CN113917252A - 半导体机台的电弧缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体机台的电弧缺陷检测方法，包含提供一信号检测器，连接一机台，该信号检测器每秒提取多个电压值，且将该多个电压值传递至一处理器中，以及判定该多个电压值在一特定时间范围内产生骤降并且恢复(dip and recover)情况，以找出该机台的一电弧缺陷(arcing defect)发生的时间以及电弧缺陷的持续时间。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种检测半导体机台中的电弧缺陷(arcing defect)的方法。
背景技术
电弧，又称弧放电，是由于电场过强，气体发生电击穿而持续形成电浆体，使得电流通过了通常状态下的绝缘介质(例如空气)的现象，或者说当通电的高电压电路出现导体与导体的分开时，两端就会出现电弧。
半导体机台中，有时也会产生电弧现象，当发生此现象时，机台的电压会在极短时间(约数个微秒内)产生急据下降又回升的情况。这种情况不利于工艺的进行，甚至有可能会影响到制作成品的良率。因此电弧现象可以视为半导体机台的一种缺陷。
然而，上述电弧缺陷发生的时间极短，因此操作者也不容易察觉到。因此需要一种主动检测电弧缺陷的方法。
发明内容
本发明提供一种半导体机台的电弧缺陷检测方法，包含提供一信号检测器，连接一机台，该信号检测器每秒提取多个电压值，且将该多个电压值传递至一处理器中，以及判定该多个电压值在一特定时间范围内产生骤降并且恢复情况，以找出该机台的一电弧缺陷(arcing defect)发生的时间以及电弧缺陷的持续时间。
本发明的特征在于，提供一种主动检测电弧缺陷的方法，其中以高频率提取电压值，并且在处理器中判定这些电压值的变化，以记录电弧缺陷的发生时间与持续时间。藉此使用者可以根据这些数据来调整半导体机台，以增进工艺良率。
附图说明
图1绘示电压值在处理器中的处理程序图。
图2为申请人分别以10赫兹与62500赫兹的频率进行电压提取，并且观察同一时间点所发生的电弧缺陷的电压-时间图。
【主要元件符号说明】
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11:程序
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的优选实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
为了方便说明，本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。在文中所描述对于图形中相对元件之上下关系，在本领域的人皆应能理解其是指物件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所公开的范围，在此容先叙明。
如现有技术段落所述，电弧缺陷发生在极短时间内，会使得半导体机台的电压产生明显的下降之后再恢复(recover)。由于其发生的时间极短，因此一般工艺时并不容易发现其存在，然而电弧缺陷仍有可能影响到半导体的工艺。因此，本发明的目的在于，提出一种主动找寻电弧缺陷的方法。更详细而言，本发明将一信号检测器(例如一高频电压传感器)连接到一半导体机台，并且以高频率检测半导体机台的电压数据(每秒约提取60000个以上的电压数据)并且传送到一处理器(例如计算机)中，如此一来由于数据量足够，就比较容易找出在极短时间内发生的电弧缺陷。
另外，本发明中，在电压数据(电压值)被提取到处理器后，将会经过一系列的判读，以决定电弧缺陷是否发生、或仅是电压值的正常波动。详细如图1所示，图1绘示电压值在处理器中的处理程序图。在处理器中，根据电压值的大小与变化，包含有四种不同的处理状态，分别是正常状态、电压小幅度下降状态、电压大幅度下降状态、以及电弧恢复(recover)状态。其中图1的程序1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11为不同的状态下，处理器所进行的判断。也就是说，根据当前电压值，处理器中的状态可能维持上述四种状态中的其中一种，或是转换到其他状态中。详细可以更搭配下表一所示:
在描述表一内容之前，先定义各参数的代表意思:
CV:当前电压值
PV:前一电压值
σ:一标准差的大小
TPV:最近的相对低点(波谷电压值)
K:预设值(此数值可由使用者自行设定)
表一
接着描述表一中的各程序1～11所代表的意义:
程序1:CV≧PV，也就是目前处于正常状态，当前的电压值大于前次电压值。由于电弧缺陷发生时会造成电压下降，所以电压值若与前次相当或是大于前次电压值，代表处于正常状态，且下一个程序仍维持正常状态。
程序2:CV<PV，且PV-CV<6σ时，目前处于正常状态，且当前所测得的电压值小于前次所测得的电压值，但是两者差距在6个标准差以内(注意，此处的6个标准差可以依照需求调整)，下一个程序进入电压小幅度下降状态。
程序3:CV<PV，且PV-CV≧6σ，目前处于正常状态，且当前所测得的电压值小于前次所测得的电压值，且两者差距在6个标准差以上(注意，此处的6个标准差可以依照需求调整)，下一个程序进入电压大幅度下降状态。
程序4:CV≦PV，且TPV-CV<6σ，目前处于电压小幅度下降状态，且当前所测得的电压值小于前次所测得的电压值，但是两者差距在6个标准差以内(注意，此处的6个标准差可以依照需求调整)，下一个程序维持电压小幅度下降状态。
程序5:CV≦PV，且TPV-CV≧6σ，目前处于电压小幅度下降状态，且当前所测得的电压值小于前次所测得的电压值，但是两者差距大于6个标准差(注意，此处的6个标准差可以依照需求调整)，下一个程序进入电压大幅度下降状态。
程序6:目前处于电压小幅度下降状态，且CV>PV，代表当前所测得的电压值大于前次所测得的电压值，代表电压正在恢复正常，下一个程序进续正常状态。
程序7:目前处于电压大幅度下降状态，且CV≦PV，代表电压仍持续下降，下一个程序仍是电压大幅度下降状态。
程序8:目前处于电压大幅度下降状态，CV>PV，数据持续数≧K，代表电压已经从大幅度下降状态中恢复，此时还需记录电压值在大幅度下降状态中所持续的数据数量(愈大代表维持在电压大幅度下降状态愈久)，若该数值大于一设定的K值，则认定电压值确实从大幅度下降状态中产生恢复，也就是满足了电弧缺陷的发生条件，下一个程序进入电弧恢复状态。
程序9:目前处于电压大幅度下降状态，CV>PV，且数据持续数<K，代表电压已经从大幅度下降状态中恢复，此时还需记录电压值在大幅度下降状态中所持续的数据数量(愈大代表维持在电压大幅度下降状态愈久)，若该数值小于一设定的K值，则代表可能仅是数据提取的误差导致，因此下一个程序进入正常状态。
程序10:在电弧恢复状态中，观察电压值，若电压值仍未恢复正常，仍维持电弧恢复状态。
程序11:在电弧恢复状态中，观察电压值，若电压值恢复正常，则下一程序回到正常状态，并且记录电弧缺陷的发生时间与持续时间。
上述方法，提供一种主动检测半导体基台中发生缺陷的方法，由于以高频率检测电压值变化，因此可以检测到极短时间内电压发生下降的情况。举例来说，图2为申请人分别以10赫兹与62500赫兹的频率进行电压提取，并且观察同一时间点所发生的电弧缺陷的电压-时间图。如图2所示，将同一半导体机台分别两接到两处理器进行电弧缺陷分析，其中两处理器进行电压提取的频率不同。可从图2看出，下方图以高频率检测的电压变化，可在图上显示出极短时间内产生电压骤降又恢复的状态，即可以找出电弧缺陷的发生时间点。然而上方的图中却因为提取的电压值不足(频率不够)，而在图上没能显示出电弧缺陷的发生。
利用本发明的方法，找寻到电弧缺陷的发生时间点之后，可以将数据反馈到使用者，而使用者可以依据这些数据进行例如机台的调整等，以降低电弧缺陷的发生机率，进而改善半导体的工艺良率。
综合以上说明书与附图，本发明提供一种半导体机台的电弧缺陷检测方法，包含提供一信号检测器，连接一机台，信号检测器每秒提取多个电压值，且将多个电压值传递至一处理器中，以及判定多个电压值在一特定时间范围内产生骤降并且恢复情况，以找出机台的一电弧缺陷(arcing defect)发生的时间以及电弧缺陷的持续时间。
在本发明的其中一些实施例中，其中特定时间范围介于10～100微秒。
在本发明的其中一些实施例中，其中电压值产生骤降并且恢复情况，包含电压值从一基准范围降低6个标准差以上的数值，并且又再次恢复到基准范围以内。
在本发明的其中一些实施例中，其中信号检测器每秒提取的电压值超过60000个。
在本发明的其中一些实施例中，其中多个电压值传递至处理器之后，处理器包含有四种处理状态，分别为正常状态、电压小幅度下降状态、电压大幅度下降状态、以及电弧恢复状态。
在本发明的其中一些实施例中，其中当一目前电压值大于或等于一前次电压值，且目前电压值处于一基准范围内，则处理器判定处于正常状态中。
在本发明的其中一些实施例中，其中当一目前电压值小于一前次电压值，且两者的差距小于6个标准差时，则处理器判定处于电压小幅度下降状态中。
在本发明的其中一些实施例中，其中当一目前电压值小于一前次电压值，且两者的差距大于6个标准差时，则处理器判定处于电压大幅度下降状态中。
在本发明的其中一些实施例中，其中当处理器已处于电压大幅度下降状态中，且电压大幅度降低的持续的时间大于一设定范围，并且当目前电压值大于或等于前次电压值时，则处理器判定进入电弧恢复状态，并且记录一次电弧发生时间点与电弧持续时间。
在本发明的其中一些实施例中，其中当处理器已处于电压大幅度下降状态中，且电压大幅度降低的持续的时间小于一设定范围，则处理器判定进入正常状态，并且不记录电弧发生时间点。
综上所述，本发明的特征在于，提供一种主动检测电弧缺陷的方法，其中以高频率提取电压值，并且在处理器中判定这些电压值的变化，以记录电弧缺陷的发生时间与持续时间。藉此使用者可以根据这些数据来调整半导体机台，以增进工艺良率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种半导体机台的电弧缺陷检测方法，包含:
提供信号检测器，连接机台，该信号检测器每秒提取多个电压值，且将该多个电压值传递至处理器中；以及
判定该多个电压值在特定时间范围内产生骤降并且恢复情况，以找出该机台的电弧缺陷(arcing defect)发生的时间以及电弧缺陷的持续时间。
2.根据权利要求1所述的电弧缺陷检测方法，其中该特定时间范围介于10～100微秒。
3.根据权利要求1所述的电弧缺陷检测方法，其中该电压值产生骤降并且恢复情况，包含该电压值从基准范围降低6个标准差以上的数值，并且又再次恢复到该基准范围以内。
4.根据权利要求1所述的电弧缺陷检测方法，其中该信号检测器每秒提取的电压值超过60000个。
5.根据权利要求1所述的电弧缺陷检测方法，其中该多个电压值传递至该处理器之后，该处理器包含有四种处理状态，分别为正常状态、电压小幅度下降状态、电压大幅度下降状态、以及电弧恢复状态。
6.根据权利要求5所述的电弧缺陷检测方法，其中当目前电压值大于或等于前次电压值，且该目前电压值处于基准范围内，则该处理器判定处于该正常状态中。
7.根据权利要求5所述的电弧缺陷检测方法，其中当目前电压值小于前次电压值，且两者的差距小于6个标准差时，则该处理器判定处于该电压小幅度下降状态中。
8.根据权利要求5所述的电弧缺陷检测方法，其中当目前电压值小于前次电压值，且两者的差距大于6个标准差时，则该处理器判定处于该电压大幅度下降状态中。
9.根据权利要求8所述的电弧缺陷检测方法，其中当该处理器已处于该电压大幅度下降状态中，且电压大幅度降低的持续的时间大于设定范围，并且当目前电压值大于或等于前次电压值时，则该处理器判定进入该电弧恢复状态，并且记录一次电弧发生时间点与电弧持续时间。
10.根据权利要求8所述的电弧缺陷检测方法，其中当该处理器已处于该电压大幅度下降状态中，且电压大幅度降低的持续的时间小于设定范围，则该处理器判定进入该正常状态，并且不记录电弧发生时间点。
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