構(gòu)件、部件、部分、區(qū)域、層、腔室或者區(qū)段。
[0032]另外，所述附圖中示出的構(gòu)件本質(zhì)上是示意性的，并且他們的形狀并非旨在示出裝置構(gòu)件的精確形狀，并且并非旨在限制本發(fā)明的范圍。此外，基于本文所呈現(xiàn)的對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的論述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解到附圖中的部件的位置和/或構(gòu)造可變化為不同尺寸、不同形狀、不同位置，和/或不同構(gòu)造。因此，在附圖中示出的各種部件可被放置在與附圖中所示的構(gòu)造不同的其他位置中。出于解釋本發(fā)明的實(shí)施例的功能性的目的，所述附圖中的部件被示出于非限制性的示例性位置中，并且所述附圖中的這些部件可以被配置到其他示例性位置中。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述帶電器件模型事件監(jiān)測系統(tǒng)(或者設(shè)備)是出于以下考慮來開發(fā)的:一般說來，半導(dǎo)體工具處理腔室實(shí)質(zhì)上是回聲腔室，其由于周圍的金屬外殼構(gòu)件而具有相對(duì)較高的電噪音水平。
[0034]實(shí)際上，在反射由靜電放電事件造成的內(nèi)部電磁場輻射方面，每一工具具有獨(dú)有的特性(例如，EMI橫擺)。關(guān)于CDM事件的典型場景是帶電IC裝置當(dāng)其接觸具有不同電位的工具或者處理構(gòu)件時(shí)被放電。此跨介電間隙(通常為空氣)的放電使得由不同電位形成的偶極崩塌，或者使得形成在帶電IC和工具部分之間的電容器崩塌。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還提供了 ESD事件監(jiān)測器，ESD事件監(jiān)測器在本文中也被稱為“微型脈沖”或者微型脈沖檢測器或者ESD檢測器。所述監(jiān)測器是例如用于工作站、電子設(shè)備生產(chǎn)工具、工藝和移動(dòng)應(yīng)用的低成本的事件監(jiān)測器。所得輻射脈沖電磁波形(輻射信號(hào))是由例如微型脈沖檢測器和可通信地耦接至所述微型脈沖檢測器的天線檢測的。如果此脈沖波形的所檢測場電壓電平高于用帶電器件模型事件模擬器(CDMES)裝備校準(zhǔn)的閾值，則所述微型脈沖檢測器登記重大的CDM事件。
[0035]所述CDM事件是例如表征為較短(通常小于約4毫微秒)的電磁場持續(xù)時(shí)間變化，并且以較高的轉(zhuǎn)換速率在天線中產(chǎn)生感應(yīng)電壓(電流)上升信號(hào)。因此，關(guān)于在工具中的ESD監(jiān)測，所使用的檢測系統(tǒng)應(yīng)區(qū)分回聲腔室環(huán)境中所關(guān)注的CDM信號(hào)與一般工具噪音。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，提供了用于ESD檢測器的校準(zhǔn)方法。合適的裝備，諸如例如在本領(lǐng)域中已知的CDMES裝置，可用于模擬CDM事件，以及隨后根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例執(zhí)行校準(zhǔn)方法。例如，CDM事件的原位監(jiān)測是通過以下方式而被促進(jìn)的:在IC器件接觸導(dǎo)電工具構(gòu)件的點(diǎn)模擬實(shí)際工具中的一組火花隙放電。崩塌中的帶電電容器放電模擬針對(duì)給定的IC器件處于預(yù)選的電壓閾值的CDM事件。當(dāng)此程序完成時(shí)，所述工具可被稱為針對(duì)ICCDM ESD事件探測而經(jīng)校準(zhǔn)處于指定水平。
[0037]已知的或者將在未來開發(fā)出的不同類型CDMES裝置可用于模擬CDM事件，并且在模擬CDM事件或者不同的放電能量之后執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)方法。
[0038]所述CDMES在若干實(shí)施例中配置作為具有在放電間隙中的開口移動(dòng)式電極的裝置，或者具有汞繼電器或射頻繼電器或高壓射頻繼電器(例如舌簧繼電器)的裝置。
[0039]所述CDM事件模擬放電產(chǎn)生在監(jiān)測裝置(微型脈沖)的接收天線中截取和檢測到的信號(hào)。所述微型脈沖天線(MicroESD天線)耦接到微型脈沖(參見圖3b)并且允許微型脈沖接收由于ESD事件產(chǎn)生的波形。所述微型脈沖可通過以下方式來進(jìn)行原位校準(zhǔn):根據(jù)所預(yù)計(jì)的CDM事件源改變CDMES放電電壓和/或微型脈沖天線的位置。
[0040]因此，所述CDMES是帶電器件模擬器，所述帶電器件模擬器產(chǎn)生已知的輻射電火花，所述輻射電火花類似于當(dāng)帶電器件接近于或者接觸插座時(shí)出現(xiàn)的放電。此CDMES用于校準(zhǔn)微型脈沖。直流電源耦接至CDMES，并且任何合適的電源電壓值(例如，100V、200V、500V，或者其他值)被施加到CDMES。當(dāng)模擬ESD事件時(shí)，天線檢測來自CDMES產(chǎn)生的放電的波形，并且微型脈沖捕獲和處理由天線檢測到的波形。由于CDMES產(chǎn)生的放電造成的波形的實(shí)例在例如圖1b中示出的示波器中被觀測到，如下文還將進(jìn)一步論述的。
[0041]基于校準(zhǔn)曲線和已知的產(chǎn)品CDM故障閾值，可以設(shè)置(或者以另外方式配置)用于微型脈沖檢測器的ESD閾值電壓電平。如果CDM事件超過工具中實(shí)際IC放電事件的閾值水平，那么將產(chǎn)生來自微型脈沖的輸出警報(bào)信號(hào)并且所述輸出警報(bào)信號(hào)可被發(fā)送到工具控制系統(tǒng)。
[0042]所述CDM事件模擬器已被設(shè)計(jì)為允許ESD監(jiān)測器(檢測器)在CDM事件發(fā)生的工具和工藝中被校準(zhǔn)。此模擬裝置允許具有不同電壓幅值的經(jīng)校準(zhǔn)CDM事件的形成產(chǎn)生于生產(chǎn)裝置最易受損和ESD監(jiān)測傳感器所定位的點(diǎn)處。這種方法向敏感器件提供最高水平的操作安全。
[0043]CDM 事件模擬器(CDMES)
[0044]IC器件通常針對(duì)傳統(tǒng)測試臺(tái)中的故障閾值表征，并且被機(jī)械設(shè)計(jì)成模擬各種器件輸入和輸出連接上的放電。此信息被用來評(píng)估器件制造和系統(tǒng)集成的所有階段期間的風(fēng)險(xiǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用ESD事件監(jiān)測裝置和故障閾值信息結(jié)合CDM事件模擬器(CDMES)提供了一種方法。
[0045]在例如半導(dǎo)體、磁盤驅(qū)動(dòng)器、FPD、自動(dòng)化IC處理和大量其他制造工藝中的許多應(yīng)用在發(fā)生直接放電(在IC引腳和接地導(dǎo)體之間的靜電放電)的位置處理敏感性產(chǎn)品(作為一個(gè)實(shí)例，參見圖1a和圖1b)。
[0046]在監(jiān)測點(diǎn)(或者區(qū)域)處模擬CDM事件已在試圖使用實(shí)際帶電器件時(shí)引起挑戰(zhàn)。此困難一部分涉及放電事件本身的再現(xiàn)性。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。兩種版本的CDM事件模擬器在處理點(diǎn)處提供可再現(xiàn)的CDM校準(zhǔn)事件，所述處理點(diǎn)考慮了非典型的位置條件(參見圖2中CDM事件模擬器版本I的概略圖)。
[0047]還應(yīng)注意的是，本文論述的系統(tǒng)和方法(具有各種CDMES和微型脈沖檢測器)可在工具或者處理腔室中使用，并且還可在開放式工作臺(tái)、任何桌面、實(shí)際環(huán)境，或者其中經(jīng)校準(zhǔn)的CDM出于校準(zhǔn)ESD檢測器的目的而被輻射(被創(chuàng)建)并且被檢測的任何其他合適的環(huán)境中使用。
[0048]CDMES版本1:用機(jī)械間隙來產(chǎn)生CDM事件；
[0049]第一版本的CDM事件模擬器(CDMES)使用機(jī)械間隙控制來模擬崩塌電容器事件，從而模擬在帶電IC和處于不同電位或者接地基準(zhǔn)的對(duì)象(目標(biāo))之間的靜電放電。具體地，此實(shí)施例模型化帶電器件模型(CDM)放電類型，所述CDM放電類型表征為在裝置和地面之間轉(zhuǎn)移的電流的快速單峰脈沖波形。CDMES電源電路并入了高電阻(高達(dá)例如約100兆歐姆或更大)，因此跨此間隙的電壓較高(大約25V-3000V的范圍)，并且所施加的電流在此范圍中小于10微安培。
[0050]對(duì)于任意的帶電接觸和典型的接地將發(fā)生靜電放電(參見圖1a和Ib)。因此，當(dāng)用電源電壓對(duì)CDMES充電時(shí)，此CDMES將模擬ESD事件，所述ESD事件產(chǎn)生可由示波器檢測并且在示波器中再現(xiàn)的脈沖波形。
[0051 ] 在此示波器上再現(xiàn)的CDM脈沖是電流脈沖波形的曲線圖，并且對(duì)應(yīng)于在所有標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)(IEC 61000-4-4-2、IS010605、JESD22-C101E)中提及的典型CDM波形。所產(chǎn)生的波形還對(duì)應(yīng)于輸入CDM脈沖波形，傳統(tǒng)器件測試機(jī)(參見例如上述標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn))使用所述輸入CDM脈沖波形來評(píng)價(jià)器件ESD敏感度。
[0052]圖2是具有放電頭部202的帶電器件模型事件模擬器200的概略圖，所述放電頭部202電耦接至外接HVPS (高壓電源)205和示波器210。
[0053]圖3a是典型的CDMES脈沖波形，代表當(dāng)CDMES被觸發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的放電電流脈沖。在示波器屏幕截圖300的該實(shí)例中，例如來自HVPS 205的大約100V的電壓放電將觸發(fā)CDMES而產(chǎn)生具有波形310的典型電流脈沖305。此典型的電流脈沖305將造成靜電事件，在所述靜電事件中放電以電火花的形式在兩個(gè)導(dǎo)電部分之間發(fā)生。
[0054]圖3b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)350(或者設(shè)備350)的簡圖，所述系統(tǒng)350包括帶電器件模型事件模擬器352 (或者CDMES 352或CDMES單元352)，并且其中所述系統(tǒng)350還配置用于提供ESD事件檢測器355的校準(zhǔn)方法。因此，圖3b示出對(duì)微型脈沖ESD事件檢測器355的CDMES ESD校準(zhǔn)的描繪。由CDMES 352執(zhí)行的ESD模擬，以及ESD事件檢測器355的校準(zhǔn)方法可在實(shí)際工具或者處理腔室362中(原位)實(shí)現(xiàn)。然而，如上所述，CDMES的實(shí)施例可替代地在開放式工作臺(tái)、任何桌面、實(shí)際環(huán)境，或者其中經(jīng)校準(zhǔn)的CDM出于校準(zhǔn)ESD檢測器的目的而被創(chuàng)建并且被檢測的任何其他合適的環(huán)境中使用。
[0055]如參照?qǐng)D2類似論述的，CDMES 352與HVPS 205和示波器210耦接(并且一起操作)。CDMES 352經(jīng)由電氣鏈路266 (例如，電纜)電耦接至電源205，以供應(yīng)電壓至CDMES352。CDMES 352還經(jīng)由電氣鏈路267 (例如，電纜)電耦接到示波器210，所述示波器210檢測和測量由CDMES裝置352產(chǎn)生的輸出信號(hào)(電流脈沖)(參見圖3a中的輸出信號(hào)310)，如下文將進(jìn)一步論述的。當(dāng)觸發(fā)按鈕被按下時(shí)，CDMES 352 (CDMES單元352)使用來自HVPS205的電壓和內(nèi)部ESD事件產(chǎn)生機(jī)制來