半导体AI综合检测项目

项目经理

项目概述与检测背景

检测背景

本项目对单批次 300mm 硅晶圆 + 表面SiO₂薄膜开展一次性质量检测。整套流程由AI引擎主导:负责数据清洗、主判定与自动出具结构化报告;检测员只在低可信或越界时介入复核,最大化保障速度与一致性。

AI驱动的智能检测系统

检测目的

外观:识别颗粒、划痕、腐蚀缺陷
薄膜:核对厚度均值与均匀性
电学:快速评估方块电阻Rs
成分:XPS抽检确认O/Si比

检测信息

XX半导体第三方实验室
2024年10月
AI-QC-202410-001
300mm P型硅晶圆 20片

项目	信息
产品	300mm P型硅晶圆(表面SiO₂薄膜)
批次/数量	同批随机抽样20片
目标规格	SiO₂ 15.0±0.3nm; Rs 60±1.2Ω/□
环境	ISO 5洁净室,温度22±1℃,湿度45±5%
AI设置	可信度阈值:≥0.90合格,0.80-0.90观察,<0.80待复核

质量工程师

检测范围与判定标准

检测对象与项目

样品类型:300mm硅晶圆+表面SiO₂薄膜。覆盖项目:外观(颗粒/划痕/腐蚀)、薄膜(厚度与均匀性)、电学(方块电阻Rs)、成分(XPS抽检)。

硅晶圆检测项目全景

项目	指标	判定阈值/范围	统计口径	结论规则
外观	颗粒(≥0.3μm)	≤35颗/片	每片最大值、总数	超过即不合格
外观	划痕	>50μm计缺陷	最大长度	45-50μm观察
外观	腐蚀坑深度	>10nm不合格	最大深度	8-10nm观察;≤8nm合格
薄膜	厚度均值	15.0±0.3nm	9点均值	超出窗口即不合格
薄膜	均匀性(3σ)	≤±3%	9点3σ	>3%不合格;2.5-3%观察
电学	Rs均值	60±1.2Ω/□	9点均值	超出窗口不合格
成分	O/Si比	2.00±0.05	抽检值	超出为异常;贴边观察
成分	金属污染	<1×10¹⁰atoms/cm²	抽检值	超阈即异常

判定优先级

外观 > 薄膜 > 电学 > 成分

AI参与方式

自动阈值比对

人工复核触发

临界/低可信

AI系统工程师

检测流程与AI方法

流程总览

AI数据采集 → AI清洗数据 → AI主判定 → AI对标阈值 → 必要时人工复核 → 自动生成报告。单片目标用时≤6分钟,批次(20片)约1.5小时完成核心判定。

光学镜头检测硅晶圆示意

外观热力图

整片俯视图+网格热区,颗粒/划痕/腐蚀坑分类显示,颜色分级标注严重度。

厚度分布图

9点热力格,均值、3σ、偏移率统计,边缘敏感性自动标注。

电学对比图

AI预测vs实测散点图,误差统计,置信区间可视化展示。

成分抽检卡片

O/Si比值、金属污染状态,峰位截图,采样位置追溯。

AI判定规则

≥0.90且达标 → 合格

自动出报告并归档,无需人工处理。

0.80-0.90 → 观察

自动生成备注与关注点,坐标放入下批复测清单。

<0.80或超限 → 待复核

自动通知检测员复核,复核前不建议放行。

单片用时

0分钟

批次用时(20片)

0小时

AI可信度

0%

异常复核

3-5分钟/片

数据分析师

检测结果与数据分析

批次摘要

本批共20片晶圆,全部完成外观、厚度、Rs三项检测;随机抽取3片补做XPS成分核验。完成度100%,无漏测、无中断记录。总体判定:合格19片、观察1片、不合格0片。

检测结果主图

判定	片数	占比	主要原因/特征	处置
合格	19	95%	指标均在阈值内;外观颗粒小、分散	直接归档
观察	1	5%	Rs接近上限,离散正常;外观、厚度均达标	下批优先复测
不合格	0	0%	—	—

指标	结果	阈值	判定	备注
颗粒(≥0.3μm,颗/片)	24	≤35	合格	主要集中在3象限外环
划痕(最大长度,μm)	48	>50计缺陷	合格	单条、细长型,非功能区
腐蚀坑深度(nm)	8.6	≤10	合格	无环形腐蚀迹象
SiO₂厚度均值(nm)	15.07	15.0±0.3	合格	偏移率+0.47%
厚度均匀性3σ(%)	±2.6	≤±3.0	合格	边缘敏感:否
Rs均值(Ω/□)	61.1	60±1.2	观察	+1.1(略高),离散2.9Ω/□
XPS O/Si原子比	2.02	2.00±0.05	合格	3片抽检均正常
金属污染(atoms/cm²)	<7×10⁹	<1×10¹⁰	合格	未见可疑峰

结论与建议

总体判定

最终结论:合格。本批20片中,仅1片进入观察带(Rs均值略高但未越界),其余指标均在阈值内。AI主判定平均可信度0.94,异常触发的人工复核与AI结果一致。

放行建议:本批可整体放行。对"观察片"在生产流转单上加注"下批优先复测"标识。

快速优化建议

若后续批次仍出现Rs略高,可尝试:

沉积时间下调1-2%
腔温上调约2℃
下批优先复测边缘3点+中心1点

批次合格率

0%