CN114709146B - 一种晶圆检测方法及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种晶圆检测方法及检测系统，属于半导体技术领域。所述晶圆检测方法包括：将所有晶圆编号；从所述晶圆中选定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取所述第一待测晶圆的编号；从所述晶圆中选定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取所述第二待测晶圆的编号；以及判断所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致；若一致，则在所述第一待测晶圆中去除编号一致的所述晶圆；若不一致，则所述第一待测晶圆在所述正常检测站点进行检测。本发明提出的晶圆检测方法及检测系统，提升了晶圆抽检效率。

Description

一种晶圆检测方法及检测系统

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种晶圆检测方法及检测系统。

背景技术

在半导体制造过程中，晶圆在多个处理站点中进行加工制作，而在处理站点间包含有检测站点，以对检测站点前处理过的部分晶圆进行检测，判断制程的稳定性。检测站点通过派工系统预先设置待测晶圆，然后对待测晶圆进行检测。但在实际生产过程中，有时需要在检测过程中额外加入临时需求测试站点。在检测过程中，若晶圆通过临时检测站点后，再进行正常检测站点的检测，会造成无意义的检验数据，造成检验资源的浪费。若在临时测试站点检测后，强制将后续正常检验站点跳过，又会影响到线上正常的取样风险。

因此，如何协调临时加检需求和正常检测需求已经成为亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请提出一种晶圆检测方法及检测系统，可以协调临时检测站点和正常检测站点之间的检测需求，以提升晶圆抽检效率，避免检测资源浪费。

为实现上述目的及其他目的，本申请提出一种晶圆检测方法，包括：

将所有晶圆编号；

从所述晶圆中选定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取所述第一待测晶圆的编号；

从所述晶圆中选定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取所述第二待测晶圆的编号；以及

判断所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致；

若一致，则在所述第一待测晶圆中去除编号一致的所述晶圆；

若不一致，则所述第一待测晶圆在所述正常检测站点进行检测。

在本发明一实施例中，依据所述晶圆编号顺序，分段选取所述第一待测晶圆的编号。

在本发明一实施例中，所述晶圆的编号为1～n，且n为奇数时，所述第一待测晶圆的编号包括1、(n+1)/2和n。

在本发明一实施例中，所述晶圆的编号为1～n，且n为偶数时，所述第一待测晶圆的编号包括1、n以及(n+2)/2或n/2。

在本发明一实施例中，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若一致，所述第一待测晶圆跳过所述正常检测站点。

在本发明一实施例中，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若部分一致，在所述第一待测晶圆中将编号一致的所述晶圆剔除。

在本发明一实施例中，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若不一致，所述第一待测晶圆的编号保持一致。

本发明还提供一种晶圆检测系统，包括：

晶圆标记单元，用以获得晶圆的编号；

第一派工单元，用以确定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取所述第一待测晶圆的编号；

第二派工单元，用以确定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取所述第二待测晶圆的编号；以及

判断单元，用以判断第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致。

在本发明一实施例中，所述晶圆标记单元采用固定顺序编号方式获取所述晶圆的编号。

在本发明一实施例中，所述第一派工单元设置在所述第二派工单元前，所述第二派工单元设置在所述临时检测站点前。

综上所述，本申请提出一种晶圆检测方法及检测系统，可以降低晶圆检测的重复率，提升晶圆抽检效率。避免强制跳过临时检测站点后的正常检测站点而造成的线上正常的取样风险，确保生产的正常进行，提高生产效率，提高企业产能，降低生产成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明在一实施例中的晶圆检测方法流程示意图。

图2为本发明在一实施例中的晶圆检测系统示意图。

图3为本发明在一实施例中选择第一待测晶圆和第二待测晶圆的示意图。

图4为本发明在一实施例中选择第一待测晶圆和第二待测晶圆的示意图。

图5为本发明在一实施例中选择第一待测晶圆和第二待测晶圆的示意图。

图6为本发明在一实施例中单个测试机台在一周内重复检测的晶圆数。

附图标记说明：

10晶圆标记单元；20临时检测站点；30判断单元；40正常检测站点；50第一派工单元；60第二派工单元；1第一晶圆；2第二晶圆；3第三晶圆；4第四晶圆；5第五晶圆；S1-S3步骤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在本发明中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”仅用于描述和区分目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在半导体制造过程中，在晶圆制程的各处理站点间包含有多个检测站点，以对检测站点前处理过的部分晶圆进行检测，例如为薄膜厚度的检测，以判断上一制程中，薄膜的厚度是否达到制作要求，以及测量反射率或密度等，鉴定和监控不同薄膜层。例如为关键尺寸(Critical Demension，CD)检测，以判断半导体制作尺寸是否符合制作要求，监控线宽和孔径，实现精确误差测量。例如为光罩/掩膜检测，以捕获光罩缺陷和图案位置错误，降低缺陷引发风险，提高半导体器件的良率。例如为套刻对准量测，可以高矫正阶光刻机、掩模和硅片位置误差，提高覆盖精度。又例如为无图形晶圆检测、图形化晶圆检测和缺陷复查等，以判断检测站点前的制作工艺的稳定性和可靠性。而检测站点不是对所有晶圆均进行检测，在同一批次晶圆中，选择待测晶圆进行检测。检测站点对检测晶圆的取样可以通过标记单元对晶圆标记编号，在通过派工单预先设定待测晶圆的编号，然后对待测晶圆进行检测。在实际生产过程中，有时根据需要对晶圆进行临时加检，例如当良品率出现波动，且各正常检测站点中晶圆的检测正常，添加临时检测，以查找波动原因，或者依据器件种类变化、器件功能改进以及客户需求等原因，添加临时检测。为避免临时测试站点检测的晶圆和正常检测站点中的待测试样品重复检测，造成无意义的检验数据和检验资源的浪费的现象，或在临时测试站点检测后，强制将后续正常检验站点跳过，影响到线上正常的取样风险等问题，本发明提供的晶圆检测方法及检测系统，可以减少重复测试的现象和保证线上正常取样，可广泛应用在晶圆生产制造过程中的各个检测过程。

请参阅图1所示，本发明提供一种晶圆检测方法，在设置临时检测站点的过程中，可以提高检测效率且确保线上正常取样。所述晶圆检测方法可以包括步骤S1-S3。

S1、将所有晶圆编号，从晶圆中选定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取第一待测晶圆的编号。

S2、从晶圆中选定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取第二待测晶圆的编号。

S3、判断所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致，

若一致，则在第一待测晶圆中去除编号一致的晶圆。

若不一致，则第一待测晶圆在正常检测站点进行检测。

请参阅图1图2所示，在本发明一实施例中，依据本发明提供的晶圆检测方法，在对晶圆进行检测前，对所有晶圆进行编号，同时通过第一派工单元50中的派工单确定在正常检测站点中检测的第一待测晶圆，并获取第一待测晶圆的编号。当加入临时检测站点20时，通过第二派工单元60确定在临时检测站点20中检测的第二待测晶圆，并获取第二待测晶圆的编号。在正常检测站点40之前，设置有判断单元30。通过判断单元30中的自动辨别系统对第一待测晶圆和第二待测晶圆的编号进行判断，剔除已通过临时检测站点20的第二待测晶圆，再将未通过临时检测站点20的第一待测晶圆进入正常检测站点40进行检测。通过本发明提供的晶圆检测方法，可以减少晶圆重复测试的现象，降低晶圆重复检测的现象，提高晶圆检测效率，提高企业生产产能。

请参阅图1至图2所示，在本发明一实施例中，在制备过程中，虽然每片晶圆在出厂前都自带片号，但各批次及各厂商的片号不同，因此在检测过程中，需要对晶圆重新进行标记。即在晶圆完成上一制程后，且进入检测站点前，晶圆在晶圆标记单元10中进行标记。在本实施例中，晶圆编号例如选择固定顺序编号的方式进行标记，对同一批次中的多片晶圆进行编号，且编号例如为1～n。在对晶圆进行检测时，为确保检测的随机性，分段选取测试样品，例如在同一批次晶圆中在编号的前中后位置各抽一片，以确认整批晶圆的缺陷水平。例如，同一批次中包含奇数个晶圆，即n为奇数，此时，第一派工单元50选取包括编号为1、(n+1)/2以及n的晶圆为正常检测站点20的第一待测晶圆。当同一批次中包含偶数个晶圆时，即n为偶数，此时，第一派工单元50选取包括编号为1、n/2以及n的晶圆为正常检测站点20的第一待测晶圆，或选取包括编号为1、(n+2)/2以及n的晶圆为正常检测站点20的第一待测晶圆。通过间隔均匀选取，将提高检测的随机性，确保检测的可靠性。

请参阅图1至图3所示，在本发明一实施例中，为详细说明本发明提供的检测方法，在晶圆检测过程中减少重复测试的效果，例如以任一待测试的某批次晶圆为例进行说明，其中，待测试的某批次中包括例如5片晶圆。当然，在其他实施例中，同一批次中，晶圆的个数不限，例如为5～30片。在本实施例中，通过晶圆标记单元10对晶圆进行标记，获取晶圆编号为第一晶圆1、第二晶圆2、第三晶圆3、第四晶圆4和第五晶圆5，并通过第一派工单元50判断并确定该批晶圆在正常检测站点40的第一待测晶圆的编号为第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5。

请参阅图1至图3所示，在本发明一实施例中，在确定正常检测站点40的第一待测晶圆的编号后，依据加检要求，通过第二派工单元60获取临时检测站点20的第二待测晶圆的编号。在本实施例中，第二待测晶圆的编号例如为第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5。在获得临时检测站点20的第二待测晶圆的编号后，对第二待测晶圆进行检测，且临时检测站点20在完成临时检测的项目时，同时会检测正常检测站点40的检测项目。即经过临时检测站点20后的待测晶圆，已完成需要测试的项目，再经过正常检测站点40，造成测试重复。这时，通过判断单元30来判断第一派工单元50和第二派工单元60确定的第一待测晶圆的编号和第二待测晶圆的编号是否一致，启动自动辨别程序，对比数据库管理系统(DatabaseManagement System，DMS)或数据库(Data Base，DB)中当站已有数据的编号与第一派工单元50确定的派工单上的第一待测晶圆编号进行对比，经判断，第二测试晶圆的编号和第一待测晶圆的编号一致。通过自动辨别系统，剔除已在临时检测站点20中检测完成的第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5，依据派工单确定，此时，经过正常检测站点40的第一待测晶圆全部在临时检测站点20完成检测，则该批晶圆可跳过正常检测站点40，进入下一工序，在满足临时加检和正常检测的情况下，减少晶圆的重复检测，提高检测效率。

请参阅图2和图4所示，在本发明另一实施例中，待测试的某批次中包括例如5片晶圆。当然，在其他实施例中，同一批次中，晶圆的个数不限，例如为5～30片。该批次晶圆在通过晶圆标记单元10后，获取晶圆编号为第一晶圆1、第二晶圆2、第三晶圆3、第四晶圆4和第五晶圆5，并通过第一派工单元50判断并确定该批晶圆在正常检测站点40的第一待测晶圆的编号为第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5。

请参阅图2和图4所示，在本发明一实施例中，在确定正常检测站点40的第一待测晶圆的编号后，依据加检要求，通过第二派工单元60获取临时检测站点20的第二待测晶圆的编号。在本实施例中，第二待测晶圆的编号例如为第三晶圆3、第四晶圆4和第五晶圆5。在获得临时检测站点20的第二待测晶圆的编号后，对第二待测晶圆进行检测，且临时检测站点20在完成临时检测的项目时，同时会检测正常检测站点40的检测项目。在第二待测晶圆检测完成后，通过判断单元30来判断第一派工单元50和第二派工单元60确定的第一待测晶圆的编号和第二待测晶圆的编号是否一致，启动自动辨别程序，对比数据库管理系统或数据库中当站已有数据的编号与第一派工单元50确定的派工单上的第一待测晶圆编号进行对比，经判断，第二测试晶圆和第一待测晶圆中具有编号重复的晶圆，即第三晶圆3和第五晶圆5已在临时检测站点20进行检测。通过自动辨别系统，派工系统则剔除已在临时检测站点20检测完成的第三晶圆3和第五晶圆5，依据派工单确定，需要经过正常检测站点40晶圆为第一晶圆1。依据派工单，正常检测站点40对该批晶圆中的第一晶圆1进行检测。通过设置判断单元30，可避免在临时检测站点20中测试完成的晶圆再次进行检测，减少造成检测资源的浪费，提高企业生产效率，降低生产成本。

请参阅图2和图5所示，在本发明另一实施例中，待测试的某批次中包括例如5片晶圆。当然，在其他实施例中，同一批次中，晶圆的个数不限，例如为5～30片。该批次晶圆在通过晶圆标记单元10后，获取晶圆编号为第一晶圆1、第二晶圆2、第三晶圆3、第四晶圆4和第五晶圆5，并通过第一派工单元50判断并确定该批晶圆在正常检测站点40的第一待测晶圆编号为第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5。

请参阅图2和图5所示，在本发明一实施例中，在确定正常检测站点40的第一待测晶圆的编号后，依据加检要求，通过第二派工单元60获取临时检测站点20的第二待测晶圆的编号。在本实施例中，第二派工单元60获取的第二待测晶圆的编号例如为第二晶圆2和第四晶圆4。在获得临时检测站点20的第二待测晶圆编号后，对第二待测晶圆进行检测，且临时检测站点20在完成临时检测的项目时，同时会检测正常检测站点40的检测项目。在临时检测站点20检测完成后，通过判断单元30来判断第一待测晶圆的编号和第二待测晶圆的编号是否一致，启动自动辨别程序，对比数据库管理系统或数据库中当站已有数据的编号与第一派工单元50确定的派工单上的第一待测晶圆的编号进行对比，经判断，临时检测站点20的第二检测晶圆的编号和正常检测站点40的第一待测晶圆的编号不存在重复检测的晶圆。通过自动辨别系统，依据派工单确定正常检测站点40需要对该批晶圆中的第一晶圆1、第三晶圆3和第五晶圆5进行检测。通过设置判断单元30，即可避免在临时检测站点20中测试完成的晶圆再次进行检测，造成检测资源的浪费，又可避免因强制跳过临时检测站点后的正常检测站点而造成的线上正常的取样风险，在确保临时加检的情况下，避免检测的重复，同时确保生产的正常进行。

请参阅图6所示，在本发明一实施例中，在未使用晶圆检测方法之前，统计晶圆检测的重复率。如图6所述，统计单个QGK(KLA-2835)和QPK(PUMA-9150/9550)测试机台在一周内，重复测试的晶圆批次数和晶圆片数。从图6中可以看出，在对晶圆制程的各个过程中，QGK测试在一周内重复测试了18批次的晶圆，重复测试了54片晶圆，相当于浪费一个机台约0.33天的产能。在对晶圆制程的各个过程中，QPK测试在一周内重复测试了31批次的晶圆，重复测试了124片晶圆，相当于浪费一个机台约0.43天的产能，生产产能浪费较大，对企业的生产造成较大的资源浪费。从上述数据中可以计算出，采用本发明提供的晶圆检测方法，对于QGK测试机台，每年每个机台预估可节约17.1天产能，对于QPK测试机台，每年每个机台预估可节约22.3天产能，对于企业来说，多个机台能够节约的产能是相当可观的，进一步说明，本申请提供的晶圆检测方法能够提高企业的生产效率，具备广泛应用的价值。从统计数据可以看出，使用本发明提供的晶圆检测方法，可以降低重复检测率，提高晶圆检测效率，从而提高企业产能，降低企业生产成本。

请参阅图2所示，本发明还提供一种晶圆检测系统，用于执行晶圆检测方法。其中，晶圆检测系统包括晶圆标记单元10、临时检测站点20、判断单元30、正常检测站点40、第一派工单元50和第二派工单元60。在本实施例中，晶圆标记单元10将同一批次中的晶圆进行标记，获取晶圆编号，经过第一派工单元50确定标记后的晶圆在正常检测站点40中检测的第一待测晶圆的编号。在进行临时检测站点20检测之前，通过第二派工单元60确定临时检测站点20检测的第二待测晶圆的编号，然后对第二待测晶圆进行检测。完成临时检测站点20的检测后，通过判断单元30中的自动辨别程序，对比数据库管理系统或数据库中当站已有数据的编号与第一待测晶圆的编号进行对比，对已经过临时检测站点20的晶圆进行跳过或更改正常检测站点40的派工单。经过判断单元30后，派工单已剔除与临时检测站点20编号一致的待测晶圆，对派工单上未经过临时检测站点20的待测晶圆进行检测。

综上所述，本申请提出一种晶圆检测方法及检测系统，在需要临时加检时，在临时检测站点与正常检测站点之间设置判断单元，通过对临时检测站点与正常检测站点的待测晶圆编号进行对比，跳过经过临时检测站点的待测晶圆，降低晶圆检测的重复率，提升晶圆抽检效率。避免强制跳过临时检测站点后的正常检测站点而造成的线上正常的取样风险，确保生产的正常进行，提高生产效率，提高企业产能，降低生产成本。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种晶圆检测方法，其特征在于，包括：

将所有晶圆编号；

从所述晶圆中选定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取所述第一待测晶圆的编号；

从所述晶圆中选定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取所述第二待测晶圆的编号，并将所述第二待测晶圆在所述临时检测站点进行检测；以及

在所述第一待测晶圆在正常检测站点进行检测前，判断所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致；

若一致，编号一致的所述晶圆已在所述临时检测站点进行检测，则在所述第一待测晶圆中去除编号一致的所述晶圆；

若不一致，则将所述第一待测晶圆在所述正常检测站点进行检测。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测方法，其特征在于，依据所述晶圆编号顺序，分段选取所述第一待测晶圆的编号。

3.根据权利要求2所述的晶圆检测方法，其特征在于，所述晶圆的编号为1~n，且n为奇数时，所述第一待测晶圆的编号包括1、(n+1)/2和n。

4.根据权利要求2所述的晶圆检测方法，其特征在于，所述晶圆的编号为1~n，且n为偶数时，所述第一待测晶圆的编号包括1、n以及(n+2)/2或n/2。

5.根据权利要求1所述的晶圆检测方法，其特征在于，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若一致，所述第一待测晶圆跳过所述正常检测站点。

6.根据权利要求1所述的晶圆检测方法，其特征在于，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若部分一致，在所述第一待测晶圆中将编号一致的所述晶圆剔除。

7.根据权利要求1所述的晶圆检测方法，其特征在于，所述第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号，若不一致，所述第一待测晶圆的编号保持一致。

8.一种晶圆检测系统，其特征在于，包括：

晶圆标记单元，用以获得晶圆的编号；

第一派工单元，用以确定正常检测站点所需的第一待测晶圆，并获取所述第一待测晶圆的编号；

第二派工单元，用以确定临时检测站点所需的第二待测晶圆，并获取所述第二待测晶圆的编号；

临时检测站点，用于测试所述第二待测晶圆；

判断单元，包括自动辨别程序，用以判断第一待测晶圆的编号和所述第二待测晶圆的编号是否一致；

正常检测站点，用于测试经过所述判断单元判断后与所述第二待测晶圆的编号不一致的所述第一待测晶圆。

9.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述晶圆标记单元采用固定顺序编号方式获取所述晶圆的编号。

10.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述第一派工单元设置在所述第二派工单元前，所述第二派工单元设置在所述临时检测站点前。