CN102412174B - 半导体晶片制造中的污染控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体晶片制造中的污染控制方法，包括以下步骤：在晶片批经过导片机时，判断晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符、判断晶片批所经过的前一工艺段与晶片批所处的晶片盒的类型是否对应、并判断晶片批带有的污染标识与预设的导片机允许经过的污染标识是否相符；在上述判断结果均为是时，控制导片机执行晶片批的交换；之后将晶片批的污染标识变更为与导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应。本发明还相应公开一种污染控制装置。本发明提供的污染控制方法及装置，实现了半导体晶片制造中的严格污染控制，能够消除晶片制造中潜在于晶片、晶片盒、工作台及它们之间的污染和交叉污染隐患。

Description

半导体晶片制造中的污染控制方法及装置

技术领域

本发明涉及半导体晶片(wafer)制造技术领域，尤其涉及一种在半导体晶片的制造过程中利用导片机流程实现的污染控制方法及***。

背景技术

在半导体晶片的制造过程中，防止交叉污染的重要性向来有目共睹。一旦存在带有污染标识的晶片进入关键工艺设备后，将严重影响此关键工艺的设备氛围，在不停顿的后续作业中，此氛围将严重影响后续大批量的晶片，其会在器件中引入一些有害元素，从而直接导致器件可靠性变差、甚至不工作；更有甚者，关键工艺的设备受到上述污染后，可能直接导致设备不可再利用。所有这些将对工厂的运作产生致命性的影响。

另一方面，随着制造工艺的不断发展，铜制程由于其低阻、高抗电迁移等优越性而开始应用于0.13μm及以下的半导体制造工艺中。然而，基于生产线的产能以及成本的考虑，需要铜制程与铝制程共用生产线，此时污染控制变得尤为重要，这是因为铜的污染会严重影响器件性能，例如，致使短沟道效应增强等。目前，针对类似上述这种共用生产线的不同流程段之间避免污染的需要，通常是用导片机(Sorter)流程进行导片来实现，然而，导片机流程对于污染的控制仅限于FOUP(front-opening unified pod，前端开口晶片盒，本文中简称为晶片盒)类型的确认，而并不限制晶片批(Lot)的污染标识；而且，在将Lot经过导片后转到新的FOUP时，也不会对当前Lot的污染标识进行更改；由此可能造成如下两个问题。

首先，如果Lot在本工艺段内的污染标识没有去除，但被允许进入其他工艺段，便可能会造成对后续工艺段所用Foup的污染和机台的污染。例如，Lot从镍工艺段(NI)转到标准前端工艺段(FE)时，假设一开始确认的Foup类型为Type NI，Lot的污染标识为NI；在Lot经过导片机后，Foup实物会换成Type FE的类型，但Lot的污染标识仍为NI，而没有通过例如清洗过程等加以去除；这样，还带着NI污染的Lot会直接经过导片机，从而污染类型为Type FE的Foup，同时还可能污染FE工艺段的机台。

其次，如果Lot在本流程段内的污染指标得以去除，该Lot在进入下个流程段时，由于下个流程段的Foup已经被使用过，从而该Foup可能将其带有的污染标识传染给Lot，而此Lot却还保持原来的污染标识，由此造成Lot的实际污染与污染标识不符，进而有成为潜在污染源的隐患。例如，Lot从标准后端工艺段(BE)转到铜工艺段(CU)时，假设一开始确认的Foup类型为Type BE，Lot的污染标识为BE；在Lot经过导片机后，Foup实物会换成Type CU的类型，但Lot的污染标识仍为BE；然而事实上，Lot已经被带有CU的Foup污染，从而造成Lot的实际污染与污染标识不符，由此可能在后续工艺段中污染其他的Foup，同时也可能污染后续工艺段的机台。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种半导体晶片制造中的污染控制方法及装置，以解决现有技术中仅对晶片盒类型进行确认的污染控制手段所存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种半导体晶片制造中的污染控制方法，应用于包括多个工艺段的晶片生产线，各工艺段对应不同类型的晶片盒，且相邻的工艺段之间设有导片机，所述导片机用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒，其中，该方法包括以下步骤：

S1.在晶片批经过所述导片机时，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许所述导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与所述晶片批所处的晶片盒的类型是否对应，并判断所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识是否相符；

S2.在上述判断结果均为是时，控制所述导片机执行所述晶片批的交换；

S3.在所述导片机执行所述交换后，将所述晶片批的污染标识变更为与所述导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应。

本发明的实施例还相应提供了一种半导体晶片制造中的污染控制装置，应用于包括多个工艺段的晶片生产线，各工艺段对应不同类型的晶片盒，且相邻的工艺段之间设有导片机，所述导片机用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒，其中，该装置包括：

条件检测单元，用于在晶片批经过所述导片机时，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许所述导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与所述晶片批所处的晶片盒的类型是否对应，并判断所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识是否相符；

命令执行单元，用于在所述条件检测单元的上述判断结果均为是时，控制所述导片机执行所述晶片批的交换；以及

标识变更单元，用于在所述导片机执行所述交换后，将所述晶片批的污染标识变更为与所述导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应。

由上述技术方案可知，本发明提供的半导体晶片制造中的污染控制方法及装置，能够控制导片机仅允许带有符合交换要求的污染标识的晶片批交换到后一工艺段，同时能够使晶片批带有的污染标识与实际的污染情况相符，从而实现了污染的严格控制，消除了半导体晶片制造中潜在的污染隐患。

附图说明

图1为本发明半导体晶片制造中的污染控制方法的实施例流程图；

图2为本发明半导体晶片制造中的污染控制装置的实施例结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

图1为本发明半导体晶片制造中的污染控制方法的实施例流程图，如图所示，本实施例的污染控制方法包括以下步骤S101-S108。

S101、根据晶片盒的类型将晶片生产线划分成多个工艺段；

在一个实施例中，本发明的污染控制方法应用于晶片生产线，为便于污染控制，首先将该晶片生产线划分成多个工艺段，例如，标准前端工艺段FE、标准后端工艺段BE、铜工艺段CU和镍工艺段NI等等。并且，以上各工艺段分别对应不同类型的晶片盒，例如，晶片盒的类型也包括FE、BE、CU、NI等等。相应地，晶片批在某个工艺段放入某一类型的晶片盒后，便会带上相应地污染标识，例如，在NI工艺段放入类型NI的晶片盒后，相应变会带上NI的污染标识。

进一步，在某些具有污染控制需求的相邻工艺段之间还设有导片机，其用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒。如上所述，导片机设在两个相邻的工艺段之间，相应地，导片机便可以视作将晶片批从前一工艺段对应的晶片盒交换至后一工艺段对应的晶片盒的中转站点，该站点便可以用所述相邻的两个工艺段类型来表示，例如NI工艺段与FE之间的导片机可以用NI2FE(这里“2”代表英文的“to”，即中文“至”的意思)来表示，依此类推，导片机的站点类型还包括FE2BE、BE2CU等等。在一个实施例中，在晶片批经过某个导片机时，本发明的方法开始执行后续S102-S105的判断。

另外，如上所述，导片机一般仅设在有污染控制需求的相邻工艺段之间，相应地，在一个实施例中，针对某一晶片批而言，其在生产线上从前一工艺段进入后一工艺段时，会判断该晶片批是否要经过导片机，如果经过导片机则继续后文所述的判断步骤，否则表明此处工艺段的污染控制需求不高，仅需转入常规的污染管控即可。也即，在一个实施例中，步骤S101与步骤S102之间还包括一个判断是否经过导片机的步骤，如果是则继续步骤S102，否则如上文所述转入常规的污染管控步骤。

S102、判断晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符，如果是则继续步骤S103，否则转步骤S108；

本步骤用于判断晶片批所经过的工艺段的顺序是否出现混乱，如果经过判断得出前一工艺段与导片机允许交换的前一工艺段相符，则表明工艺段的顺序正确，因而得以继续下一判断；否则表明晶片批的工艺段顺序存在错误，也意味着晶片批的污染状况不明，需要经过特殊处理以通过本步骤的判断之后才能继续执行本实施例的方法。

以处于FE2BE站点的导片机为例，正常情况下，经过该导片机的晶片批所经的前一工艺段应为FE工艺段，如果通过判断得出导入的晶片批所经的前一工艺段类型不为FE，则表明该晶片批的工艺段顺序有误，因此不能允许通过该导片机；另外，在这种情况下，前一工艺段的机台也可能受到来自该晶片批的交叉污染，这需要另外进行处理，例如发出告警、通知维护人员检查并更换晶片批、清洗机台等等。

S103、判断晶片批所经过的前一工艺段与晶片批所处的晶片盒的类型是否对应，如果是则继续步骤S104，否则转步骤S108；

本步骤用于判断该晶片批在前一工艺段中是否出现晶片盒错放的现象，如果经过判断得出前一工艺段与晶片批所处晶片盒的类型相符，则表明没有出现错放，因而得以继续下一判断；如果经过判断得出不符，则表明出现错放，由此意味晶片批的污染状况不明，需要经过特殊处理以通过本步骤的判断之后才能继续执行本实施例的方法。

以处于BE2CU站点的导片机为例，经过该导片机的晶片批所经的前一工艺段为BE工艺段，那么正常情况下，经过该导片机的晶片批也应该从BE类型的晶片盒导入，如果通过判断得出导入的晶片批所处的晶片盒类型不为BE，则表明该晶片批可能受到了不明类型的晶片盒的污染，因此不能允许通过该导片机；同时，在这种情况下，相应地晶片盒也可能受到来自该晶片批的交叉污染，这需要另外进行处理，例如发出告警、通知维护人员检查并进行更换晶片盒等操作等等。

S104、判断晶片批带有的污染标识与预设的导片机允许经过的污染标识是否相符，如果是则继续步骤S105，否则转步骤S108；

本步骤用于判断晶片批在进入有严格污染控制需求的后一工艺段之前是否经过了污染去除处理，如果经过判断得出晶片批的污染标识与预设的该导片机允许经过的污染标识相符，则表明后一工艺段可能没有污染控制需求或者该晶片批已经进行了污染去除处理，因而得以继续后续步骤；否则表明后一工艺段存在污染控制需求而该晶片批未经过污染去除处理，需要进行相应地处理以通过本步骤的判断之后才能继续执行本实施例的方法。

以处于NI2FE站点的导片机为例，由于晶片批经过NI工艺段后会带上NI的污染标识，而FE工艺段对于污染控制的需求较高，因而，可以假设预设的NI2FE的导片机允许经过的污染标识为F0(NI污染标识经过清洗处理后的标识)，如果经过判断得出进入NI2FE导片机的晶片批带有的污染标识仍为NI，则表明从NI工艺段出来的晶片批未经过污染去除处理，因而需要经过污染去除处理，例如转入自动清洗处理工艺段，或者发出告警、通知维护人员检查并对该晶片批进行清洗处理等等。

S105、判断导片机将要进行晶片批交换的后一工艺段对应类型的晶片盒是否存在，如果是则继续步骤S106，否则转步骤S108；

本步骤用于判断晶片批是否能正确导入后一工艺段的晶片盒中，如果经过判断得出后一工艺段对应类型的晶片盒存在，则表明该晶片批可以正常进行交换，因而得以继续下一判断；否则表明晶片批的交换暂时无法进行，需要经过特殊处理以通过本步骤的判断之后才能继续执行本实施例的方法。

仍以处于NI2FE站点的导片机为例，正常情况下，导片机应将经过的晶片批导入FE工艺段所对应的FE类型的晶片盒中，如果通过判断得出FE类型的晶片盒不存在，则表明该晶片批无法进行正常导入，此时便需要另外进行处理，例如发出告警、通知维护人员检查并补充晶片盒等等。

S106、控制导片机执行晶片批的交换；

在本实施例中，只有上述步骤S102-S105的判断结果均为是时，才会转入本步骤执行晶片批的交换，将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒正确导入后一工艺段对应类型的晶片盒中。并且，在一个实施例中，上述S102-S105各步骤的顺序并无特定要求，而是可以按任意次序进行。

S107、按导片机的标识变更规则变更该晶片批的污染标识。

在导片机完成将经过的晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒导入后一工艺段对应类型的晶片盒后，需要对晶片批的污染标识进行更改，以准确、及时地反映出晶片批的污染状况，便于后续工艺段站点的导片机作出类似于步骤S104的判断。在一个实施例中，即用该导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应类型的污染标识来替换该晶片批原来的污染标识。

以BE2CU站点的导片机为例，在导片机将所经过的晶片批从BE类型的晶片盒导入CU类型的晶片盒后，本实施例的方法便执行晶片批的污染标识变更操作，即，用CU的污染标识来替换该晶片批原来的污染标识，由此便能准确反映出晶片批的污染状况，避免出现实际污染与污染标识不符的情况，进而杜绝该晶片批在后续工艺段中污染其他的晶片盒或后续工艺段的机台的可能性。

S108、控制导片机暂停执行晶片批的交换，并在进行对应处理后返回相应地步骤继续判断。

在步骤S102-S105的判断结果不均为是，即，有任一步骤的判断结果为否时，就表明该晶片批出现了污染状况不明或其他不能允许通过导片机的情况(具体可参见上述各步骤的详细说明)，此时应当控制导片机暂停执行晶片批的交换操作，需要进行另外的特殊处理以通过相应步骤的判断之后才能继续执行后续步骤。例如以上步骤S104中具体所述，针对经过NI2FE站点导片机的晶片批而言，在该步骤S104的判断结果为否时，需要对晶片批进行例如清洗处理以去除NI污染标识之后才能继续交换操作。至于其他步骤判断结果为否的具体情况也可以参照各步骤中的详细说明，此处不再赘述。

综上所述，本实施例提供的污染控制方法，在半导体晶片的制造中通过工艺段的划分以及对晶片盒类型和晶片批带有的污染标识所进行的双重管控，能够控制导片机仅允许带有符合交换要求的污染标识的晶片批交换到后一工艺段，同时能够使晶片批带有的污染标识与实际的污染情况相符，从而实现了污染的严格控制，消除了半导体晶片制造中潜在的污染隐患。

本发明相应还提供一种半导体晶片制造中的污染控制装置，与上述方法类似，本发明的装置应用于包括多个工艺段的晶片生产线，各工艺段对应不同类型的晶片盒，且相邻的工艺段之间设有用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒的导片机。

进一步，图2为本发明半导体晶片制造中的污染控制装置的实施例结构图，如图所示，本实施例的污染控制装置包括：条件检测单元21、命令执行单元22、标识变更单元23及污染去除单元24。其中，条件检测单元21用于在晶片批经过导片机时执行包括以下内容的判断：判断晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符、判断晶片批所经过的前一工艺段与晶片批所处的晶片盒的类型是否对应、判断晶片批带有的污染标识与预设的导片机允许经过的污染标识是否相符、以及判断导片机将要进行晶片批交换的后一工艺段对应类型的晶片盒是否存在。接续，命令执行单元22用于在条件检测单元21的上述判断结果均为是时，控制导片机执行晶片批的交换；并在条件检测单元21的上述判断结果不均为是时，控制导片机暂停执行晶片批的交换。标识变更单元23则用于导片机在命令执行单元22的控制下完成晶片批的交换后，根据预设的与该导片机对应的标识更改规则对晶片批的污染标识进行变更；在一个实施例中，标识变更单元23将晶片批的污染标识变更为与导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应，即，用该导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应类型的污染标识来替换该晶片批原来的污染标识。最后，污染去除单元24用于在经条件检测单元21判断得出晶片批带有的污染标识与预设的导片机允许经过的污染标识不相符时，对晶片批执行污染去除处理。由于本领域普通技术人员通过结合图1阅读以上方法实施例的具体说明，应可轻易地了解本实施例污染控制装置的相关运作，因此进一步的说明在此便不再赘述。

综上所述，本发明实施例半导体晶片制造中的污染控制方法及装置，能够控制导片机仅允许带有符合交换要求的污染标识的晶片批交换到后一工艺段，同时能够使晶片批带有的污染标识与实际的污染情况相符，从而实现了污染的严格控制，消除了半导体晶片制造中潜在的污染隐患。并且，由上述实施例可知，一方面，本发明的污染控制方法各个步骤及其整体，可以对应于存储在计算机可读存储介质中的计算机可执行指令及其组成的计算机可执行程序；而另一方面，本申请的污染控制装置各个单元及其整体，则可以对应于用以执行该计算机可执行程序或指令的各部分计算机硬件及其组成的硬件集合。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种半导体晶片制造中的污染控制方法，应用于包括多个工艺段的晶片生产线，各工艺段对应不同类型的晶片盒，且相邻的工艺段之间设有导片机，所述导片机用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒，其中，该方法包括以下步骤：

S1.在晶片批经过所述导片机时，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许所述导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与所述晶片批所处的晶片盒的类型是否对应，并判断所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识是否相符；

S2.在上述判断结果均为是时，控制所述导片机执行所述晶片批的交换；

S3.在所述导片机执行所述交换后，将所述晶片批的污染标识变更为与所述导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应；

其中，所述步骤S1中还包括：

在所述晶片批经过所述导片机时，判断所述导片机将要进行晶片批交换的后一工艺段对应类型的晶片盒是否存在。

2.如权利要求1所述的半导体晶片制造中的污染控制方法，其中，所述步骤S2还包括：在上述判断结果不均为是时，控制所述导片机暂停执行所述晶片批的交换。

3.如权利要求2所述的半导体晶片制造中的污染控制方法，其中，所述步骤S2还包括：

在经所述步骤S1判断得出所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识不相符时，对所述晶片批执行污染去除处理，之后再返回所述步骤S1。

4.一种半导体晶片制造中的污染控制装置，应用于包括多个工艺段的晶片生产线，各工艺段对应不同类型的晶片盒，且相邻的工艺段之间设有导片机，所述导片机用于将晶片批从前一工艺段对应类型的晶片盒交换至后一工艺段对应类型的晶片盒，其中，该装置包括：

条件检测单元，用于在晶片批经过所述导片机时，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与预设的允许所述导片机进行晶片批交换的前一工艺段是否相符，判断所述晶片批所经过的前一工艺段与所述晶片批所处的晶片盒的类型是否对应，并判断所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识是否相符；

命令执行单元，用于在所述条件检测单元的上述判断结果均为是时，控制所述导片机执行所述晶片批的交换；以及

标识变更单元，用于在所述导片机执行所述交换后，将所述晶片批的污染标识变更为与所述导片机执行晶片批交换的后一工艺段对应；

其中，所述条件检测单元还用于在所述晶片批经过所述导片机时，判断所述导片机将要进行晶片批交换的后一工艺段对应类型的晶片盒是否存在。

5.如权利要求4所述的半导体晶片制造中的污染控制装置，其中，所述命令执行单元还用于在所述条件检测单元的上述判断结果不均为是时，控制所述导片机暂停执行所述晶片批的交换。

6.如权利要求5所述的半导体晶片制造中的污染控制装置，其中，还包括：污染去除单元，用于在经所述条件检测单元判断得出所述晶片批带有的污染标识与预设的所述导片机允许经过的污染标识不相符时，对所述晶片批执行污染去除处理，之后再返回所述条件检测单元进行判断。

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