【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆加工管理，具体涉及一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统。
技术介绍
1、晶圆，也被称为晶圆片（wafer），是半导体工业中的一种关键材料，它是由高纯度的晶体硅（通常为单晶硅）制成，通常呈圆形平片状，晶圆在半导体制造中扮演了非常重要的角色，因为它是制造集成电路（ics）和其他半导体器件的基础，晶圆生产后，通常还需要进行清洗和干燥等加工处理；
2、基于马兰戈尼（marangoni）效应的晶圆干燥受到了广泛关注，马兰戈尼效应是由表面张力梯度引起的界面对流现象，现有的基于马兰戈尼效应的干燥技术是，当从去离子水的水浴中取出晶圆时，朝晶圆-空气-液体所形成的“弯液面”处吹射诸如含有异丙醇ipa等表面活性成分的有机蒸气，诱导产生的马兰戈尼效应实现了附着液体的回流，从而获得全局干燥的晶圆，一般称为马兰尼提拉干燥。
3、现有技术存在以下不足：
4、晶圆在进行马兰戈尼效应干燥加工时，需要对加工过程中的各项参数进行监测，现有管理系统通常是在监测到某项加工参数超过预设范围时发出警报提示（此时继续加工晶圆可能会导致晶圆损坏），在实际加工过程中，当多种影响晶圆加工的参数同时出现，但又均未超过预设范围时，此时加工出来的晶圆虽然可以使用，但部分性能受到轻微影响（如晶圆结果发生轻微损坏，或晶圆上残留微小杂质），这样会导致晶圆的成品质量下降，然而，现有的管理系统在晶圆加工完成后，无法结合晶圆加工过程中的参数来综合评估晶圆质量，当成品质量较低的晶圆应用在一些精密产品（如微处理器、光电子器件等）上时，一是会导致精
5、基于此，本专利技术提出一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，能够在晶圆加工完成后，基于各项加工参数来评估晶圆的质量，以避免上述问题发生。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，包括薄膜监测模块、引发监测模块、对流监测模块、环境监测模块、数据处理模块、质量分析模块、评估管理模块以及警示控制模块；
3、薄膜监测模块：在晶圆表面形成液体薄膜时，用于监测液体薄膜的均匀性指数，若液体薄膜均匀性指数大于等于均匀性阈值，向警示控制模块发送警示信号，若液体薄膜均匀性指数小于均匀性阈值，将均匀性指数发送至数据处理模块；
4、引发监测模块：在晶圆表面张力梯度引发马兰戈尼效应阶段，用于监测活性成分浓度偏差，若活性成分浓度偏差大于等于偏差阈值，向警示控制模块发送警示信号，若活性成分浓度偏差小于偏差阈值，将活性成分浓度偏差发送至数据处理模块；
5、对流监测模块：在马兰戈尼效应对晶圆产生的对流阶段，用于监测对流速度浮动指数，若对流速度浮动指数大于等于浮动阈值，向警示控制模块发送警示信号，若对流速度浮动指数小于浮动阈值，将对流速度浮动指数发送至数据处理模块；
6、警示控制模块：接收到警示信号后，自动控制加工设备停止运行，并向操作员发出警报提示；
7、环境监测模块：在晶圆加工过程中，实时监测加工车间的环境颗粒物浓度指数；
8、数据处理模块：用于将均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数进行预处理；
9、质量分析模块：在晶圆加工完成后，综合分析均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数后对晶圆进行质量分级；
10、评估管理模块：定期获取晶圆加工后的质量分级结果，依据质量分级结果评估加工设备的使用状态。
11、优选的，所述质量分析模块综合计算均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数后生成质量系数，表达式为：
12、，
13、式中，为均匀性指数，为活性成分浓度偏差，为对流速度浮动指数，为环境颗粒物浓度指数，、、、分别为均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数的比例系数，且、、、均大于0。
14、优选的，所述质量分析模块获取质量系数值后，将质量系数值与预设的第一质量阈值z1、第二质量阈值z2以及第三质量阈值z3进行对比，且第一质量阈值z1＜第二质量阈值z2＜第三质量阈值z3，对晶圆进行质量分级。
15、优选的，若所述晶圆的质量系数值≥第三质量阈值z3，分析晶圆质量不合格，即无法使用，判断晶圆为四级质量；
16、若所述晶圆的第二质量阈值z2≤质量系数值＜第三质量阈值z3，分析晶圆质量合格，但存在小质量缺陷，判断晶圆为三级质量；
17、若所述晶圆的第一质量阈值z1≤质量系数值＜第二质量阈值z2，分析晶圆质量合格，但存在微小质量缺陷，判断晶圆为二级质量；
18、若所述晶圆的质量系数值小于第一质量阈值z1，分析晶圆质量合格，且不存在质量缺陷，判断晶圆为一级质量。
19、优选的，所述均匀性指数的获取逻辑为：
20、在晶圆表面设置多个监测点，每个监测点均监测液体薄膜的厚度，则均匀性指数的计算表达式为：
21、，
22、式中，表示均匀性指数，表示所有监测点中最大液体薄膜厚度，表示所有监测点中最小液体薄膜厚度，表示平均液体薄膜厚度；
23、所述活性成分浓度偏差的计算表达式为：
24、，
25、式中，为活性成分浓度偏差，为晶圆加工过程中异丙醇的实际浓度，为异丙醇的标准浓度。
26、优选的，所述对流速度浮动指数的计算表达式为：
27、，
28、式中，表示对流速度浮动指数，为对流速度的实时变化量，为流体粘度预警的时段，为温度预警的时段。
29、优选的，所述环境颗粒物浓度指数的计算表达式为：
30、，
31、式中，为环境颗粒物浓度指数，，表示第 j个加工阶段时的颗粒物浓度，颗粒物浓度的计算表达式为：
32、，
33、式中，为通过环境监测模块测得的颗粒物数量，为加工区域的空间体积。
34、优选的，所述流体粘度预警的时段的获取逻辑为：流体粘度在稳定粘度范围外的时段为流体粘度预警的时段；
35、所述温度预警的时段的获取逻辑为：实时温度不在稳定温度范围内的时段为温度预警的时段。
36、优选的，所述评估管理模块获取在加工时间段内所有晶圆的质量系数，建立质量系数集合，并计算质量系数集合内的质量系数平均值与离散系数lq，质量系数平均值等于所有质量系数求和再除去质量系数的数量；
37、，
38、式中，，表示质量系数集合内质量系数的数量，为正整数，表示质量系数集合内的第i个质量系数值，表示质量系数平均值。
39、优选的，若质量系数平均值＜第一质量阈值z1，且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：包括薄膜监测模块、引发监测模块、对流监测模块、环境监测模块、数据处理模块、质量分析模块、评估管理模块以及警示控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述质量分析模块综合计算均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数后生成质量系数，表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述质量分析模块获取质量系数值后，将质量系数值与预设的第一质量阈值Z1、第二质量阈值Z2以及第三质量阈值Z3进行对比，且第一质量阈值Z1＜第二质量阈值Z2＜第三质量阈值Z3，对晶圆进行质量分级。
4.根据权利要求3所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：若所述晶圆的质量系数值≥第三质量阈值Z3，分析晶圆质量不合格，即无法使用，判断晶圆为四级质量；
5.根据权利要求2所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述均匀性指数的获取逻辑为：
6.根据权利
7.根据权利要求6所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述环境颗粒物浓度指数的计算表达式为：
8.根据权利要求7所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述流体粘度预警的时段的获取逻辑为：流体粘度在稳定粘度范围外的时段为流体粘度预警的时段；
9.根据权利要求2所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述评估管理模块获取在加工时间段内所有晶圆的质量系数，建立质量系数集合，并计算质量系数集合内的质量系数平均值与离散系数LQ，质量系数平均值等于所有质量系数求和再除去质量系数的数量；
10.根据权利要求9所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：若质量系数平均值＜第一质量阈值Z1，且离散系数LQ≤离散系数LQ阈值，表明加工设备加工的所有晶圆整体质量优；
...【技术特征摘要】
1.一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：包括薄膜监测模块、引发监测模块、对流监测模块、环境监测模块、数据处理模块、质量分析模块、评估管理模块以及警示控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述质量分析模块综合计算均匀性指数、活性成分浓度偏差、对流速度浮动指数以及环境颗粒物浓度指数后生成质量系数，表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：所述质量分析模块获取质量系数值后，将质量系数值与预设的第一质量阈值z1、第二质量阈值z2以及第三质量阈值z3进行对比，且第一质量阈值z1＜第二质量阈值z2＜第三质量阈值z3，对晶圆进行质量分级。
4.根据权利要求3所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在于：若所述晶圆的质量系数值≥第三质量阈值z3，分析晶圆质量不合格，即无法使用，判断晶圆为四级质量；
5.根据权利要求2所述的一种应用马兰戈尼效应的晶圆加工管理系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张潇阳，吴庆丰，代国红，胡爱荣，吴俊杰，姚宇航，游锋，温正齐，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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