工具中esd事件監(jiān)測方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】工具中ESD事件監(jiān)測方法和設(shè)備
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本申請案要求美國臨時(shí)申請案N0.61/747，199的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施例大體涉及一種用于工具中監(jiān)測和表征靜電放電(electrostaticdischarge, ESD)事件的方法和設(shè)備，和/或涉及一種CDMES/微型脈沖(MiniPulse)設(shè)備和方法，和/或其他類型的帶電器件模型事件模擬器(charged device model eventsimulators, CDMES)、檢測器和方法。本文所公開的至少一種方法和設(shè)備提供在例如集成電路(integrated circuits, ICs)生產(chǎn)工具和/或不同工藝中的實(shí)時(shí)ESD事件監(jiān)測，以及使用一種或多種帶電器件模型(charged device model, CDM)方法來輔助阻止ESD相關(guān)濾波。本文公開了一種用于監(jiān)測ESD事件的方法和兩種用于校準(zhǔn)監(jiān)測器的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]本文所提供的【背景技術(shù)】描述是出于一般地提供本公開的上下文的目的。本發(fā)明人的某些工作(即已在此【背景技術(shù)】部分中作出描述的工作)以及說明書中某些在申請日時(shí)尚未成為現(xiàn)有技術(shù)的方面，均不被明示或暗示為相對于本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]CDM事件代表在人工和自動(dòng)化電子IC生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)生的靜電放電。在生產(chǎn)工具中，IC可通過多種方式獲取電荷，諸如例如通過與附近電場接觸、摩擦和/或感應(yīng)(僅列舉幾種可能的方式)。當(dāng)IC的導(dǎo)電部分接觸到接地裝備部分或者具有較低電位的部分時(shí)，所積聚的IC電荷自由地自發(fā)放電。因此，相對較高的放電電流(ESD事件)可損壞或者損傷IC(參見，例如圖1a和圖lb)。
[0006]IC部件的設(shè)計(jì)通常并入特別的手段(或者特定部件)以保護(hù)部分免受ESD影響。半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了用于測試IC器件的若干種標(biāo)準(zhǔn)方法，并且已經(jīng)定義出了所述IC器件的CDM ESD閾值參數(shù)，例如耐電壓和電流幅值。可應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)還詳細(xì)說明了用于自動(dòng)化IC CDM測試的測試設(shè)備要求。這些方法和器件可在IC設(shè)計(jì)階段、產(chǎn)品認(rèn)證最終測試和受損器件的故障分析期間使用。
[0007]然而，常規(guī)技術(shù)遭受以下將論述的各種約束和/或缺陷。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的一個(gè)目標(biāo)為提供一種用于IC生產(chǎn)工具和制造工藝中實(shí)時(shí)監(jiān)測和校準(zhǔn)ESD事件的方法和設(shè)備。
[0008]圖1a示出工具或者處理腔室中帶電(IC)器件CDM事件的典型放電模型100。在圖1a中，微型脈沖ESD檢測器105 (或者另一類型的ESD檢測器105)截取電磁波140，以及機(jī)械手放置操縱裝置115 (或者另一合適類型的機(jī)械臂115)將帶電器件125放置到測試插座130中。所述測試插座130通常被放置在合適的測試臺(tái)131、基座131或者另一合適的平臺(tái)131上。當(dāng)帶電器件125接近測試插座130時(shí)，放電(ESD)發(fā)生并且天線135 (耦接至微型脈沖檢測器105)截取放電事件波140。在該實(shí)例中，ESD事件是以電火花形式在具有不同電壓電位的兩個(gè)導(dǎo)電部分125和130之間發(fā)生的放電141。所述導(dǎo)電部分125和130以及其他半導(dǎo)體處理裝備可以在工具或者處理腔室132中，所述工具或者處理腔室132可具有任何合適的尺寸，諸如例如大約2X2英尺、4X4英尺，或者其他尺寸。
[0009]常規(guī)技術(shù)的當(dāng)前問題是ESD檢測器校準(zhǔn)困難。此困難是由于例如提供放電事件本身的再現(xiàn)性的挑戰(zhàn)。由于處理點(diǎn)本身的材料和構(gòu)造強(qiáng)加在輻射電場波形上的條件，還存在其他困難。因此，當(dāng)前技術(shù)受限于其性能并且遭受至少上述約束和缺陷。本發(fā)明的實(shí)施例提供用于克服校準(zhǔn)ESD檢測器的困難的系統(tǒng)及方法。
[0010]圖1b示出其中放電以電火花形式在兩個(gè)導(dǎo)電部分之間發(fā)生的CDM靜電事件的典型示例性電壓/電流波形的屏幕截圖。頂部波形180是示例性輸出信號(電流脈沖)，所述示例性輸出信號類似于將在下文根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例論述的由CDMES(帶電器件模型事件模擬器)產(chǎn)生的示例性輸出信號。下部波形185是響應(yīng)于入射傳播場的示例性微型ESD (MicroESD)天線 135。
[0011]在圖1b中，頂部波形180示出脈沖信號，所述脈沖信號類似于也可從CDMES裝置產(chǎn)生和/或模擬的脈沖信號，所述CDMES裝置將在下文根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行論述。底部波形185示出由耦接至微型脈沖檢測器105的天線135檢測到的輻射信號。所述微型脈沖檢測器105包括電子電路，所述電子電路能夠接收由天線135截取的信號。如果電子電路基于同樣將在下文論述的ESD電壓和脈沖持續(xù)時(shí)間閾值水平而確定此信號是所關(guān)注的ESD事件，那么所述電子電路將歸類此信號為ESD事件110。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種用于靜電放電(ESD)事件監(jiān)測的設(shè)備，所述設(shè)備并入有帶電器件模型事件模擬器(CDMES)單元，所述設(shè)備包括:至少一根天線，所述天線位于第一處理區(qū)域中；ESD檢測器，所述ESD檢測器耦接至所述至少一根天線；所述ESD檢測器無線地耦接至所述CDMES單元；以及所述ESD檢測器針對由所述CDMES單元產(chǎn)生的不同放電能量而經(jīng)校準(zhǔn)。
[0013]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種用于靜電放電(ESD)事件監(jiān)測的方法，所述方法并入有帶電器件模型事件模擬器(CDMES)單元，所述方法包括:檢測放電能量；以及針對不同的放電能量校準(zhǔn)靜電檢測器。
[0014]應(yīng)了解，上文一般描述及下文詳細(xì)描述都僅為示范性及說明性的并且并非限制本發(fā)明，如所主張的。
[0015]并入和構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)(若干)實(shí)施例，并且與所述描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0016]參照以下附圖描述了本發(fā)明的非限制性和非窮舉性實(shí)施例，其中除非另有說明，否則在所有各種視圖中相同的附圖標(biāo)記可以指示相同的部分。
[0017]圖1a是在工具或者處理腔室中帶電(IC)器件CDM事件的典型放電模型的簡圖。
[0018]圖1b是其中放電以電火花形式在兩個(gè)導(dǎo)電部分之間發(fā)生的CDM靜電事件的典型示例性電壓/電流波形的波形圖的屏幕截圖。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有外接HVPS (高壓電源)和示波器的帶電器件模型事件模擬器的簡圖。
[0020]圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CDMES脈沖波形的方塊圖，所述CDMES脈沖波形代表當(dāng)CDMES被觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的典型電流脈沖。
[0021]圖3b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)(或者設(shè)備)的簡圖，所述系統(tǒng)(或者設(shè)備)包含帶電器件模型事件模擬器，并且其中所述系統(tǒng)被配置成還提供用于ESD事件檢測器的校準(zhǔn)方法。
[0022]圖3c是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的系統(tǒng)(或者設(shè)備)的簡圖。
[0023]圖4a是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的示出了通用多天線ESD檢測陣列的簡圖。
[0024]圖4b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示出了微型ESD (MicroESD)天線組件的簡圖。
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ESD檢測器(微型脈沖)的方塊圖。
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖7的ESD檢測器的ESD監(jiān)測器電路的示意圖。
[0027]圖7示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中從外部看到的微型脈沖ESD檢測器的概略圖。
[0028]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的微型脈沖ESD校準(zhǔn)工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在本文的描述中，提供了眾多細(xì)節(jié)，諸如部件、材料、部分、結(jié)構(gòu)和/或方法的實(shí)例，以提供對本發(fā)明的實(shí)施例的透徹了解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有所述一或多個(gè)細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐，或者可以使用其他設(shè)備、系統(tǒng)、方法、部件、材料、部分、結(jié)構(gòu)等實(shí)踐。在其他情況中，熟知的部件、材料、部分、結(jié)構(gòu)、方法或者操作未示出或者詳細(xì)描述，以避免模糊本發(fā)明的實(shí)施例的各個(gè)方面。另外，所述附圖本質(zhì)上是代表性的，并且他們的形狀并非意欲示出任何構(gòu)件的精確形狀或精確尺寸，并且并非意欲限制本發(fā)明的范圍。
[0030]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，當(dāng)附圖中的構(gòu)件或者部分被稱為“在另一構(gòu)件上”(或者“連接至另一構(gòu)件”或者“耦接至另一構(gòu)件〃或者“附接至另一構(gòu)件”)時(shí)，所述構(gòu)件可以直接在其他構(gòu)件上(或者直接附接到其他構(gòu)件)，或者也可存在介入構(gòu)件。此外，相對術(shù)語，諸如“內(nèi)部”、“外部”、“上部”、“上方”、“下部”、“下方”、“低于”、“向下”、“向上”、“朝向”和“遠(yuǎn)離”，以及類似術(shù)語，可在本文用于描述一個(gè)構(gòu)件相對于另一構(gòu)件的關(guān)系。應(yīng)理解的是，這些術(shù)語旨在涵蓋除了在附圖中描述的取向以外的不同器件取向。
[0031]雖然術(shù)語第一、第二等等可在本文中用于描述各種構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室和/或區(qū)段，但是這些構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室和/或區(qū)段不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個(gè)構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室或者區(qū)段與另一個(gè)構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室或者區(qū)段。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，如下論述的第一構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室或者區(qū)段可被稱為第二