分析用样本的自动化处理的系统及使用其的样本处理方法与流程

各种实施例涉及一种用于分析用样本的自动化处理的系统，以及一种系统，所述系统能够通过使晶圆入库的自动化过程、用于制造分析用样本的处理、以及每次分析用样本的分配来使分析用样本的处理的所有过程自动化。

背景技术：

1、随着半导体器件集成技术的不断改进，大量器件被集成在一个晶圆上。结果，晶圆上是否存在缺陷对成品率有很大影响。因此，检查晶圆上是否存在缺陷的分析过程的重要性逐渐增大。具体地，随着器件集成度的提高，分析更加细微的缺陷的需求也增加了。

2、半导体器件通过使用诸如扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、聚焦离子束(fib)、或二次离子质谱法(sims)的分析设备来分析。半导体器件的分析通过以下来执行：使用一种通过经由预处理方法对晶圆进行处理来分离地制造分析用样本以及然后对所制造的样本进行分析的方法。

3、通常，分析用样本是通过使用取决于应用于样本的分析方法的不同方法对晶圆进行处理来制造的，并且是通过使用针对每个单元模块的处理设备(诸如离子铣削装置、切割装置或压痕装置)并且执行多个处理过程来制造的。然而，在这种处理设备中，因为处理设备的制造商彼此不同，所以制造商之间的设备和样本尚未被标准化。为此，存在的问题是，因为设备的部件之间的信息和材料之间的关联是不可能的，所以处理设备的自动化是困难的；由于需要工人的干预，因此人力消耗、分析成本以及分析时间大大增加；以及基础设施的建造是困难的。

技术实现思路

1、在一个实施例中，一种用于分析用样本的自动化处理的系统可以包括：样本处理单元，该样本处理单元被配置成通过切割分析目标晶圆来制造多个单元晶圆，并且被配置成通过经由至少一个处理过程对单元晶圆进行处理来制造分析用样本；样本储存单元，在样本储存单元中已经形成装载区域，接收固持器被运进装载区域以及从装载区域运出，在该接收固持器上已经装载单元晶圆和分析用样本；以及样本输送单元，该样本输送单元被配置成在样本处理单元与样本储存单元之间相互输送分析目标晶圆、单元晶圆、以及分析用样本。

2、根据一个实施例，接收固持器可以包括：固持器本体，该固持器本体被配置成在单元晶圆和分析用样本下方支撑单元晶圆和分析用样本；第一接收级，该第一接收级被形成在固持器本体的顶部处的固持器本体的一侧上，并且被配置成形成空间，单元晶圆以可附接和可拆卸的结构的形式耦接至该空间；以及第二接收级，该第二接收级被形成在固持器本体的顶部处的固持器本体的另一侧上，并且被配置成形成空间，安装有单元晶圆的网格以可附接和可拆卸的结构的形式耦接至该空间。

3、第一接收级可以具有如下的结构：固定槽，该固定槽被插入并形成在固持器本体的上侧上的固持器本体的一侧上；支撑板，该支撑板被安装在固定槽内，并且被配置成将单元晶圆坐置在支撑板的顶部处以及将轴形成在支撑板的底部处；弹性构件，该弹性构件沿轴的外周向表面安装；弹性夹，该弹性夹装配有俘获突出部，该俘获突出部被形成为从固定槽的内壁突出；以及夹持单元，该夹持单元被插入并耦接至固定槽以形成可移动空间，弹性夹在该可移动空间中移动，并且夹持单元被配置成将单元晶圆和盖架一起固定在夹持单元的上侧上，在盖架中已经形成暴露孔，使得通过对单元晶圆加压而使俘获突出部暴露在夹持单元的顶部处的夹持单元的一侧上。

4、根据一个实施例，样本储存单元可以具有包括以下各者的结构：第一装载区域，接收固持器储存在该第一装载区域中，并且第一装载区域被配置成形成空间，在该空间中单元晶圆耦接至接收固持器的第一接收级和第二接收级中的至少任何一个；以及第二装载区域，该第二装载区域被配置成形成空间，分析用样本被运进该空间和从该空间运出。

5、根据一个实施例，样本输送单元可以具有包括以下各者的结构：第一输送模块，该第一输送模块被配置成将分析目标晶圆输送至样本处理单元；第二输送模块，该第二输送模块被配置成输送单元晶圆并且将该单元晶圆附接至接收固持器；以及第三输送模块，该第三输送模块被配置成将单元晶圆输送至样本处理单元。

6、根据一个实施例，该系统还可以包括样本分类单元，该样本分类单元包括：标签模块，该标签模块被安装在接收固持器的一侧上，并且被配置成储存单元晶圆的标识码和接收固持器的标识码；读取模块，该读取模块被配置成识别已经被储存在标签模块中的标识码；以及码生成模块，该码生成模块被配置成生成标识码，并且被配置成将所生成的标识码传输至标签模块。

7、根据一个实施例，该系统还可以包括控制器，该控制器包括：通信模块，该通信模块被配置成传输和接收由读取模块识别的标识码；终端模块，该终端模块被安装在样本处理单元中，并且被配置成接收单独处理信息并执行控制使得处理过程被执行；管理模块，该管理模块被配置成储存已经被接收在样本储存单元中的单元晶圆和分析用样本的标识码，并且被配置成管理已经被接收在样本储存单元中的单元晶圆和分析用样本的运进和运出；以及处理信息生成模块，该处理信息生成模块被配置成基于标识码来生成单元晶圆的单独处理信息，并且被配置成将所生成的单独处理消息传输至终端模块、管理模块、以及样本输送单元。控制器可以被配置成基于标识码来控制样本处理单元、样本储存单元以及样本输送单元的操作。

8、处理信息生成模块可以被配置成：当管理服务器基于标识码来生成单元晶圆的分析方案信息并传输所生成的分析方案信息时，通过接收所述分析方案信息来生成处理信息。

9、根据一个实施例，该系统还可以包括管理器终端单元，该管理器终端单元被配置成接收样本处理单元、样本储存单元以及样本输送单元的驱动状态和任务信息。

10、在一个实施例中，一种晶圆分析自动化系统可以包括：样本处理单元，该样本处理单元被配置成通过切割分析目标晶圆来制造多个单元晶圆，并且被配置成经由至少一个处理过程通过对单元晶圆进行处理来制造分析用样本；样本储存单元，在该样本储存单元中已经形成装载区域，接收固持器被运进装载区域以及从装载区域运出，在该接收固持器上已经装载单元晶圆和分析用样本；样本分析单元，该样本分析单元被配置成对从样本储存单元运出的分析用样本进行分析；以及样本输送单元，该样本输送单元被配置成在样本处理单元与样本储存单元之间相互输送分析目标晶圆、单元晶圆、以及分析用样本。

11、在一个实施例中，一种对分析用样本进行处理的方法可以包括：第一处理步骤，将分析目标晶圆输送至样本处理单元，并且通过对分析目标晶圆执行切割处理来形成多个单元晶圆；第一储存步骤，将单元晶圆与分析目标晶圆分离，并且将单元晶圆装载并保持在接收固持器中，该接收固持器已经被接收在样本储存单元中；第二处理步骤，从样本储存单元运出已经装载单元晶圆的接收固持器，将接收固持器输送至样本处理单元，以及通过基于标识码以与单独处理信息对应的方式对单元晶圆进行处理来制造分析用样本；以及第二储存步骤，输送已经装载分析用样本的接收固持器并且将该接收固持器接收在样本储存单元中。

技术特征：

1.一种用于分析用样本的自动化处理的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述样本处理单元通过使用切割装置、压痕装置、离子铣削装置、抛光装置、涂覆装置、研磨装置、清洗装置、以及冲孔装置之中的至少一种处理装置来对所述单元晶圆进行处理。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收固持器包括：

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一接收级包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述样本储存单元包括：

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述样本输送单元包括：

7.根据权利要求1所述的系统，还包括样本分类单元，所述样本分类单元包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述标识码包括以下至少任何一个：所述晶圆的批次id、晶圆id、镜头id和接收固持器id、以及所述分析用样本的处理历史信息和分析方案信息。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述标签模块包括以下至少任何一个：电子标签、ic芯片、条形码、以及qr码，在所述条形码中已经写入标识信息，在所述qr码中已经写入所述标识信息。

10.根据权利要求7所述的系统，还包括控制器，所述控制器包括：

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理信息生成模块被配置成：当管理服务器基于所述标识码来生成所述单元晶圆的分析方案信息并且传输所生成的分析方案信息时，通过接收所述分析方案信息来生成所述处理信息。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理信息生成模块被配置成：基于已经由所述管理模块收集的所述单元晶圆的所述分析方案信息和数量信息，通过调整所述单元晶圆的处理状态、处理位置和处理数量中的至少任何一个而生成所述单独处理信息。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器包括检查模块，所述检查模块对所述样本处理单元的状态进行标识，并且当所述样本处理单元的状态被标识为驱动状态、定期检查状态、或故障状态时，所述检查模块通过生成等待信号来控制所述样本输送单元以基于预设时间值来维持命令等待状态。

14.根据权利要求1所述的系统，还包括管理器终端单元，所述管理器终端单元接收所述样本处理单元、所述样本储存单元以及所述样本输送单元的驱动状态和任务信息。

15.一种晶圆分析自动化系统，包括：

16.根据权利要求15所述的晶圆分析自动化系统，还包括检测模块，所述检测模块被配置成：当所述样本分析单元的状态被标识为驱动状态、定期检查状态、或故障状态时生成等待信号，并且所述检测模块被配置成：对所述样本分析单元的状态进行标识，使得所述样本输送单元基于预设时间值维持等待状态，并且停止向所述样本分析单元供应所述分析用样本。

17.根据权利要求15所述的晶圆分析自动化系统，其中，所述样本分析单元通过使用选自组的一种或更多种方法来对所述分析用样本进行分析，所述组包括：电子显微镜分析、聚焦离子束分析、二次离子质谱法、原子力显微镜分析、扫描探针显微镜分析、x射线光电子能谱法、离子散射能谱法、俄歇电子能谱法、低能电子衍射分析、光电发射显微镜分析、反射高能衍射分析和电子能量损失能谱法。

18.一种对分析用样本进行处理的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述第一储存步骤中，在将所述单元晶圆与所述分析目标晶圆分离并装载所分离的单元晶圆的步骤中识别所述分析目标晶圆、所述单元晶圆、以及所述接收固持器的标识码，基于所述标识码生成新标识码和分析方案信息，以及基于所述分析方案信息来生成所述单元晶圆的单独处理信息并且将所述单独处理信息传输至所述样本处理单元和所述样本储存单元。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述第二处理步骤中，样本输送单元接收所述单独处理信息，从所述样本储存单元运出与所述新标识码对应的单元晶圆并且将所述单元晶圆输送至所述样本处理单元，以及所述样本处理单元接收所述单独处理信息并且通过对所述单元晶圆进行处理来制造分析用样本。

技术总结
本发明公开了用于分析用样本的自动化处理的系统、晶圆分析自动化系统以及对分析用样本进行处理的方法。用于分析用样本的自动化处理的系统包括：样本处理单元，该样本处理单元被配置成通过切割分析目标晶圆来制造多个单元晶圆，并且被配置成经由至少一个处理过程对单元晶圆进行处理来制造分析用样本；样本储存单元，在样本储存单元中已经形成装载区域，接收固持器被运进装载区域以及从装载区域运出，该接收固持器上已经装载单元晶圆和分析用样本；以及样本输送单元，该样本输送单元被配置成在样本处理单元与样本储存单元之间相互输送分析目标晶圆、单元晶圆、以及分析用样本。

技术研发人员：李赞赫,柳宗熙,李起正
受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12