預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導體監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法。本發(fā)明在對產(chǎn)品芯片進行正常生產(chǎn)前，先利用一表面涂覆有圖案化監(jiān)控材料層的監(jiān)控片送入機臺進行模擬生產(chǎn)，該監(jiān)控材料層中的圖案與產(chǎn)品芯片進行生產(chǎn)時表面涂覆的光阻圖案相同，一旦機臺產(chǎn)生偏移，會在監(jiān)控材料層中留下痕跡，進而可及早發(fā)現(xiàn)機臺偏移的情況產(chǎn)生，進而避免產(chǎn)品芯片產(chǎn)生機械刮傷的情況產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品良率；同時根據(jù)圖案化的監(jiān)控材料層也能夠很容易判斷出機臺偏移的具體位置，為后續(xù)的機臺維護提供方便。
【專利說明】預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]半導體行業(yè)日新月異，產(chǎn)品的集成度不斷提高；而伴隨集成度的提高，產(chǎn)品的線寬(Critical Dimens1n,⑶)也變得很小，目前已發(fā)展到納米級，各種缺陷已成為影響半導體良率的重要因素。生產(chǎn)線上存在很多隨機性的嚴重缺陷，一種因為機臺某些硬件偏移正常位置，造成芯片在生產(chǎn)中產(chǎn)生機械性刮傷缺陷就是非常嚴重的隨機缺陷，可參照圖1a和圖1b所示。機臺的硬件出現(xiàn)偏移是一個漸變的過程，當偏移的程度比較輕微，正常的生產(chǎn)時還不會損傷產(chǎn)品，這種變化很難被發(fā)現(xiàn)。但這種情況可能發(fā)生在生產(chǎn)線的所有機臺上，并且在發(fā)生時沒有明顯的征兆，當這種缺陷發(fā)生時會連續(xù)影響所有通過該機臺的產(chǎn)品，對產(chǎn)品的良率有很大的影響，甚至可能導致生產(chǎn)線上的所有批次lot (產(chǎn)品批次)報廢，給生產(chǎn)造成巨大損失。
[0003]目前業(yè)界針對這種機械刮傷缺陷還沒有很好的預(yù)防措施，只能通過對機臺進行定期的PM (per1dic maintenance,周期性維護)，同時開設(shè)較多的良率掃描站點來發(fā)現(xiàn)這種缺陷，但這會影響生產(chǎn)效率，同時造成了不必要的資源浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明根據(jù)以上不足提供了一種預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法，在對產(chǎn)品芯片進行正常生產(chǎn)時，先進行如下步驟:
[0005]步驟S1、提供一監(jiān)控片，在所述監(jiān)控片表面覆蓋有圖案化的監(jiān)控材料層；
[0006]步驟S2、將所述監(jiān)控片送入至機臺進行模擬生產(chǎn)，并在完成模擬生產(chǎn)后進行檢測，根據(jù)監(jiān)控材料層的損耗情況來判斷當前機臺是否產(chǎn)生偏移:
[0007]若機臺未產(chǎn)生偏移，則將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)，若機臺產(chǎn)生偏移，則對機臺進行維護后，再將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)。
[0008]上述的方法，其中，若機臺產(chǎn)生偏移，在對機臺進行維護后，繼續(xù)進行步驟SI，已確保進行維護后的機臺沒有產(chǎn)生任何偏移，繼續(xù)將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)。
[0009]上述的方法，其中，在進行模擬生產(chǎn)的過程中，將所述監(jiān)控片送入至機臺進行循環(huán)多次的模擬生產(chǎn)。
[0010]上述的方法，其中，將所述監(jiān)控片送入至機臺進行至少5次的模擬生產(chǎn)。
[0011 ] 上述的方法，其中，所述監(jiān)控片為光片控片。
[0012]上述的方法，其中，所述監(jiān)控材料層為光刻膠。
[0013]上述的方法，其中，在對所述產(chǎn)品芯片進行生產(chǎn)的過程中，包括一在所述產(chǎn)品芯片表面制備圖案化的掩膜層的步驟。
[0014]上述的方法，其中，所述監(jiān)控材料層厚度比所述產(chǎn)品芯片表面涂覆的掩膜層最大厚度厚20000-50000埃。
[0015]上述的方法，其中，所述圖案化的監(jiān)控材料層與所述圖案化的掩膜層中的圖形相同。
[0016]上述的方法，其中，采用相同規(guī)格或者同一掩膜板對所述監(jiān)控材料層和所述掩膜層進行圖案化處理。
[0017]本發(fā)明可有效及時地檢測出機臺是否產(chǎn)生偏移，，進而避免產(chǎn)品芯片產(chǎn)生機械刮傷的情況，保證了產(chǎn)品良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。
[0019]圖1a和圖1b為機臺硬件廣生偏移在廣品表面造成機械損傷的照片不意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷采用的方法的流程圖；
[0021]圖3a為在監(jiān)控片上制備圖案化的監(jiān)控材料層的示意圖；
[0022]圖3b為機臺偏移對圖3a中監(jiān)控材料層造成損傷的示意圖；
[0023]圖3c為在產(chǎn)品芯片表面制備圖案化的掩膜層的示意圖。

【具體實施方式】
[0024]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0025]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及詳細的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0026]本發(fā)明針對黃光區(qū)域的各機臺提出一種通過使用不同光阻厚度的控片對機臺定期監(jiān)測，然后掃描控片缺陷來預(yù)防機臺出現(xiàn)機械性刮傷的新方法。通過該方法能夠在機臺硬件發(fā)生偏移的早期及時發(fā)現(xiàn)其存在的異常，并通過設(shè)備工程師的及時檢修來預(yù)防機械性刮傷的產(chǎn)生，進而控制對產(chǎn)品的良率造成的致命影響。具體步驟可參照圖2以及圖3a_3c所示:
[0027]步驟S1、提供一監(jiān)控片10 (monitor substrate),在該監(jiān)控片表面覆蓋有圖案化的監(jiān)控材料層11，如圖3a所示。
[0028]在本發(fā)明中，一優(yōu)選但并不局限的實施方式為，該監(jiān)控片10為表面不具備任何圖形的襯底(或稱光片控片)，可選用沒有制備任何器件的硅襯底來作為上述的監(jiān)控片10，之后在該監(jiān)控片10之上制備圖案化的監(jiān)控材料層11。
[0029]可選的，該監(jiān)控材料層11為光阻(或稱光刻膠，photoresist)但并不僅僅局限于采用光阻作為監(jiān)控材料層U，在其他一些實施例中，也可采用其他材質(zhì)作為監(jiān)控材料層11，例如可選用圖案化的無定形碳(A-C)作為監(jiān)控材料層11，并通過圖案化工藝在其中形成圖案，具體的相關(guān)實施方式在此不予贅述。
[0030]在選用光阻作為監(jiān)控材料層11時，圖案化的具體步驟為:涂布一層光阻覆蓋在監(jiān)控片10的上表面，之后借助一具有開口圖案的掩膜板(photo mask)之后進行曝光顯影工藝，以在光阻中形成開口圖案，作為圖案化的監(jiān)控材料層11。在此需要說明的是，在此選用的掩膜板與后續(xù)對產(chǎn)品芯片進行曝光的掩膜板為相同規(guī)格或同一掩膜板，進而在進行曝光后，在監(jiān)控片10上模擬出了產(chǎn)品芯片上的光阻分布情況，進而為后續(xù)判斷機臺硬件是否產(chǎn)生偏移以及偏移的具體位置提供依據(jù)，同時也有利于降低掩膜板的設(shè)計成本。
[0031]其中，在監(jiān)控片10上涂覆光阻材料時，需要保證監(jiān)控片10上光阻的厚度要大于產(chǎn)品實際生產(chǎn)流程中，在產(chǎn)品上涂覆的最大光阻厚度20000?50000埃。根據(jù)不同機臺的硬件特性，選擇與之匹配的光阻厚度，例如在監(jiān)控片10上鋪設(shè)50000?100000埃的光阻，如圖3a所示。在產(chǎn)品進行生產(chǎn)時，由于產(chǎn)品芯片上涂覆光刻膠的厚度一般較薄，因此在出現(xiàn)損傷時可能由于損傷較小而無法被察覺，但是隨著生產(chǎn)的不斷進行，即使是微小的偏移也可能會帶來無法估量的損失，本發(fā)明通過涂覆厚度較大的監(jiān)控材料層11，一旦機臺產(chǎn)生偏移，會在監(jiān)控材料層11中留下較為明顯的痕跡，進而容易在缺陷掃描中被檢測出來。
[0032]步驟S2、將監(jiān)控片10送入至機臺進行模擬生產(chǎn)，并在完成模擬生產(chǎn)后進行檢測，根據(jù)監(jiān)控材料層11的損耗情況來判斷當前機臺是否產(chǎn)生偏移。
[0033]在本發(fā)明進行模擬生產(chǎn)的過程中，將監(jiān)控片10送入至機臺進行循環(huán)多次的模擬生產(chǎn)，一個優(yōu)選但并不僅僅局限的實施方式為，采用監(jiān)控片10進行至少循環(huán)5次的模擬生產(chǎn)，將監(jiān)控片10送入FOUP (晶圓盒)中，讓機臺循環(huán)完成如下流程:機臺機械臂從FOUP取出控片，放入機臺STAGE，放入機臺各個腔體，再將控片取出，放回FOUP的過程。例如可通過10次這樣的循環(huán)后對監(jiān)控片10進行缺陷掃描，根據(jù)掃描結(jié)果判斷是否存在機械刮傷缺陷如示意圖3b所示，從而實現(xiàn)對機臺異常情況的偵測。
[0034]若機臺未產(chǎn)生偏移，則將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)，若機臺產(chǎn)生偏移，則對機臺進行維護后，再將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)。
[0035]在此步驟中，可通過一缺陷掃描設(shè)備(例如掃描電子顯微鏡)對監(jiān)控片10進行缺陷掃描。在對監(jiān)控片10進行模擬生產(chǎn)的過程中，由于監(jiān)控片10多次經(jīng)歷了與產(chǎn)品芯片相同的工藝流程，且監(jiān)控片10上涂覆有厚度遠大于在實際情況中產(chǎn)品芯片上涂覆的光阻厚度，因此一旦機臺中的硬件設(shè)備產(chǎn)生偏移，會在監(jiān)控片10上涂覆的監(jiān)控材料層11中造成損傷。進一步的，由于監(jiān)控材料層11中的圖形與產(chǎn)品芯片上的掩膜層(例如光阻)的圖形完全相同(可參照圖3C所示)，一旦因機臺偏移而在監(jiān)控材料層11中留下?lián)p傷痕跡時，能夠真實的反映出在將產(chǎn)品芯片置于機臺進行生產(chǎn)時，因機臺偏移而對產(chǎn)品芯片造成機械刮傷，根據(jù)圖案化的監(jiān)控材料層11具體受損傷的方位即可判斷出機臺偏移的位置及程度，為后續(xù)幾臺維護和校準提供依據(jù)。
[0036]因此，在將監(jiān)控片10送入機臺進行多次的循環(huán)處理并完成缺陷檢測后，若在監(jiān)控材料層11中并沒有發(fā)現(xiàn)機臺產(chǎn)生偏移的情況，可將產(chǎn)品芯片裝入FOUP并送人機臺進行生產(chǎn)。圖3c為本發(fā)明其中一實施例對產(chǎn)品芯片進行正常生產(chǎn)的示意圖，該產(chǎn)生芯片中的襯底100中具有N阱(N-Well，NW)以制備PM0S，P阱(P_Well，PW)以制備NM0S，N阱和P阱之間通過STI (淺溝槽隔離)進行隔離。在某些工藝中，需要單獨對NMOS區(qū)進行離子注入，一般是采用光刻膠將兩側(cè)的PMOS區(qū)進行覆蓋，利用圖案化的掩膜層(例如光刻膠，PR) 200作為注入掩膜。進行相關(guān)后續(xù)工藝不是本發(fā)明之重點，將任何常規(guī)工藝及構(gòu)造應(yīng)用到本發(fā)明中都可適用。如果一旦在監(jiān)控材料層11發(fā)現(xiàn)機臺產(chǎn)生偏移的情況，即立刻停止機臺運行，并對機臺進行校準等維護等操作，待機臺完成維護后，進行正常的產(chǎn)品生產(chǎn)。同時為了確保維護后的機臺不會有偏移，可在對機臺進行維護后，繼續(xù)進行步驟Si，利用監(jiān)控片繼續(xù)檢測機臺是否產(chǎn)生偏移，直到利用監(jiān)控片檢測出機臺沒有出現(xiàn)任何偏移，最后進行正常的產(chǎn)品芯片生產(chǎn)。
[0037]綜上所述，由于本發(fā)明采用了如上技術(shù)方案，在對產(chǎn)品芯片進行正常生產(chǎn)前，先利用一表面涂覆有圖案化監(jiān)控材料層的監(jiān)控片送入機臺進行模擬生產(chǎn)，且該監(jiān)控材料層中的圖案與產(chǎn)品芯片進行生產(chǎn)時表面涂覆的光阻圖案相同，一旦機臺產(chǎn)生偏移，會在監(jiān)控材料層中留下痕跡，進而可及早發(fā)現(xiàn)機臺偏移的情況產(chǎn)生，進而避免產(chǎn)品芯片產(chǎn)生機械刮傷的情況產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品良率；同時根據(jù)圖案化的監(jiān)控材料層也能夠很容易判斷出機臺偏移的具體位置，為后續(xù)的機臺維護提供方便。
[0038]以上對本發(fā)明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)防機臺偏移對產(chǎn)品造成機械刮傷的方法，其特征在于，在對產(chǎn)品芯片進行正常生產(chǎn)時，先進行如下步驟: 步驟S1、提供一監(jiān)控片，在所述監(jiān)控片表面覆蓋有圖案化的監(jiān)控材料層； 步驟S2、將所述監(jiān)控片送入至機臺進行模擬生產(chǎn)，并在完成模擬生產(chǎn)后進行檢測，根據(jù)監(jiān)控材料層的損耗情況來判斷當前機臺是否產(chǎn)生偏移； 若機臺未產(chǎn)生偏移，則將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)，若機臺產(chǎn)生偏移，則對機臺進行維護后，再將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若機臺產(chǎn)生偏移，在對機臺進行維護后，繼續(xù)進行步驟SI，已確保進行維護后的機臺沒有產(chǎn)生任何偏移，繼續(xù)將產(chǎn)品芯片送入機臺進行生產(chǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進行模擬生產(chǎn)的過程中，將所述監(jiān)控片送入至機臺進行循環(huán)多次的模擬生產(chǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將所述監(jiān)控片送入至機臺進行至少循環(huán)5次的模擬生產(chǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控片為光片控片。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控材料層為光刻膠。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對所述產(chǎn)品芯片進行生產(chǎn)的過程中，包括一在所述產(chǎn)品芯片表面制備圖案化的掩膜層的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控材料層的厚度比所述產(chǎn)品芯片表面涂覆的掩膜層的最大厚度厚20000-50000埃。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述圖案化的監(jiān)控材料層與所述圖案化的掩膜層中的圖形相同。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，采用相同規(guī)格或者同一掩膜板對所述監(jiān)控材料層和所述掩膜層進行圖案化處理。
【文檔編號】H01L21/02GK104269363SQ201410441418
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】何理, 許向輝 申請人:上海華力微電子有限公司