一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法技术

本发明专利技术公开了一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，包括如下步骤：(1)先判断该不良原因是不良品相关联的机台造成的还是环境造成的，若是后者，则进行下一步；(2)确定污染物的物种；(3)排查待监测的洁净室空间内的机台，排除不涉及的污染物物种的机台；(4)利用上述气流流线进行逆向反推，从出现不良品相关联的机台出发，排除气流流线不会经过的机台；(5)依据所述逆向的气流流线的时间特性与机台起始时间，查出不可能的机台，然后排除这些不可能的机台；(6)进一步的检测确定污染物的来源。本发明专利技术的方法不仅没有增加额外的投入、成本较低，而且可以有效地查找到污染源，形成了一套系统性的方法。形成了一套系统性的方法。形成了一套系统性的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法。

技术介绍

[0002]半导体集成电路(IC)产业经历了指数式增长，IC材料和设计方面的技术进步产生了多代IC，其中，每一代都具有比上一个代更小和更复杂的电路。在IC发展过程中，功能密度大幅增加了而几何尺寸减小。通常这种按比例缩小工艺通过提高生产效率和降低相关成本来提供很多益处。这种按比例缩小增加了加工和生产IC的复杂度，也对生产环境(洁净室)提出了越来越高的要求。尤其是，为了进一步按比例缩小几何尺寸，气态分子污染(AMC)成为半导体制造工艺中越来越严重的问题。
[0003]洁净室系指对空气洁净度、温度、湿度、压力、噪声等参数根据需要进行控制的密闭性较好的空间。国内曾统计过，在无洁净级别的要求的环境下生产MOS电路管芯的合格率仅10％～15％，64位储存器仅2％。因此，目前在精密机械、半导体、宇航、原子能等工业中应用洁净室已经非常普遍了。现有技术中的洁净室包括洁净空间、天花板以及高架地板，天花板上设有复数个送风区，每个送风区包括至少一个送风机构，高架地板设有复数个排风区，送风机构通常为FFU装置(或者包括FFU装置和化学过滤器)，FFU装置的作用是送风和过滤较大颗粒污染物，化学过滤器的作用是过滤腐蚀性气体。
[0004]如前所述，半导体制造工艺中，产品是用晶圆传送盒(FOUP)装着，悬吊于空中轨道上，依工单派送到不同机台进行加工，这种工序往往多达成百上千道；具体操作如下：FOUP(一般内载25片)送到指定机台之后，会从空中放下，此时，FOUP的一边的门会被机台打开，但打开后，对于一次只能抓取一片的机台，这时留在FOUP内的，就是被污染的时机(例如，当环境中存在污染气体时，FOUP内的晶圆就会被污染)；同样的，生产出来的半导体产品(也可以称为半成品)被放回FOUP内，这时，已完成加工的半导体产品也要等未加工的，在等之时，正是被污染之时。因此，现有技术中，需要洁净室中的AMC浓度维持在设定水平之下，这样才可以保证制程的正常进行以及产品的良率。
[0005]然而，现有的洁净室中通常包括数量巨大的机台，这些数量巨大的机台往往成为污染源的发生地，一旦其中的某一个机台发生泄漏，不仅会污染其所在的制程和FOUP(包括FOUP里面的半成品)，还会随着气流的流动污染整个洁净空间，从而给整条洁净空间内的半导体生产线带来致命的影响。因此，如何监控这些机台并及时发现产生污染的机台，是本领域一直存在却始终难以解决的技术难题。
[0006]针对上述难题，现有技术中是将整条半导体生产线人为划分为复数道工序，每隔一道或几道工序，就对半导体产品进行良率检测，一旦发现不良，就马上返回去查找污染源，这样便可以马上确定污染源的源头，然后马上进行维修或管控，防止其发生很多的污染物扩散。但在实际操作过程中发现：(1)若是不良品所在的机台本身出现问题，则很好解决——只要维修机台即可；(2)若是制作技术出现问题，也可以由技术人员进行改进；(3)但
若是因为环境造成的污染(即洁净空间内其他机台造成的污染)，则本领域技术人员就无能为力了。
[0007]因此，针对上述问题，开发一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，以解决环境造成的污染问题，显然具有积极的现实意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，所述半导体生产线位于待监测的洁净室中，所述半导体生产线包括复数道工序，每隔一道或几道工序，对半导体产品进行良率检测；包括如下步骤：
[0010](1)当在某一道良率检测工序中检测出半导体产品出现不良时，先判断该不良原因是不良品相关联的机台造成的还是环境造成的，若是前者，即对机台进行维修，若是后者，则进行下一步；
[0011](2)确定污染物的物种；
[0012](3)排查待监测的洁净室空间内的机台，排除不会产生所述步骤(2)涉及的污染物物种的机台；
[0013](4)对待监测的洁净室空间中的气流进行计算流体动力学仿真，得到待监测的洁净室空间中的从风机过滤单元的出口至风机过滤单元的入口的气流流线；
[0014]利用上述气流流线进行逆向反推，从出现不良品相关联的机台出发，排除气流流线不会经过的机台；
[0015](5)依据所述逆向的气流流线的时间特性与机台起始时间，查出不可能的机台，然后排除这些不可能的机台；
[0016](6)然后采用可移动式检测设备对上述步骤排除之后的机台进行进一步的检测，即可确定污染物的来源；
[0017]所述待监测的洁净室空间中的机台数量大于等于100台。
[0018]上文中，所述步骤(1)中“不良品相关联的机台”是指：发生不良时，不良品所在的机台、以及在这一道良率检测工序之前的几道生产工序中所接触的机台。所述“这一道良率检测工序之前的几道生产工序”是指：半导体生产线包括复数道工序，每隔一道或几道工序，对半导体产品进行良率检测，因此，在良率检测之前就会有几道生产工序，举例：半导体生产线的生产工序和良率检测如下：P1、P2、T1、P3、P4、P5、T2、P6、P7、T3、P8、P9、P10、T4、P11
…
，其中，P1至P11是生产工序1至11，T1至T4是良率检测工序1至4；当T3检测出半导体产品出现不良时，所述“这一道良率检测工序之前的几道生产工序”是指P6和P7工序。所述“在这一道良率检测工序之前的几道生产工序中所接触的机台”是指在P6和P7工序中被FOUP派发到的机台。
[0019]上文中，所述待监测的洁净室空间中的机台数量大于等于100台，优选地，机台数量大于等于300台，更优选为500台，更优选为1000台。
[0020]上文中，所述步骤(2)和步骤(3)之间，还有如下步骤(2a)：利用AMC在线监测系统判断污染物的来源是不是外气，若是，则对外气进行修正，若不是，则进行下一步。
[0021]上文中，计算流体动力学，即CFD，英语全称Computational Fluid Dynamics。优选
地，所述步骤(2)中，所述污染物的物种包括HF、HCl、Cl2、NH3、NO
x
、SO2、H2S、乙酸和TVOC。
[0022]与之相应的另一种技术方案，一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，所述半导体生产线位于待监测的洁净室中，所述半导体生产线包括复数道工序，每隔一道或几道工序，对半导体产品进行良率检测；包括如下步骤：
[0023](1)当在某一道良率检测工序中检测出半导体产品出现不良时，先判断该不良原因是不良品相关联的机台造成的还是环境造成的，若是前者，即对机台进行维修，若是后者，则进行下一步；
[0024](2)确定污染物的物种；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，所述半导体生产线位于待监测的洁净室中，所述半导体生产线包括复数道工序，每隔一道或几道工序，对半导体产品进行良率检测；其特征在于，包括如下步骤：(1)当在某一道良率检测工序中检测出半导体产品出现不良时，先判断该不良原因是不良品相关联的机台造成的还是环境造成的，若是前者，即对机台进行维修，若是后者，则进行下一步；(2)确定污染物的物种；(3)排查待监测的洁净室空间内的机台，排除不会产生所述步骤(2)涉及的污染物物种的机台；(4)对待监测的洁净室空间中的气流进行计算流体动力学仿真，得到待监测的洁净室空间中的从风机过滤单元的出口至风机过滤单元的入口的气流流线；利用上述气流流线进行逆向反推，从出现不良品相关联的机台出发，排除气流流线不会经过的机台；(5)依据所述逆向的气流流线的时间特性与机台起始时间，查出不可能的机台，然后排除这些不可能的机台；(6)然后采用可移动式检测设备对上述步骤排除之后的机台进行进一步的检测，即可确定污染物的来源；所述待监测的洁净室空间中的机台数量大于等于100台。2.一种基于半导体生产线中不良产品的污染源查找方法，所述半导体生产线位于待监测的洁净室中，所述半导体生产线包括复数道工序，每隔一道或几道工序，对半导体产品进行良率检测；其特征在于，包括如下步骤：(1)当在某一道良率检测工序中检测出半导体产品出现不良时，先判断该不良原因是不良品相关联的机台造成的还是环境造成的，若是前者，即对机台进行维修，若是后者，则进行下一步；(2)确定污染物的物种；(3)排查待监测的洁净室空间内的机台，排除不会产生所述步骤(2)涉及的污染物物种的机台；(4)对待监测的洁净室空间中的气流进行计算流体动力学仿真，得到待监测的洁净室空间中的从风机过滤单元的出口至风机过滤单元的入口的气流流线；利用上述气流流线进行逆向反推，从出现不良品相关联的机台出发，排除气流流线不会经过的机台；(5)依据所述逆向的气流流线的时间特性与机台起始时间，查出不可能的机台，然后排除这些不可能的机台；(6)然后采用可移动式采样装置对上述步骤排除之后的污染物源头分别进行进一步的采样，然后进行进一步的检测，即可确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨政谕，
申请(专利权)人：亚翔系统集成科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：