CN113673840A - 第三代半导体光罩作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种第三代半导体光罩作业方法，所述第三代半导体光罩作业方法包括产线检测流程光罩确认、存储区检测流程光罩确认以及光刻机检测流程光罩确认，只有当光罩的光罩编码信息比对一致才能进入到下一个应用流程中，多层监测控制光罩的运送，经过多层次光罩检查从而保证实际生产时所用的光罩为设定的光罩，避免因光罩的运送错误产生用错光罩的问题，确保芯片生产在光刻步骤使用正确的光罩。本发明同时还对厂内所有光罩进行建档并进行光罩履历记录，实时更新光罩的状态，从而将光罩的状态数据化，从而使晶圆厂内光罩的情况可视化。

Description

第三代半导体光罩作业方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种第三代半导体光罩作业方法。

背景技术

随着科学技术的发展和演变，人类生活也由于科技的改变而变得更加多彩和便捷，而电子产品在其中扮演着极其重要的角色。为了追求高性能和便携性等，现在的电子产品朝着轻、薄、短小的尺寸的方向演进，因此电子产品的各种电子组件也随之微缩至纳米级别尺寸。在IC芯片(微型电子器件)制造过程中离不开光罩，芯片制造中会使用光刻机让光(例如紫外线光)透过光罩，然后通过一个透镜缩小成像，投射到硅晶圆的表面，在一片硅晶圆上制造出数百个单独的芯片。

光罩也叫光掩膜版,由石英材料制成，是我们用来将集成电路印在硅片上的模板，是芯片上数十亿晶体管的蓝图。在制造多层芯片时，可能需要多个光罩，例如要制作英特尔14纳米芯片的许多层，需要超过50个光罩，这些光罩有上下层的分别，每层有各自的任务。因此为了生产的芯片可以正常运行，制造过程中必须要保证光罩的正确使用。然而在IC芯片生产流程中，很容易发生光罩的运送错误从而导致的生产产品用错光罩的问题，从而使得IC芯片生产发生错误，产生严重的生产事故，造成生产资料的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于解决运送光罩错误，生产产品用错光罩的问题。

本发明提供了一种第三代半导体光罩作业方法，所述第三代半导体光罩作业方法包括：

产线检测流程：获取生产线上所有光罩的光罩编码信息并对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统更换正确光罩后，再次对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则发送传送确认指令，将生产线上各光罩传送到光罩存储区；

存储区检测流程：获取光罩存储区内所有光罩的光罩编码信息并对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统检查并更换正确光罩后，再次对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则确认光罩存储区中光罩存储正常；

光刻机检测流程：光刻机按照设定程序从光罩存储区内将所需光罩取出并装载到光刻机光罩暂存区，获取光刻机光罩暂存区内所有光罩的光罩编码信息并对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，光刻机更换光刻机光罩暂存区内的光罩后再次对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，发送光罩装载正常指令，光刻机正常运行。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述产线检测流程之前，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

入库流程：光罩入厂经检查合格后，将各新入库光罩放入清洗设备中进行清洗，并在清洗完成后放置于光罩盒内；获取并记录本次清洗后的所有新入库光罩的光罩编码信息，并对清洗后的所有新入库光罩进行建档。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述产线检测流程之前，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

履历构建流程：创建各入库光罩的履历记录，所述履历记录包括使用时长、应用状态以及光罩状态。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述光刻机检测流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

清洗流程：在产线切换产品或者连续生产达到预置数量时，光刻机卸载光罩，获取待清洗的各光罩的光罩编码并更新光罩状态为待清洗；清洗卸载的各光罩后，将干净的光罩放置于光罩盒内，获取并记录本次清洗后的各个光罩的光罩编码信息并更新光罩状态为待用。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述清洗流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤检测流程：在光罩作业过程中，制造执行系统检测到光罩损伤后，获取损伤光罩的光罩编码信息并更新损伤光罩的应用状态为异常，以防止损伤光罩误用。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述损伤检测流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤分析流程：制造执行系统判断光罩损伤情况，并根据光罩损伤情况选择进行光罩清洗、送厂修补或报废处理。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述损伤分析流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤处理流程：获取待清洗光罩的光罩编码信息并更新待清洗光罩的光罩状态为待清洗；下达清洁指令，并将待清洗光罩送入光罩清洗流程；获取送厂修补光罩的光罩编码信息并更新送厂修补光罩的应用状态为送厂修补；获取报废光罩的光罩编码信息并更新报废光罩的应用状态为报废。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述损伤处理流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

返厂检测流程：制造执行系统对送厂修补后回厂的光罩进行检测，并在检测通过后获取修补合格的光罩的光罩信息编码，更新修补合格的光罩的应用状态为正常。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述损伤分析流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

报废处理流程：制造执行系统将应用状态为报废的光罩统一进行报废处理后，封存报废光罩的履历记录。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

调拨流程：获取光罩的厂间调拨指令，查询光罩履历记录，发送光罩厂间调拨指令，记录厂间调拨的光罩的光罩编码信息并更新调拨光罩的应用状态为厂间调拨。

本发明提供的技术方案中，所述第三代半导体光罩作业方法通过获取生产过程中运送的光罩、储存区的光罩以及光刻机抓取的光罩的光罩编码信息，并分别在每个流程中进行光罩编码信息比对，只有当光罩的光罩编码信息比对一致才能进入到下一个应用流程中，经过多层次光罩检查从而保证实际生产时所用的光罩为设定的光罩，避免因光罩的运送错误产生用错光罩的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中第三代半导体光罩作业方法的第一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中第三代半导体光罩作业方法的第二个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种第三代半导体光罩作业方法。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，参考图1本发明实施例中第三代半导体光罩作业方法包括：

产线检测流程：获取生产线上所有光罩的光罩编码信息并对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统更换正确光罩后，再次对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则发送传送确认指令，将生产线上各光罩传送到光罩存储区；

存储区检测流程：获取光罩存储区内所有光罩的光罩编码信息并对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统检查并更换正确光罩后，再次对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则确认光罩存储区中光罩存储正常；

光刻机检测流程：光刻机按照设定程序从光罩存储区内将所需光罩取出并装载到光刻机光罩暂存区，获取光刻机光罩暂存区内所有光罩的光罩编码信息并对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，光刻机更换光刻机光罩暂存区内的光罩后再次对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，发送光罩装载正常指令，光刻机正常运行。

光罩是半导体生产的蓝图，是根据生产的半导体芯片的需求设计生产的。光罩上的电路经过严密的计算和产品设计，光罩上任意一条电路线和/或交点的改变都可能导致该光罩制备的半导体芯片电路功能的改变，导致半导体芯片不能正常工作；在多层半导体芯片的制备中，多个光罩有上下层的分别，每层有各自的任务，不同的光罩要按照设定次序进行使用。因此生产特定目的的半导体芯片产品必须要保证生产中使用的光罩为设计所需光罩，一旦光罩使用错误，那么生产的芯片便不能实现设计的功能，产生生产错误，造成产能浪费、产品交付延迟等一系列的后果。入厂的每一个光罩都有一个独有的光罩编码，且该光罩编码可以被仪器识别。本发明利用光罩编码的独有性和可识别性，将光罩编码作为每个光罩的身份识别信息，从而达到确认光罩的目的。

工厂在正式生产前会进行试生产，在试生产中工厂对半导体芯片生产线各个方面进行调整，从而使最终的生产方案综合较优。工厂在试生产中也完成生产所使用的光罩的确认，因此在试生产阶段方法会获得产线检测流程、存储区检测流程、光刻机检测流程用于比对的光罩信息。在晶圆厂里，存在多条不同芯片的生产线，不同的芯片生产会用到不同的光罩，因此会存在由于光罩运送的错误导致的光罩应用错误。因此在产线检测流程中确认生产线上所有光罩为本条生产线所需的光罩；产线检测流程之后生产需要用到的各个光罩会被运送到光罩存储区内，一条生产线会有多个光罩存储区，因此光罩存储区内的光罩也要与每个光罩存储区内试生产时的光罩类型保持一致，以便于光刻机抓取正确的光罩，存储区检测流程确认光罩存储区内的光罩为该光罩存储区所需的光罩；存储区检测流程后，光刻机从光罩存储区内将所需光罩取出并装载到光刻机光罩暂存区内，光刻机有多个光罩暂存区，生产不同的产品时，根据不同的需求，光刻机按照程序设定工作，因此每个光罩暂存区内的光罩要为程序设定所需的光罩，光刻机检测流程确认在每个光罩暂存区内的光罩，与试生产时程序设定的光罩类型保持一致，保证用于生产的光罩正确。本发明通过多流程光罩的光罩编码信息的确认，层层把关，尽可能降低生产中光罩的使用错误。

参考图2，本发明的第二个实施例，在实施例一中所述产线检测流程之前，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

入库流程：光罩入厂经检查合格后，将各新入库光罩放入清洗设备中进行清洗，并在清洗完成后放置于光罩盒内；获取并记录本次清洗后的所有新入库光罩的光罩编码信息，并对清洗后的所有新入库光罩进行建档。本步骤将入厂的所有光罩的光罩编码建档留存，全面掌握晶圆厂内保有的光罩情况，便于生产的安排。

履历构建流程：创建各入库光罩的履历记录，所述履历记录包括使用时长、应用状态以及光罩状态。光罩的履历记录中会记录每个光罩到查看时间点该光罩的用于生产的时长；光罩的履历记录会记录每个光罩在记录节点时的光罩状态，例如光罩是在产线流程上、在光罩储存区内待用、是正在使用中还是其他状态；光罩的履历记录会记录光罩的应用状态为正常还是其他情况。从光罩的履历档案上可以直观地获得晶圆厂内各个光罩具体情况，有利于晶圆生产中的光罩使用预测，为制造执行系统的预防和纠正模块提供关于光罩的实时具体参数，以便于制造执行系统提前做好光罩的购入、修护、调配、报废等情况。

清洗流程：在产线切换产品或者连续生产达到预置数量时，光刻机卸载光罩，获取待清洗的各光罩的光罩编码并更新光罩状态为待清洗；清洗卸载的各光罩后，将干净的光罩放置于光罩盒内，获取并记录本次清洗后的各个光罩的光罩编码信息并更新光罩状态为待用。由于光罩上的电路的线路非常精细以及光刻的特性影响，光罩的基板在经过连续生产后会受到污染，使得被污染光罩制备的芯片产生光罩共通缺陷，影响芯片性能，因此连续生产预置数量的光罩需要进行清洗；同理生产线切换产品时，用于生产的光罩将进入待用状态，为了保证光罩在下一次生产中能够正常使用，防止光罩上的污染物长期未清洁造成光罩损伤，需要对光罩进行清洗。

损伤检测流程：在光罩作业过程中，制造执行系统检测到光罩损伤后，获取损伤光罩的光罩编码信息并更新损伤光罩的应用状态为异常，以防止损伤光罩误用。

损伤分析流程：制造执行系统判断光罩损伤情况，并根据光罩损伤情况选择进行光罩清洗、送厂修补或报废处理。

损伤处理流程：获取待清洗光罩的光罩编码信息并更新待清洗光罩的光罩状态为待清洗；下达清洁指令，并将待清洗光罩送入光罩清洗流程；获取送厂修补光罩的光罩编码信息并更新送厂修补光罩的应用状态为送厂修补；获取报废光罩的光罩编码信息并更新报废光罩的应用状态为报废。

即在芯片的生产制造中，存放在光罩盒中的光罩和生产线上的光罩都可能受到损伤，损伤光罩会被制造执行系统检测发现。本发明获取损伤光罩的光罩编码信息并更新损伤光罩的应用状态为异常，以防止损伤光罩被误用从而生产出不合格芯片。制造执行系统对损伤的光罩进行状态检查，判断光罩的损伤类型，并将判断结果更新到对应的光罩履历记录中。

若光罩损伤为污染造成的，则获取待清洗光罩的光罩编码信息并更新待清洗光罩的光罩状态为待清洗后下达清洁指令，并将待清洗光罩送入光罩清洗流程中，清洗受损光罩。

若损伤光罩的损伤原因为光罩本身的损伤，则检查判断损伤光罩是否可以被修补。可以被修补的受损光罩将被送厂修补并更新送厂修补的光罩的应用状态为送厂返修；经检查不可以被修补的受损光罩将被统一报废处理并更新报废光罩的光罩状态为报废。

返厂检测流程：制造执行系统对送厂修补后回厂的光罩进行检测，并在检测通过后获取修补合格的光罩的光罩信息编码，更新修补合格的光罩的应用状态为正常。送厂修补的光罩在光罩厂被修补，修补完成后的光罩被送还到晶圆厂。经过修补的光罩需要制造执行系统对其进行质量检测，检测合格后及时更新检测合格的光罩的应用状态为正常，以便于后续的生产使用以及对光罩状况的掌握。

报废处理流程：制造执行系统将应用状态为报废的光罩统一进行报废处理后，封存报废光罩的履历记录。将报废光罩统一报废处理，一是集中处理节省人力和时间，二是有利于流程的规范化，三是有利于报废物料的处理；将报废光罩的履历记录进行封存，一是减少履历记录的数量，使更多的资源被用来实时关注现有的可用的光罩的状况，二是封存光罩履历记录既保留了报废光罩的审计追踪又不会产生记录混乱的情况。

调拨流程：获取光罩的厂间调拨指令，查询光罩履历记录，发送光罩厂间调拨指令，记录厂间调拨的光罩的光罩编码信息并更新调拨光罩的应用状态为厂间调拨。由于每一个晶圆厂的生产产能有限，生产的产线有限，在不同的时期，有些光罩处于闲置状态，为了使生产资料被充分利用，多个晶圆厂之间可以进行光罩的厂间调拨。进行厂间调拨的光罩需要做好光罩的应用状态记录。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，所述第三代半导体光罩作业方法包括：

产线检测流程：获取生产线上所有光罩的光罩编码信息并对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统更换正确光罩后，再次对生产线上各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则发送传送确认指令，将生产线上各光罩传送到光罩存储区；

存储区检测流程：获取光罩存储区内所有光罩的光罩编码信息并对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，制造执行系统检查并更换正确光罩后，再次对光罩存储区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，则确认光罩存储区中光罩存储正常；

光刻机检测流程：光刻机按照设定程序从光罩存储区内将所需光罩取出并装载到光刻机光罩暂存区，获取光刻机光罩暂存区内所有光罩的光罩编码信息并对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对不一致，则发送更换光罩指令，光刻机更换光刻机光罩暂存区内的光罩后再次对光刻机光罩暂存区内各光罩进行光罩编码信息比对；若比对一致，发送光罩装载正常指令，光刻机正常运行。

2.根据权利要求1所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述产线检测流程之前，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

入库流程：光罩入厂经检查合格后，将各新入库光罩放入清洗设备中进行清洗，并在清洗完成后放置于光罩盒内；获取并记录本次清洗后的所有新入库光罩的光罩编码信息，并对清洗后的所有新入库光罩进行建档。

3.根据权利要求2所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述产线检测流程之前，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

履历构建流程：创建各入库光罩的履历记录，所述履历记录包括使用时长、应用状态以及光罩状态。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述光刻机检测流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

清洗流程：在产线切换产品或者连续生产达到预置数量时，光刻机卸载光罩，获取待清洗的各光罩的光罩编码并更新光罩状态为待清洗；清洗卸载的各光罩后，将干净的光罩放置于光罩盒内，获取并记录本次清洗后的各个光罩的光罩编码信息并更新光罩状态为待用。

5.根据权利要求4所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述清洗流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤检测流程：在光罩作业过程中，制造执行系统检测到光罩损伤后，获取损伤光罩的光罩编码信息并更新损伤光罩的应用状态为异常，以防止损伤光罩误用。

6.根据权利要求5所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述损伤检测流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤分析流程：制造执行系统判断光罩损伤情况，并根据光罩损伤情况选择进行光罩清洗、送厂修补或报废处理。

7.根据权利要求6所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述损伤分析流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

损伤处理流程：获取待清洗光罩的光罩编码信息并更新待清洗光罩的光罩状态为待清洗；下达清洁指令，并将待清洗光罩送入光罩清洗流程；获取送厂修补光罩的光罩编码信息并更新送厂修补光罩的应用状态为送厂修补；获取报废光罩的光罩编码信息并更新报废光罩的应用状态为报废。

8.根据权利要求7所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述损伤处理流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

返厂检测流程：制造执行系统对送厂修补后回厂的光罩进行检测，并在检测通过后获取修补合格的光罩的光罩编码信息，更新修补合格的光罩的应用状态为正常。

9.根据权利要求7所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，在所述损伤分析流程之后，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

报废处理流程：制造执行系统将应用状态为报废的光罩统一进行报废处理后，封存报废光罩的履历记录。

10.根据权利要求3或8所述的第三代半导体光罩作业方法，其特征在于，所述第三代半导体光罩作业方法还包括：

调拨流程：获取光罩的厂间调拨指令，查询光罩履历记录，发送光罩厂间调拨指令，记录厂间调拨的光罩的光罩编码信息并更新调拨光罩的应用状态为厂间调拨。

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