本發(fā)明涉及芯片制造，特別是一種光路清潔度檢測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)方法及處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光刻機(jī)作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵設(shè)備，其性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性對(duì)芯片質(zhì)量至關(guān)重要。光路上的鏡片潔凈度是影響光刻機(jī)性能的重要因素之一。盡管機(jī)器對(duì)安裝環(huán)境的空氣潔凈度有嚴(yán)格要求，但長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，灰塵等污染物仍會(huì)不可避免地在光路鏡片上積累，導(dǎo)致光路透光率下降、成像質(zhì)量變差，進(jìn)而影響光刻機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，增加生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷風(fēng)險(xiǎn)。

2、目前，光刻機(jī)的光路清潔度維護(hù)主要依賴(lài)于定期人工清理，例如每月進(jìn)行一次鏡片擦拭。這種維護(hù)方式存在以下局限性：

3、維護(hù)周期固定，缺乏靈活性：不同光刻機(jī)的使用頻率、環(huán)境條件等因素不同，固定的維護(hù)周期可能無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。對(duì)于使用頻率高、環(huán)境較差的光刻機(jī)，一個(gè)月一次的維護(hù)可能不夠；而對(duì)于使用頻率低、環(huán)境較好的光刻機(jī)，則可能導(dǎo)致過(guò)度維護(hù)，增加維護(hù)成本。

4、人工操作存在誤差：人工清理鏡片時(shí)，操作人員的技能水平、操作規(guī)范等因素會(huì)影響清理效果。不同人員的操作差異可能導(dǎo)致光路清潔度的維護(hù)質(zhì)量不穩(wěn)定，進(jìn)而影響光刻機(jī)的性能。

5、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光路清潔度：在兩次維護(hù)之間，光路清潔度的變化無(wú)法實(shí)時(shí)掌握，一旦污染物積累到一定程度，可能對(duì)光刻過(guò)程造成嚴(yán)重影響，而此時(shí)卻無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施。

6、污染影響無(wú)法評(píng)估：當(dāng)污染發(fā)生卻未及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)流片質(zhì)量下降甚至是導(dǎo)致芯片存在嚴(yán)重缺陷，傳統(tǒng)的定期清理方法無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位存在問(wèn)題的產(chǎn)品批次，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)無(wú)法進(jìn)行污染影響評(píng)估。

7、因此，需要提供一種光路清潔度檢測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)方法及處理系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)光路清潔度維護(hù)依賴(lài)于定期人工清理，且無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光路清潔度，污染影響無(wú)法評(píng)估的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供操作簡(jiǎn)易的一種光路清潔度檢測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)方法及處理系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)光路清潔度維護(hù)依賴(lài)于定期人工清理，且無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光路清潔度，污染影響無(wú)法評(píng)估的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)時(shí)監(jiān)控光路清潔度，輔助用戶(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)間清潔，并綜合評(píng)估受影響的不良品批次和污染源。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提出一種光路清潔度檢測(cè)裝置，用于對(duì)光刻機(jī)的光路進(jìn)行鏡片清潔度檢測(cè)，包括面陣ccd、數(shù)字微鏡器件dmd、ccd控制器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和報(bào)警提示模塊；其中，

3、面陣ccd：在光刻機(jī)載物臺(tái)的邊緣且避開(kāi)承片臺(tái)的位置，安裝一個(gè)高分辨率的面陣ccd；其中，所述面陣ccd用于捕捉光路鏡片的反射光圖像；

4、數(shù)字微鏡器件dmd：用于生成純白圖像，并以100％的反射光路的投射到面陣ccd的靶面上；

5、ccd控制器：負(fù)責(zé)采集面陣ccd的反射光圖像，并對(duì)所有像素進(jìn)行累加處理，將累加值作為鏡片清潔度數(shù)據(jù)；

6、數(shù)據(jù)采集模塊：用于持續(xù)采集存儲(chǔ)清潔大數(shù)據(jù)；其中，包括光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)、芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)、鏡片清潔度數(shù)據(jù)和反射光圖像；

7、數(shù)據(jù)分析模塊：用于根據(jù)清潔大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)；其中，包括維護(hù)周期預(yù)測(cè)、不良品批次預(yù)測(cè)和污染源分析預(yù)測(cè)；

8、報(bào)警提示模塊：當(dāng)鏡片清潔度數(shù)據(jù)低于設(shè)定的鏡片清潔度閾值時(shí)，發(fā)出清潔度告警信號(hào)并提示需要進(jìn)行清潔維護(hù)。

9、作為更進(jìn)一步的解決方案，通過(guò)如下步驟進(jìn)行光路清潔度監(jiān)測(cè)：

10、步驟1：控制數(shù)字微鏡器件dmd生成純白圖像，并以100％的反射光路的投射到面陣ccd的靶面上；

11、步驟2：通過(guò)面陣ccd捕捉光路鏡片的反射光圖像；

12、步驟3：通過(guò)ccd控制器采集面陣ccd的反射光圖像，并對(duì)所有像素進(jìn)行累加處理，將累加值作為鏡片清潔度數(shù)據(jù)；

13、步驟4：通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊持續(xù)采集存儲(chǔ)清潔大數(shù)據(jù)；其中，包括光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)、芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)、鏡片清潔度數(shù)據(jù)和反射光圖像；

14、步驟5：通過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)清潔大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)；其中，包括維護(hù)周期預(yù)測(cè)、不良品批次預(yù)測(cè)和污染源分析預(yù)測(cè)；

15、步驟6：當(dāng)鏡片清潔度數(shù)據(jù)低于設(shè)定的鏡片清潔度閾值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警提示模塊發(fā)出清潔度告警信號(hào)并提示需要進(jìn)行清潔維護(hù)。

16、另一方面，本發(fā)明一種光路污染處理系統(tǒng)，包括光路清潔度檢測(cè)裝置、維護(hù)周期預(yù)測(cè)單元、不良品批次預(yù)測(cè)單元和污染源分析預(yù)測(cè)單元；其中，

17、光路清潔度檢測(cè)裝置：用于采集清潔大數(shù)據(jù)和鏡片清潔度數(shù)據(jù)，并在鏡片清潔度數(shù)據(jù)低于設(shè)定的鏡片清潔度閾值時(shí)，發(fā)出清潔度告警信號(hào)并提示需要進(jìn)行清潔維護(hù)；

18、維護(hù)周期預(yù)測(cè)單元：基于鏡片清潔度數(shù)據(jù)和清潔大數(shù)據(jù)，構(gòu)建清潔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型和清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型，通過(guò)構(gòu)建清潔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型對(duì)維護(hù)周期進(jìn)行設(shè)置；

19、不良品批次預(yù)測(cè)單元：基于鏡片清潔度數(shù)據(jù)、清潔大數(shù)據(jù)和清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型，對(duì)不良品批次進(jìn)行不良品批次前向預(yù)測(cè)和/或不良品批次后向預(yù)測(cè)，得到未來(lái)和/或過(guò)去的不良預(yù)測(cè)批次產(chǎn)品；

20、污染源分析預(yù)測(cè)單元：通過(guò)對(duì)比污染源數(shù)據(jù)庫(kù)與發(fā)出清潔度告警對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的清潔大數(shù)據(jù)和反射光圖像的相似度，并將相似度達(dá)到相似度閾值的污染源信息作為污染源分析預(yù)測(cè)輸出；其中，包括圖像相似度和大數(shù)據(jù)相似度。

21、作為更進(jìn)一步的解決方案，所述維護(hù)周期預(yù)測(cè)單元通過(guò)如下步驟進(jìn)行維護(hù)周期預(yù)測(cè)：

22、采集清潔大數(shù)據(jù)；其中，包括光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)、芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)、鏡片清潔度數(shù)據(jù)和歷史清潔數(shù)據(jù)；

23、通過(guò)歷史清潔數(shù)據(jù)提取清潔時(shí)間節(jié)點(diǎn)和前后間隔時(shí)間，并對(duì)光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)、芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)、清潔度檢測(cè)數(shù)據(jù)和歷史清潔數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊；

24、通過(guò)清潔時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)、芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)和鏡片清潔度數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間劃分，得到清潔前大數(shù)據(jù)集和清潔后大數(shù)據(jù)集；

25、構(gòu)建清潔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型，并將清潔前大數(shù)據(jù)集和對(duì)應(yīng)的前后間隔時(shí)間作為輸入集，將清潔后大數(shù)據(jù)集作為輸出集進(jìn)行模型訓(xùn)練；

26、構(gòu)建清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型并設(shè)置評(píng)分閾值；其中，清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型為數(shù)據(jù)計(jì)算模型，包括運(yùn)行評(píng)分因子、質(zhì)量評(píng)分因子，清潔度評(píng)分因子、時(shí)間間隔因子對(duì)應(yīng)設(shè)置的因子權(quán)重；

27、持續(xù)采集最近清潔時(shí)間節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前的清潔大數(shù)據(jù)，并輸入至清潔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型中，進(jìn)行清潔清潔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，得到清潔預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

28、將清潔預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)代入至清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型中，代入評(píng)分閾值并將時(shí)間間隔因子作為求解量，得到達(dá)到評(píng)分閾值所預(yù)測(cè)的前后間隔預(yù)測(cè)時(shí)間；

29、將前后間隔預(yù)測(cè)時(shí)間作為維護(hù)周期進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)前后間隔預(yù)測(cè)時(shí)間歸零時(shí)通知進(jìn)行光路清潔。

30、作為更進(jìn)一步的解決方案，所述光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)包括套刻精度、光照度均勻度和預(yù)對(duì)準(zhǔn)精度；所述芯片流片質(zhì)量數(shù)據(jù)包括功能測(cè)試數(shù)據(jù)、可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)和參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)，所述運(yùn)行評(píng)分因子綜合套刻精度評(píng)分、光照度均勻度評(píng)分和預(yù)對(duì)準(zhǔn)精度評(píng)分，所述質(zhì)量評(píng)分因子綜合功能測(cè)試評(píng)分、可靠性測(cè)試評(píng)分和參數(shù)測(cè)試評(píng)分。

31、作為更進(jìn)一步的解決方案，所述不良品批次預(yù)測(cè)單元通過(guò)如下步驟進(jìn)行不良品批次前向預(yù)測(cè)：

32、設(shè)置不良品質(zhì)量閾值；

33、獲取制造計(jì)劃，并根據(jù)制造計(jì)劃調(diào)取對(duì)應(yīng)的光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)；

34、通過(guò)擬合歷史鏡片清潔度數(shù)據(jù)，得到正常變化的鏡片清潔度變化函數(shù)；

35、對(duì)前后間隔時(shí)間進(jìn)行前向迭代；

36、獲取前后間隔時(shí)間所對(duì)應(yīng)的光刻機(jī)綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)作為光刻機(jī)綜合運(yùn)行預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，前后間隔時(shí)間代入鏡片清潔度變化函數(shù)，得到的鏡片清潔度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

37、將光刻機(jī)綜合運(yùn)行預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、鏡片清潔度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、評(píng)分閾值、前后間隔時(shí)間代入清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型，并將質(zhì)量評(píng)分因子作為求解量，求解得到芯片流片質(zhì)量前向預(yù)測(cè)值；

38、比較不良品質(zhì)量閾值和芯片流片質(zhì)量前向預(yù)測(cè)值；若判斷為不良品，則輸出當(dāng)前前后間隔時(shí)間；否則，返回對(duì)前后間隔時(shí)間進(jìn)行前向迭代；

39、將輸出的前后間隔時(shí)間作為不良品批次產(chǎn)生時(shí)間，將未來(lái)對(duì)應(yīng)不良品批次產(chǎn)生時(shí)間的批次產(chǎn)品設(shè)置為不良預(yù)測(cè)批次產(chǎn)品。

40、作為更進(jìn)一步的解決方案，所述不良品批次預(yù)測(cè)單元通過(guò)如下步驟進(jìn)行不良品批次后向預(yù)測(cè)：

41、設(shè)置不良品質(zhì)量閾值；

42、獲取當(dāng)前時(shí)間以前的光刻機(jī)綜合運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)、鏡片清潔度歷史數(shù)據(jù)、清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分歷史數(shù)據(jù)；

43、對(duì)前后間隔時(shí)間進(jìn)行后向迭代；

44、將光刻機(jī)綜合運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)、鏡片清潔度歷史數(shù)據(jù)、清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分歷史數(shù)據(jù)、前后間隔時(shí)間代入清潔數(shù)據(jù)綜合評(píng)分模型，并將質(zhì)量評(píng)分因子作為求解量，求解得到芯片流片質(zhì)量后向預(yù)測(cè)值；

45、比較不良品質(zhì)量閾值和芯片流片質(zhì)量后向預(yù)測(cè)值；若判斷為不良品，則輸出當(dāng)前前后間隔時(shí)間；否則，返回對(duì)前后間隔時(shí)間進(jìn)行后向迭代；

46、將輸出的前后間隔時(shí)間作為不良品批次產(chǎn)生時(shí)間，回溯過(guò)去對(duì)應(yīng)不良品批次產(chǎn)生時(shí)間的批次產(chǎn)品設(shè)置為不良預(yù)測(cè)批次產(chǎn)品。

47、作為更進(jìn)一步的解決方案，所述污染源數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)如下步驟進(jìn)行構(gòu)建：

48、設(shè)置鏡片清潔度閾值，并通過(guò)光路清潔度檢測(cè)裝置獲取鏡片清潔度數(shù)據(jù)；

49、當(dāng)鏡片清潔度數(shù)據(jù)超出鏡片清潔度閾值時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)并進(jìn)行清潔度告警；

50、獲取被標(biāo)記時(shí)間點(diǎn)的清潔大數(shù)據(jù)和反射光圖像，并設(shè)置污染源回溯任務(wù)；

51、專(zhuān)業(yè)人員對(duì)污染源回溯任務(wù)進(jìn)行回溯分析，定位得到污染源信息；

52、將清潔大數(shù)據(jù)、反射光圖像和污染源信息作為污染源數(shù)據(jù)加入至污染源分析庫(kù)中。

53、與相關(guān)技術(shù)相比較，本發(fā)明能提供的一種光路清潔度檢測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)方法及處理系統(tǒng)具備如下優(yōu)勢(shì)：

54、本發(fā)明利用數(shù)字微鏡器件dmd生成純白圖像，通過(guò)面陣ccd捕捉光路鏡片的反射光圖像，再使用ccd控制器采集面陣ccd的反射光圖像，并對(duì)所有像素進(jìn)行累加處理，將累加值作為鏡片清潔度數(shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光路清潔度，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行按需維護(hù)，可以有效保持光路鏡片的潔凈度，提高光刻機(jī)的成像質(zhì)量和光刻精度，從而提高芯片的良品率，避免了過(guò)度維護(hù)和不足維護(hù)的問(wèn)題，減少了維護(hù)次數(shù)和維護(hù)時(shí)間，降低了維護(hù)成本。此外，本發(fā)明還能根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行不良品批次預(yù)測(cè)和污染源分析預(yù)測(cè)，進(jìn)一步挖掘利用所采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)估受影響的不良品批次和污染源。