工具中ESD事件监测方法和设备技术

在本发明专利技术的一个实施例中，公开了一种用于静电放电(ESD)事件监测的设备，所述设备并入有带电器件模型事件模拟器(CDMES)单元，所述设备包括：至少一根天线，所述天线位于处理区域中；ESD检测器，所述ESD检测器耦接至所述至少一根天线；所述ESD检测器无线地耦接至所述CDMES单元；以及所述ESD检测器针对由所述CDMES单元产生的不同放电能量而经校准。CDMES单元产生的不同放电能量而经校准。CDMES单元产生的不同放电能量而经校准。

【技术实现步骤摘要】
工具中ESD事件监测方法和设备
[0001]本申请是申请日为2013年12月27日、国际申请号为PCT/US2013/078038、国家申请号为201380073763.2、专利技术名称为“工具中ESD事件监测方法和设备”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请案的交叉引用
[0003]本申请案要求美国临时申请案No.61/747,199的优先权和权益。


[0004]本专利技术的实施例大体涉及一种用于工具中监测和表征静电放电(electrostatic discharge,ESD)事件的方法和设备，和/或涉及一种CDMES/微型脉冲(MiniPulse)设备和方法，和/或其他类型的带电器件模型事件模拟器(charged device model event simulators,CDMES)、检测器和方法。本文所公开的至少一种方法和设备提供在例如集成电路(integrated circuits,ICs)生产工具和/或不同工艺中的实时ESD事件监测，以及使用一种或多种带电器件模型(charged device model，CDM)方法来辅助阻止ESD相关滤波。本文公开了一种用于监测ESD事件的方法和两种用于校准监测器的方法。

技术介绍

[0005]本文所提供的
技术介绍
描述是出于一般地提供本公开的上下文的目的。本专利技术人的某些工作(即已在此
技术介绍
部分中作出描述的工作)以及说明书中某些在申请日时尚未成为现有技术的方面，均不被明示或暗示为相对于本公开的现有技术。
[0006]CDM事件代表在人工和自动化电子IC生产系统中发生的静电放电。在生产工具中，IC可通过多种方式获取电荷，诸如例如通过与附近电场接触、摩擦和/或感应(仅列举几种可能的方式)。当IC的导电部分接触到接地装备部分或者具有较低电位的部分时，所积聚的IC电荷自由地自发放电。因此，相对较高的放电电流(ESD事件)可损坏或者损伤IC(参见，例如图la和图lb)。
[0007]IC部件的设计通常并入特别的手段(或者特定部件)以保护部分免受ESD影响。半导体行业已经开发出了用于测试IC器件的若干种标准方法，并且已经定义出了所述IC器件的CDM ESD阈值参数，例如耐电压和电流幅值。可应用的标准还详细说明了用于自动化IC CDM测试的测试设备要求。这些方法和器件可在IC设计阶段、产品认证最终测试和受损器件的故障分析期间使用。
[0008]然而，常规技术遭受以下将论述的各种约束和/或缺陷。根据本专利技术的各种实施例的一个目标为提供一种用于IC生产工具和制造工艺中实时监测和校准ESD事件的方法和设备。
[0009]图la示出工具或者处理腔室中带电(IC)器件CDM事件的典型放电模型100。在图la中，微型脉冲ESD检测器105(或者另一类型的ESD检测器105)截取电磁波140，以及机械手放置操纵装置115(或者另一合适类型的机械臂115)将带电器件125放置到测试插座130中。所述测试插座130通常被放置在合适的测试台131、基座131或者另一合适的平台131上。当带
电器件125接近测试插座130时，放电(ESD)发生并且天线135(耦接至微型脉冲检测器105)截取放电事件波140。在该实例中，ESD事件是以电火花形式在具有不同电压电位的两个导电部分125和130之间发生的放电141。所述导电部分125和130以及其他半导体处理装备可以在工具或者处理腔室132中，所述工具或者处理腔室132可具有任何合适的尺寸，诸如例如大约2
×
2英尺、4
×
4英尺，或者其他尺寸。
[0010]常规技术的当前问题是ESD检测器校准困难。此困难是由于例如提供放电事件本身的再现性的挑战。由于处理点本身的材料和构造强加在辐射电场波形上的条件，还存在其他困难。因此，当前技术受限于其性能并且遭受至少上述约束和缺陷。本专利技术的实施例提供用于克服校准ESD检测器的困难的系统及方法。
[0011]图lb示出其中放电以电火花形式在两个导电部分之间发生的CDM静电事件的典型示例性电压/电流波形的屏幕截图。顶部波形180是示例性输出信号(电流脉冲)，所述示例性输出信号类似于将在下文根据本专利技术的一个实施例论述的由CDMES(带电器件模型事件模拟器)产生的示例性输出信号。下部波形185是响应于入射传播场的示例性微型ESD(MicroESD)天线135。
[0012]在图lb中，顶部波形180示出脉冲信号，所述脉冲信号类似于也可从CDMES装置产生和/或模拟的脉冲信号，所述CDMES装置将在下文根据本专利技术的一个实施例进行论述。底部波形185示出由耦接至微型脉冲检测器105的天线135检测到的辐射信号。所述微型脉冲检测器105包括电子电路，所述电子电路能够接收由天线135截取的信号。如果电子电路基于同样将在下文论述的ESD电压和脉冲持续时间阈值水平而确定此信号是所关注的ESD事件，那么所述电子电路将归类此信号为ESD事件110。

技术实现思路

[0013]在本专利技术的一个实施例中，一种用于静电放电(ESD)事件监测的设备，所述设备并入有带电器件模型事件模拟器(CDMES)单元，所述设备包括：至少一根天线，所述天线位于第一处理区域中；ESD检测器，所述ESD检测器耦接至所述至少一根天线；所述ESD检测器无线地耦接至所述CDMES单元；以及所述ESD检测器针对由所述CDMES单元产生的不同放电能量而经校准。
[0014]在本专利技术的另一实施例中，一种用于静电放电(ESD)事件监测的方法，所述方法并入有带电器件模型事件模拟器(CDMES)单元，所述方法包括：检测放电能量；以及针对不同的放电能量校准静电检测器。
[0015]应了解，上文一般描述及下文详细描述都仅为示范性及说明性的并且并非限制本专利技术，如所主张的。
[0016]并入和构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的一个(若干)实施例，并且与所述描述一起用来解释本专利技术的原理。
附图说明
[0017]参照以下附图描述了本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则在所有各种视图中相同的附图标记可以指示相同的部分。
[0018]图1a是在工具或者处理腔室中带电(IC)器件CDM事件的典型放电模型的简图。
[0019]图1b是其中放电以电火花形式在两个导电部分之间发生的CDM静电事件的典型示例性电压/电流波形的波形图的屏幕截图。
[0020]图2是根据本专利技术的一个实施例的具有外接HVPS(高压电源)和示波器的带电器件模型事件模拟器的简图。
[0021]图3a是根据本专利技术的一个实施例的CDMES脉冲波形的方块图，所述CDMES脉冲波形代表当CDMES被触发时产生的典型电流脉冲。
[0022]图3b是根据本专利技术的一个实施例的系统(或者设备)的简图，所述系统(或者设备)包含带电器件模型事件模拟器，并且其中所述系统被配置成还提供用于ESD事件检测器的校准方法。
[0023]图3c是根据本专利技术的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于静电放电(ESD)事件监测的设备，所述设备包括带电器件模型事件模拟器(CDMES)单元，所述设备包括：ESD检测器，所述ESD检测器耦接至至少一根天线，所述至少一根天线位于处理区域中；所述ESD检测器无线地耦接至所述CDMES单元；以及所述ESD检测器针对由所述CDMES单元产生的不同放电能量而经校准；其中所述ESD检测器被配置成：将可调节的阈值电压水平与由所述至少一根天线接收的ESD辐射脉冲的信号幅值进行比较，并且确定所述ESD辐射脉冲的脉冲时长是否位于ESD事件的时间间隔边界内；其中所述ESD检测器被配置成：当所述ESD辐射脉冲的信号幅值超过所述可调节的阈值电压水平并且所述ESD辐射脉冲的脉冲时长位于所述ESD事件的时间间隔边界内时，产生信号，所述信号指示是有效ESD类型事件的EMI(电磁干扰或发射)。2.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括工具处理区域。3.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括在工具处理区域外部的区域。4.如权利要求1所述的设备，其中：所述至少一根天线包括耦接到所述ESD检测器的第一天线和耦接到所述ESD检测器的第二天线；以及所述第一天线定位在第一处理区域中，以及所述第二天线定位在第二处理区域中。5.如权利要求4所述的设备，其中所述第一处理区域与所述第二处理区域分隔开，以及其中所述第一天线和所述第二天线形成多通道。6.如权利要求4所述的设备，其中所述第一天线和所述第二天线具有类似的天线响应灵敏度。7.如权利要求4所述的设备，其中所述第一天线和所述第二天线具有不同的天线响应灵敏度。8.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括被配置成接收半导体芯片的插座。9.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括被配置成接收多个半导体芯片的多个插座。10.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括镊子，所述镊子被配置成接收晶片。11.如权利要求1所述的设备，其中所述处理区域包括导电迹线，所述导电迹线可由测试探头接触。12.如权利要求1所述的设备，其中所述ESD检测器包括电路，所述电路被配置成：检测辐射脉冲电磁信号、鉴别不同的脉冲事件类型、以及当带电器件模型(CDM)事件高于校准阈值时登记带电器件模型(CDM)事件。13.如权利要求1所述的设备，其中所述ESD检测器被配置成基于可调节的脉冲事件阈值来鉴别不同的脉冲事件类型。14.如权利要求1所述的设备，其中所述ESD检测器包括电路，所述电路被配置成测量所述ESD辐射脉冲瞬变的混合功率(瓦)以确定所述混合功率是否大于检测阈值设置，以及其中所述ESD检测器被配置成当所述ESD辐射脉冲瞬变的混合功率(瓦)大于所述检测阈值设置时产生信号，所述信号指示是有效ESD类型事件的EMI(电磁干扰或发射)。
15.如权利要求12所述的设备，其中所述ESD检测器是基于对所述CDM事件的一个或多个模拟而针对特定的器件耐电压阈值校准的，以及其中所述ESD检测器通过相对于所预计的CDM事件源改变CDMES放电电压和/或天线的位置来进行原位校准。16.如权利要求1所述的设备，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：