，在進行缺陷檢測時，機械手吸附晶圓運動到檢測台上，片叉帶動晶圓轉動以實現晶圓的正面或背面的宏觀檢測。由於本發明中不需要預對準台對晶圓20的上片偏差進行補償，從而一些實施例中，如圖2所示，所述上片偏差檢測模組12還可以包括檢測台121，所述檢測台121位於所述預定工位，所述機械手11將所述晶圓20從所述片庫10傳輸至位於所述預定工位的所述檢測台121，如此以缺陷檢測裝置的檢測台121作為獲取第一圖像的預定工位，而不需要設置額外的預對準台，有利於降低成本，但不限於此。在其它實施例中，可以以其它平台或位置作為獲取第一圖像的預定工位。
圖3為本發明一實施例的檢測台的平面示意圖。一實施例中，如圖2所示，所述檢測台121放置所述晶圓20的表面可以具有至少三個預對準標記點30。至少三個預對準標記點30可以環繞設置在檢測台121的晶圓放置區域外。為了便於後續計算檢測台121的中心，至少三個預對準標記點30可以設置在以檢測台121的中心為圓心的圓周上。檢測台121的晶圓放置區域內設置有真空吸盤40，用於吸附晶圓20。所述第一圖像可以包括至少三個所述預對準標記點30的圖像，以便後續確定檢測台121的中心。
在獲得第一圖像之後，所述上片偏差檢測模組12基於所述第一圖像，計算獲取所述晶圓20的上片偏差可以包括：識別所述第一圖像中的預對準標記點30，根據至少三個所述預對準標記點30在所述檢測台121上的實際物理位置關係，獲得映射轉換矩陣；利用所述映射轉換矩陣將所述第一圖像轉換為俯視平面圖；基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓20的上片偏差。為了便於計算晶圓20的中心偏差和缺口旋轉偏差，可以使得所述俯視平面圖的中心與所述俯視平面圖中檢測台121的中心重合，但不限於此。
圖4為本發明另一實施例的晶圓傳輸系統傳輸晶圓的示意圖。一實施例中，參考圖1和圖4所示，所述上片偏差檢測模組12還可以包括用於吸附所述檢測台121上的所述晶圓20的片叉122。所述上片偏差檢測模組12還可以包括片叉驅動機構123，所述片叉驅動機構123驅動所述片叉122旋轉，以對吸附於所述片叉122上的晶圓20進行正面或者背面的宏缺陷檢測。
參考圖4所示，晶圓傳輸系統將晶圓20傳輸至工件台14的流程中，機械手11首先從片庫10中取出所述晶圓20，並將所述晶圓20傳輸至預定工位，例如機械手11可以將晶圓20傳輸至檢測台121上。然後，片叉122吸附預定工位上的晶圓20，相機獲取位於所述預定工位上的所述晶圓20的第一圖像。接著，所述上片偏差檢測模組12基於所述第一圖像，計算獲取所述晶圓20的上片偏差。
圖5為本發明一實施例中片叉的平面示意圖。如圖5所示，片叉122吸附所述晶圓20的表面可以具有至少三個預對準標記點30。至少三個預對準標記點30可以環繞設置在片叉122的晶圓放置區域外。為了便於後續計算片叉122的中心，至少三個預對準標記點30可以設置在以片叉122的中心為圓心的圓周上。片叉122的晶圓放置區域內設置有真空吸盤40，用於吸附晶圓20。所述第一圖像可以包括至少三個所述預對準標記點30的圖像。
在獲得所述第一圖像之後，所述上片偏差檢測模組12基於所述第一圖像，計算獲取所述晶圓20的上片偏差可以包括：識別所述第一圖像中的預對準標記點30，根據至少三個所述預對準標記點30在所述片叉122上的實際物理位置關係，獲得映射轉換矩陣；利用所述映射轉換矩陣將所述第一圖像轉換為俯視平面圖；基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓20的上片偏差。為了便於計算晶圓20的中心偏差和缺口旋轉偏差，可以使得所述俯視平面圖的中心與所述俯視平面圖中片叉122的中心重合。
上述在識別所述第一圖像中的預對準標記點30之前，可以讀取預對準標記點30的位置參數（即座標），確定預對準標記點30在第一圖像中的大概區域，以縮小預對準標記點30的檢測範圍，提高檢測效率。
上述識別所述第一圖像中的預對準標記點30的過程中，對於預對準標記點30設置在檢測台121上的情況，可以通過自動閾值二值化和連通域篩選方式，識別檢測台121上的預對準標記點30中心在第一圖像中的位置；對於預對準標記點30設置在片叉122上的情況，可以通過自動閾值二值化和連通域篩選方式，識別片叉122上的預對準標記點30中心在第一圖像中的位置。
在識別第一圖像中的預對準標記點30之後，還可以更新預對準標記點30的位置參數，以供後續讀取預對準標記點30的位置參數時使用。
上述上片偏差檢測模組12基於所述俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得所述晶圓20的上片偏差可以包括：自動選擇二值化閾值，對所述俯視平面圖進行二值化處理，通過聯通域面積篩選出所述俯視平面圖中所述晶圓20的區域；採用Canny演算法提取所述晶圓20的邊緣資訊，根據所述晶圓20的邊緣資訊進行圓擬合，獲得所述晶圓20的中心在所述俯視平面圖中的位置，即獲得晶圓20的中心座標（中心位置）；獲得所述俯視平面圖中所述晶圓20的中心與所述俯視平面圖的中心的偏差像元數量，具體的，對於在檢測台121上設置預對準標記點30的情況，為獲取第一圖像中晶圓20的中心與檢測台121的中心的偏差像元數量，對於在片叉122上設置預對準標記點30的情況，為獲取第一圖像中晶圓20的中心與片叉122的中心的偏差像元數量；根據所述俯視平面圖的像元尺寸和所述偏差像元數量，獲得所述晶圓20的中心偏差；根據所述俯視平面圖中所述晶圓20的中心位置，在所述晶圓20的邊緣截取若干張小圖，還可以進行仿射變換，使得晶圓20的邊緣方向保持一致；使用HOG演算法提取每張所述小圖中的特徵，利用SVM監督學習演算法進行分類，輸出存在缺口的小圖；利用幾何範本匹配演算法在所述存在缺口的小圖中定位所述晶圓20的缺口位置，並將所述缺口位置轉換到所述俯視平面圖中；利用所述俯視平面圖中所述晶圓20的中心位置和缺口頂點位置，確定所述晶圓20的缺口旋轉角度，其中，根據晶圓20的中心和缺口頂點的連線的傾斜角確定晶圓20的缺口旋轉角度，根據缺口旋轉角度確定晶圓20的缺口旋轉偏差，至此獲得了所述晶圓20的上片偏差。需要說明的是，利用定心定向演算法獲得所述晶圓20的上片偏差的步驟不限於此。
另一實施例中，在機械手11將晶圓20傳輸至預定工位時，上片偏差檢測模組12中的相機可以獲取晶圓20的第一圖像，這種情況下檢測台121和片叉122上可以不設置預對準標記點，上片偏差檢測模組12可以基於包括晶圓而不包括預對準標記點的第一圖像，計算獲得所述晶圓20的上片偏差。
具體的，所述上片偏差檢測模組12基於所述第一圖像，計算獲取所述晶圓20的上片偏差可以包括：獲取基準晶圓在所述預定工位處拍攝獲得的基準圖像，以及獲取所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度，根據所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度確定所述基準晶圓的基準上片偏差；獲取所述第一圖像中所述晶圓20的中心座標和缺口旋轉角度，計算所述晶圓20和所述基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度的差值，根據所述差值和所述基準上片偏差確定所述晶圓20的上片偏差，晶圓20的上片偏差包括晶圓20的中心偏差和缺口旋轉偏差。
需要說明的是，由於相機、檢測光源、預定工位的位置固定，從而確定了一拍攝圖像的坐標系，在同一預定工位、利用位置固定的相機和檢測光源獲取的第一圖像和基準圖像在同一坐標系中拍攝獲得，即基準圖像和第一圖像的拍攝坐標系相同，因此，根據基準晶圓的基準上片偏差以及第一圖像中晶圓和基準圖像中基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度的差值能夠獲得晶圓20的上片偏差。
其中，可以利用深度學習目標檢測演算法直接對第一圖像進行缺口檢測和定位，獲得第一圖像中晶圓20的中心座標和缺口頂點座標，根據晶圓20的中心座標和缺口頂點位置可以計算出晶圓20的缺口旋轉角度，但不限於此。還可以利用所屬技術領域所熟知或慣用的其它方法獲得第一圖像中晶圓20的中心座標和缺口頂點座標。
在獲得晶圓20的上片偏差之後，上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述晶圓20在所述機械手11和所述工件台14的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置（基於所述位置偏差運動至偏差補償後的位置），所述機械手11將所述晶圓20從所述預定工位傳輸至所述交接工位，工件台14從所述交接工位運載所述晶圓20。本實施例中，所述工件台14上可以設置有微動台，工件台14運動至交接工位之後，參考圖2所示，通過所述微動台進行X方向、Y方向和Rz方向的運動，以補償所述位置偏差，其中，X方向和Y方向相互垂直且平行於所述工件台14的檯面，Z方向垂直於X方向和Y方向，Rz方向的運動為以Z方向為旋轉軸的轉動。
或者，在獲得晶圓20的上片偏差之後，上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述機械手從所述預定工位到所述機械手11和所述工件台14的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓20傳輸至工件台14。其中，上片路徑包括機械手11將晶圓20放置在交接工位上的具體位置，該具體位置為基於晶圓20的上片偏差進行補償後的位置。
如圖2和圖4所示，工件台14中設置有吸盤14a，用於吸附固定放置在工件台14上的晶圓20。
本發明的晶圓傳輸系統中，片庫10用於存放晶圓20；機械手11將晶圓20從片庫10傳輸至預定工位；然後上片偏差檢測模組12在所述預定工位處獲取所述晶圓20的上片偏差；在獲得晶圓20的上片偏差後，上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述晶圓20在所述機械手11和工件台14的交接工位的位置偏差，所述工件台14運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置，所述機械手11將所述晶圓20從所述預定工位傳輸至所述交接工位，所述工件台14從所述交接工位運載所述晶圓；或者，在獲得晶圓的上片偏差之後，上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述機械手11從所述預定工位到所述機械手11和所述工件台14的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手11根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓20傳輸至所述工件台14，如此不需要預定工位（例如為預對準台）具有補償晶圓的上片偏差的功能，從而能夠簡化預對準台的機構複雜程度，且利用現有的工件台或機械手進行上片偏差補償，增強了製程適應性與抗雜訊干擾能力，降低了設備成本。
本發明還提供一種晶圓傳輸方法，上述的晶圓傳輸系統運行時執行所述晶圓傳輸方法。具體的，所述晶圓傳輸方法包括下列步驟：
步驟一，機械手從片庫中取出晶圓，並將所述晶圓傳輸至預定工位；
步驟二，在所述預定工位處，獲取所述晶圓的上片偏差；以及
步驟三，基於所述上片偏差，計算所述晶圓在所述機械手和工件台的交接工位的位置偏差，所述工件台運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置，所述機械手將所述晶圓傳輸至所述交接工位，所述工件台從所述交接工位運載所述晶圓；或者，基於所述上片偏差，計算所述機械手從所述預定工位到所述機械手和工件台的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓傳輸至所述工件台。
應該理解的是，上述步驟一至步驟三的至少一部分步驟可以包括多個步驟或者多個階段，這些步驟或者階段並不必然是在同一時刻執行完成，而是可以在不同的時刻執行，這些步驟或者階段的執行順序也不必然是依次進行，而是可以與其它步驟或者其它步驟中的步驟或者階段的至少一部分輪流或者交替地執行。
在所述預定工位處，獲取所述晶圓的上片偏差的步驟可以包括：獲取位於所述預定工位上的晶圓的第一圖像，且基於所述第一圖像，計算所述晶圓的上片偏差。
所述預定工位可以為缺陷檢測裝置的檢測台，但不限於此。
本發明提供一種缺陷檢測裝置。參考圖1、圖2和圖4所示，所述缺陷檢測裝置包括工件台14、缺陷檢測系統、以及上述的晶圓傳輸系統。
所述晶圓傳輸系統包括片庫10、機械手11、上片偏差檢測模組12和上片偏差補償模組13。
所述片庫10用於存放晶圓20。
所述機械手11從所述片庫10中取出所述晶圓20，並將所述晶圓20傳輸至預定工位。
所述上片偏差檢測模組12在所述預定工位處獲取所述晶圓20的上片偏差。
具體的，所述上片偏差檢測模組12可以包括檢測光源（圖中未示出）和相機（圖中未示出），所述檢測光源發出檢測光至位於所述預定工位的所述晶圓20，所述相機獲取位於所述預定工位上的所述晶圓20的第一圖像，例如相機可以接收所述晶圓20表面的反射光或者散射光得到所述第一圖像。在獲得第一圖像後，所述上片偏差檢測模組12基於所述第一圖像，計算所述晶圓20的上片偏差。
所述上片偏差檢測模組12還可以包括檢測台121（也可以稱為宏觀台），所述檢測台121不具備旋轉功能，在進行缺陷檢測時，機械手11將晶圓20傳輸至檢測台121上，片叉122帶動晶圓20轉動以實現晶圓20的正面或背面的宏觀檢測。
由於本發明中不需要在所述預定工位（例如預對準台）對晶圓20的上片偏差進行補償，從而可以以檢測台121作為獲取第一圖像的預定工位，而不需要設置額外的預對準台，有利於降低成本。
所述上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述晶圓20在所述機械手11和工件台14的交接工位的位置偏差，所述工件台14運動至所述交接工位並基於所述位置偏差調整位置，所述機械手11將所述晶圓20從所述預定工位傳輸至所述交接工位，所述工件台14從所述交接工位運載所述晶圓20；或者，所述上片偏差補償模組13基於所述上片偏差，計算所述機械手11從所述預定工位到所述機械手11和所述工件台14的交接工位的上片路徑，所述上片路徑包括對所述上片偏差的補償，所述機械手11根據所述上片路徑運動至所述交接工位，並將所述晶圓20傳輸至所述工件台14。
所述缺陷檢測系統（圖中未示出）對所述工件台14上的所述晶圓20進行缺陷檢測。
具體的，所述缺陷檢測系統可以包括明場檢測光源或者暗場檢測光源，所述缺陷檢測系統還可以包括探測器。作為示例，明場檢測光源發出的檢測光照射到晶圓20的表面並產生反射光，探測器檢測該反射光以檢測晶圓20表面的缺陷；或者，暗場檢測光源發出的檢測光照射到晶圓20的表面並產生散射光，探測器檢測該散射光以檢測晶圓20表面的缺陷。
需要說明的是，說明書中採用遞進的方式描述，在後描述的晶圓傳輸方法和缺陷檢測裝置重點說明的都是與在前描述的晶圓傳輸系統的不同之處，各個部分之間相同和相似的地方互相參見即可。
貫穿整個說明書中提及的“一實施例”、“另一實施例”、“一些實施例”或“本實施例”表示與實施例一起描述的特定部件、結構或特徵包括在至少一個實施例中。因此，在貫穿整個說明書中的各個地方出現的短語“一實施例”、“另一實施例”、“一些實施例”或“本實施例”不是必須表示同樣的實施例。
上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明權利範圍的任何限定，任何本發明所屬技術領域的具有通常知識者在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
10:片庫
11:機械手
11a:叉體
11b:機械手本體
12:上片偏差檢測模組
121:檢測台
122:片叉
123:片叉驅動機構
13:上片偏差補償模組
14:工件台
14a:吸盤
20:晶圓
30:預對準標記點
40:真空吸盤
圖1為本發明一實施例的晶圓傳輸系統的示意圖。
圖2為本發明一實施例的晶圓傳輸系統傳輸晶圓的示意圖。
圖3為本發明一實施例的檢測台的平面示意圖。
圖4為本發明另一實施例的晶圓傳輸系統傳輸晶圓的示意圖。
圖5為本發明一實施例中片叉的平面示意圖。
Claims (15)
- 一種晶圓傳輸系統，其中，該晶圓傳輸系統包括： 一片庫，用於存放一晶圓； 一機械手，用於從該片庫中取出該晶圓，並將該晶圓傳輸至一預定工位； 一上片偏差檢測模組，用於在該預定工位處獲取該晶圓的一上片偏差；以及 一上片偏差補償模組，基於該上片偏差，計算該晶圓在該機械手和一工件台的一交接工位的位置偏差，該工件台運動至該交接工位並基於該位置偏差調整位置，該機械手將該晶圓從該預定工位傳輸至該交接工位，該工件台從該交接工位運載該晶圓；或者，該上片偏差補償模組，基於該上片偏差，計算該機械手從該預定工位到該機械手和該工件台的該交接工位的一上片路徑，該上片路徑包括對該上片偏差的補償，該機械手根據該上片路徑運動至該交接工位，並將該晶圓傳輸至該工件台。
- 如請求項1所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組用於獲取位於該預定工位上的該晶圓的一第一圖像，且基於該第一圖像，計算該晶圓的該上片偏差。
- 如請求項2所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組包括一檢測光源和一相機，該檢測光源發出檢測光至位於該預定工位的該晶圓，該相機接收該晶圓表面的反射光或者散射光得到該第一圖像。
- 如請求項2所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組還包括一檢測台；該檢測台位於該預定工位，該機械手用於將該晶圓從該片庫傳輸至位於該預定工位的該檢測台。
- 如請求項4所述的晶圓傳輸系統，其中，該檢測台用於放置該晶圓的表面具有至少三個預對準標記點；該第一圖像包括至少三個該預對準標記點的圖像。
- 如請求項5所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組基於該第一圖像，計算該晶圓的該上片偏差包括： 識別該第一圖像中的該預對準標記點，根據至少三個該預對準標記點在該檢測台上的實際物理位置關係，獲得一映射轉換矩陣； 利用該映射轉換矩陣將該第一圖像轉換為一俯視平面圖，該俯視平面圖的中心與該檢測台的中心重合；以及 基於該俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得該晶圓的該上片偏差。
- 如請求項4所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組還包括用於吸附該檢測台上的該晶圓的一片叉，該片叉用於吸附該晶圓的表面具有至少三個預對準標記點；該第一圖像包括至少三個該預對準標記點的圖像。
- 如請求項7所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組還包括一片叉驅動機構，該片叉驅動機構用於驅動該片叉旋轉，以對吸附於該片叉上的該晶圓進行正面或者背面的宏缺陷檢測。
- 如請求項7所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組基於該第一圖像，計算該晶圓的該上片偏差包括： 識別該第一圖像中的該預對準標記點，根據至少三個該預對準標記點在該片叉上的實際物理位置關係，獲得一映射轉換矩陣； 利用該映射轉換矩陣將該第一圖像轉換為一俯視平面圖，該俯視平面圖的中心與該片叉的中心重合；以及 基於該俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得該晶圓的該上片偏差。
- 如請求項6或9所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組基於該俯視平面圖，利用定心定向演算法獲得該晶圓的該上片偏差包括： 自動選擇二值化閾值，對該俯視平面圖進行二值化處理，通過聯通域面積篩選出該俯視平面圖中該晶圓的區域； 採用Canny演算法提取該晶圓的邊緣資訊，根據該晶圓的邊緣資訊進行圓擬合，獲得該晶圓的中心在該俯視平面圖中的位置； 獲得該俯視平面圖中該晶圓的中心與該俯視平面圖的中心的一偏差像元數量； 根據該俯視平面圖的像元尺寸和該偏差像元數量，獲得該晶圓的中心偏差； 根據該俯視平面圖中該晶圓的中心位置，在該晶圓的邊緣截取若干張小圖； 使用HOG演算法提取每張該小圖中的特徵，利用SVM監督學習演算法進行分類，輸出存在缺口的該小圖； 利用幾何範本匹配演算法在所述存在缺口的該小圖中定位該晶圓的一缺口位置，並將該缺口位置轉換到該俯視平面圖中；以及 利用該俯視平面圖中該晶圓的中心位置和一缺口頂點位置，確定該晶圓的缺口旋轉偏差；該晶圓的該上片偏差包括該晶圓的中心偏差和缺口旋轉偏差。
- 如請求項2所述的晶圓傳輸系統，其中，該上片偏差檢測模組基於該第一圖像，計算該晶圓的該上片偏差包括： 獲取一基準晶圓在該預定工位處拍攝獲得的一基準圖像，以及獲取該基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度，根據該基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度確定該基準晶圓的一基準上片偏差；以及 獲取該第一圖像中該晶圓的中心座標和缺口旋轉角度，計算該晶圓和該基準晶圓的中心座標和缺口旋轉角度的一差值，根據該差值和該基準上片偏差確定該晶圓的該上片偏差。
- 如請求項11所述的晶圓傳輸系統，其中，該基準圖像和該第一圖像的拍攝坐標系相同。
- 一種晶圓傳輸方法，其中，包括下列步驟： 步驟一，一機械手從一片庫中取出一晶圓，並將該晶圓傳輸至一預定工位； 步驟二，在該預定工位處，獲取該晶圓的一上片偏差；以及 步驟三，基於該上片偏差，計算該晶圓在該機械手和一工件台的一交接工位的一位置偏差，該工件台運動至該交接工位並基於該位置偏差調整位置，該機械手將該晶圓從該預定工位傳輸至該交接工位，該工件台從該交接工位運載該晶圓；或者，基於該上片偏差，計算該機械手從該預定工位到該機械手和該工件台的該交接工位的一上片路徑，該上片路徑包括對該上片偏差的補償，該機械手根據該上片路徑運動至該交接工位，並將該晶圓傳輸至該工件台。
- 一種缺陷檢測裝置，其中，包括一工件台、一缺陷檢測系統和如請求項1至12中任一項所述的晶圓傳輸系統；其中，該晶圓傳輸系統將該晶圓傳輸至該工件台，該缺陷檢測系統對該工件台上的該晶圓進行缺陷檢測。
- 如請求項14所述的缺陷檢測裝置，其中，該缺陷檢測系統包括明場檢測光源或者暗場檢測光源，該缺陷檢測系統還包括探測器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211213992.7A CN117855116A (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 晶圆传输系统、晶圆传输方法以及缺陷检测装置 |
| CN2022112139927 | 2022-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202416425A true TW202416425A (zh) | 2024-04-16 |
| TWI859927B TWI859927B (zh) | 2024-10-21 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117855116A (zh) | 2024-04-09 |
| WO2024066425A1 (zh) | 2024-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2024066425A1 (zh) | 晶圆传输系统、晶圆传输方法以及缺陷检测装置 | |
| CN109270906B (zh) | 工件处理装置、工件输送系统 | |
| US6900877B2 (en) | Semiconductor wafer position shift measurement and correction | |
| TWI638426B (zh) | Stripping device, stripping system, stripping method and information memory medium | |
| KR100772843B1 (ko) | 웨이퍼 얼라인 장치 및 방법 | |
| US10276418B2 (en) | Silicon wafer pre-alignment device and method therefor | |
| US7477064B2 (en) | Probing apparatus and positional deviation acquiring method | |
| JP6348789B2 (ja) | ワーク処理装置、ワーク搬送システム | |
| JP2008128651A (ja) | パターン位置合わせ方法、パターン検査装置及びパターン検査システム | |
| TWI809194B (zh) | 用於基板對準之方法及裝置 | |
| JP2012194059A (ja) | 画像作成方法、基板検査方法、その画像作成方法又はその基板検査方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板検査装置 | |
| CN106560910B (zh) | 管芯缺陷检测方法及装置 | |
| JP2015169564A (ja) | 画像検査装置及び画像検査方法 | |
| WO2023006079A1 (zh) | 晶圆预对准装置及晶圆预对准方法 | |
| JP2022098312A (ja) | ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 | |
| CN101355045B (zh) | 基板检测装置和基板处理装置 | |
| TWI638239B (zh) | 位置偏移檢測方法、位置偏移檢測裝置、描繪裝置及基板檢查裝置 | |
| JP2005268530A (ja) | 半導体ウエハのアライメント装置 | |
| JP6714477B2 (ja) | 基板角位置特定方法 | |
| JP4191295B2 (ja) | 半導体パッケージの検査装置 | |
| CN111725086B (zh) | 半导体制造装置以及半导体器件的制造方法 | |
| JPH01311258A (ja) | 外観検査装置 | |
| TWI695441B (zh) | 工件處理裝置、工件輸送系統 | |
| TWI729520B (zh) | 電子組件檢測系統 | |
| KR101124566B1 (ko) | 웨이퍼 검사장치 |