CN102023620A

CN102023620A - 用于对半导体制造工艺线中的机台采样率进行控制的方法

Info

Publication number: CN102023620A
Application number: CN2009101962648A
Authority: CN
Inventors: 黄辉
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: CN102023620B

Abstract

本发明公开了一种用于对半导体制造工艺线中的机台采样率进行控制的方法，所述方法包括以下步骤：a.定义关键机台列表；b.扫描工艺线中的一个或多个机台，提取机台的信息；c.判断在步骤b中扫描的机台是否在关键机台列表中，且满足检测条件；d.对位于关键机台列表中且满足检测条件的机台定义报警消息，所述报警消息包含机台的目标采样率；e.根据所述报警消息将所述机台的原采样率改变为所述目标采样率。f.在目标采样率有效期之后，机台的目标采样率会自动恢复到原采样率。根据本发明的方法能够对半导体生产工艺线的机台采样率进行控制和调节，从而对机台的工作状况进行有效检测，提高了良品率。

Description

用于对半导体制造工艺线中的机台采样率进行控制的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺的质量控制，尤其涉及对工艺线中的机台采样率进行控制和调节的方法。

背景技术

半导体产品的制造从最初的晶圆到最终加工完成形成产品，中间需要通过整个工艺线上的多个步骤来完成。这些步骤包括衬底材料加工、氧化、光刻、蚀刻、扩散、淀积、清洗、封装等等，而每个步骤通常是在不同的机台上完成的。在这个过程中，为了对工艺线上每个阶段的产品质量，也就是产品良率进行控制，通常会对不同的工序步骤加工后的产品进行采样抽检。单位时间内所采集的样品数量被称为采样率。在一定时间内或者一定量的产品批次中，按照该设定的采样率来对该机台加工/处理的产品进行采样。通过对采样产品进行检测，来确定产品的质量/良率，以便及时发现任何工艺上的缺陷或制造设备的问题，例如某道工艺的参数是否设置得不合理，机台是否需要维修或进行维护等等，以避免这些缺陷传递到后续步骤中造成更为严重的良率问题。

由于采样通常会涉及到机台停机等影响正常工艺线运转的情况，因此这个采样率通常不会设定得很高，以免对正常的工艺线运转造成影响。而且该采样率一般是不变化的。但是在实际中已经发现，在机台进行了预防性常规维护或者损坏后进行了维修之后，如果还保持这种正常的采样率，则会产生一定的问题。较正常的生产线中没有经过维护和维修的机台而言，维护和维修后的机台由于没有经过磨合，或是由于维护或维修的技术人员工作失误，反而会增加产品出现缺陷的风险，从而造成多个批次的产品出现良率明显下降的问题。经统计发现，大约80％的机台出现不正常状况的情况都与机台的预防性维护或者机台维修有关。然而，以往保持恒定的采样率不足以及时检测出产品质量的这种异常波动。从而会造成在机台已经出现异常状况的情况下，机台仍在一定时间内持续工作，造成良品率的显著下降。因此，需要对机台在一定条件下，尤其是在刚刚经过预防性维护或损坏维修后的机台工作情况进行特别的监视。

鉴于上述问题，需要提供一种对半导体生产工艺线的机台采样率进行智能控制和调节的方法，从而对机台的工作状况进行有效检测，以防止刚刚经过预防性维护或损坏维修后的机台对工艺线的影响，提高半导体工艺线制造产品的良品率。

发明内容

在本发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了能够对半导体生产工艺线的机台采样率进行控制和调节，从而对机台的工作状况进行有效检测，本发明提供了一种用于对半导体制造工艺线中的机台采样率进行控制的方法，所述方法包括以下步骤：a.定义关键机台列表；b.扫描工艺线中的一个或多个机台，提取机台的信息；c.判断在步骤b中扫描的机台是否在关键机台列表中，且满足检测条件；d.对位于关键机台列表中且满足检测条件的机台定义报警消息，所述报警消息包含机台的目标采样率；e.根据所述报警消息将所述机台的原采样率改变为所述目标采样率。

根据本发明的另一方面，所述方法还包括在所述报警消息中定义目标采样率的有效期，在上述步骤e之后经过目标采样率的有效期后，将所述机台的采样率恢复为原采样率。

根据本发明的另一方面，所述方法还包括在上述步骤e之后检测良品率是否发生了变化。

根据本发明的另一方面，所述方法还包括在所述步骤d和e之间加入确认步骤，以确认报警消息是否正确。

根据本发明的方法可以对机台的工作状况进行有效检测，防止了刚刚经过预防性维护或损坏维修后的机台对工艺线的影响，从而提高了半导体工艺线制造产品的良品率。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的半导体工艺线中的机台采样率控制方法的流程图；

图2是示例性的关键机台列表；

图3是示例性的报警消息。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参考图1，为根据本发明实施例的特别针对于机台维护和维修的智能采样率控制方法的流程图。

在步骤110，首先定义出关键机台列表。这些关键机台是在工艺线中所制造的半导体晶片质量有重要影响的机台。半导体晶片的生产包括衬底材料加工、初始氧化、光刻、蚀刻、扩散、淀积、退火、抛光、清洗、剥离、封装、测试等等多个工艺步骤，每个工艺步骤中可能会在一个或多个机台上来完成这些加工步骤。其中一些机台的加工步骤可能会对晶片的质量影响较大，也就是说，当这些机台由于常规的预防性维护或损坏后的维修之后造成的加工精度误差或偏差，可能会对本道工序或后续工序的良品率产生显著的影响。因此，需要对这些所谓的“关键性”机台进行特别的检测，尤其是检测它们在常规的预防性维护或损坏后的维修之后的工作状况。如上所述的这种机台就可以定义在关键机台列表中。比如反应炉、抛光机、光刻机、离子注入机、等离子枪等。关键机台列表的一个例子可以参考图2，其中不仅定了多个关键机台，还包括了该机台的一些其他信息，如机台名称、机台编号、机台类型等等。

如上所述的该关键机台列表可以预先设定在整个采样率控制调节系统中，并可以根据不同工艺线运转的特点进行实时的动态调整，例如增加某些关键机台或删除某些关键机台。关键机台列表中定义的机台类型和数量也不是固定不变的，可以根据该工艺线上制造的晶片类型来进行适当的调整。例如可以设定为在制造某一批次晶片时增加某些机台，而当这一批次制造完毕时将这些机台从列表中去除。此外，所述的这种关键机台列表还可以设定为是开放性的，即，在整个控制系统的初始时该列表为空，不同的制造商可以根据自身工艺线的特点和需要，自行定义出适合其工艺线要求的关键机台列表。

在步骤120，选取工艺线上的一个机台进行依次扫描，并提取该机台的相关信息，这些信息可以包括但不限于机台的编号、类别、进行维护的日期、故障维修的日期、原采样率等等，用于在之后的步骤中作为改变采样率的参考信息。

接着，在步骤130中，根据在上个步骤中所扫描的机台信息，检索关键机台列表中，以判断该机台是否列在该关键机台列表中。如果判断出该机台不在该关键机台列表中，则返回步骤120，扫描下一个机台。如果判断出该机台已列在该关键机台列表中，则说明该机台属于本发明中所定义的“关键”机台，其维护或维修可能会对良品率造成显著的影响。然后进入步骤140。

在步骤140中，判断该机台是否在设定的期间内满足设定的检测条件。所述设定的检测条件可以是任何可能造成机台出现状况的条件。例如，机台是否运行超过一定的时间，机台是否更换了关键性零部件，机台是否进行了预防性维护，机台是否进行了故障维修，以及机台是否经过长时间停运等等。优选地，该预定条件为机台是否进行了预防性维护或者机台是否进行了故障维修。所述设定的期间可以是制造者根据机台的使用状况和特点自行设定的，例如12小时，表明机台刚刚进行过维护或维修，需要对其工作状况进行监测，则进入步骤150；如果超过了该设定期间，说明机台没有进行过维护或维修，或是已经经历了维护或维修之后的磨合期，无需进行特殊监测，则返回步骤120，扫描下一个机台。

在步骤150中，在通过前面的步骤找出需要重点监测的机台后，定义与该机台相关的报警消息。所述报警消息包括但不限于机台名称、机台类型、原采样率、目标采样率、采样率的变化值、及采样率变化值的有效期等等。图3示出了一个示例性的报警消息的内容。由于是要检测机台可能发生故障的情形，因此目标采样率通常是大于原采样率的，以便在最短时间内检测出机台是否正常工作。同时，由于采样通常会涉及到机台停机或其它影响到正常工艺线运转的情况，因此频繁的采样(即过高的采样率)会降低生产的效率，因此会为这个更高的目标采样率设定一个有效期，如果经过了该有效期后检测不到由于机台的故障所带来的良品率下降，则可以认为机台经过维护或维修之后已经度过了磨合期，可以正常地工作。当然，本发明的这种调整采样率的方法，不限于上述的由较低的采样率改变到较高的采样率，也可以按照需要由较高的采样率改变到较低的采样率。

接着，进入步骤160，将与该机台相关的报警消息发送至一确认系统进行二次确认。在本发明中，该确认系统可以通过人工(例如良率工程师)或自动的方式进行，例如对该机台在指定的期限内刚刚进行过维护或维修的情况进行核对。只有经过二次确认后的报警消息才会触发随后的步骤。这样可以保证该报警消息的准确性，减少出错的可能。另外，在作出二次确认的同时，还可以根据实际情况对该报警消息进行进一步的修改。比如，增加或减少机台的数目，对目标采样率及其有效期进行人工设定等等。对于本领域技术人员显而易见的是，上述的这一二次确认步骤是可选的，而并非是必须的步骤。

在核对了该报警消息之后，会将该报警消息发送给控制机台采样率的控制系统，并根据报警消息中设定的目标采样率和目标采样率的有效期对机台的采样率进行重新设定。同时，该方法会返回到步骤120，对生产线上的下一个机台重复上述步骤，找出下一个需要进行重点监测的机台。

在步骤170，对于报警消息中所列的机台的采样率进行改变，设定为目标采样率，从而以该新的目标采样率对在该机台上生产出的产品进行采样检测，以便及时检测出该机台是否出现非正常状况。

接着，在步骤180中，判断在该目标采样率中是否检测到样品有一定程度的良品率下降。如果是，则表示该机台的维护或维修发生了问题，导致了工艺线不能正常运转，需要对机台进行重新调试和检修。该良品率下降的程度可以由制造者根据需要自行设定，例如，可以设定为良品率下降了10％。接着，进入步骤190，对机台进行停机检查。

如果在步骤180中没有检测到明显的样品良率变化，则进入步骤200，判断是否达到了报警消息中所设定的目标采样率的有效期。如果没有到达，则继续以该目标采样率进行采样检测。如果到达了目标采样率的有效期且仍未检测出明显的产品缺陷，说明机台的维护或维修已经度过了磨合期，机台可以正常的工作。此时，进入步骤210，将机台的采样率变回在调整到目标采样率之前的原采样率。

所述的有效期可以根据机台自身的工作状况来确定，可以考虑每小时的该机台的产出数来确定。如果生产率很高，可以设定较短的有效期；反之，如果生产率较低，可以设定较长的有效期。该有效期并不一定直接用时间来计量，也可以以达到某种条件来判断。例如，可以以机台完成10批次的生产作为有效期，这样在机台完成10批次的产品生产后，该有效期失效。当然也可以设定其他条件，来判断该有效期是否失效。

通过本发明的根据预定条件对机台的采样率进行控制和调节的方法，可以对不同机台的一定时间内的生产产品的良品率进行检测，从而能及时发现机台的非正常状况。尤其是在机台预防性维护或者损坏维修后，采用本发明的这种方法，能及时检测维修后机台的工作状态，提高产品的良品率。

本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的方法可以应用到半导体制造工艺的生产线控制系统中，以软件控制的方式来实现。或者可以将各个步骤单独固化在多个控制装置或控制模块中，构成一个控制系统来实现对机台的监控。本发明的方法不仅可以应用于半导体制造的工艺线，还可用于类似的在生产线上具有若干个设备连续工作的场合和情形。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种用于对半导体制造工艺线中的机台采样率进行控制的方法，所述方法包括以下步骤：

a.定义关键机台列表；

b.扫描工艺线中的一个或多个机台，提取机台的信息；

c.判断在步骤b中扫描的机台是否在关键机台列表中，且满足检测条件；

d.对位于关键机台列表中且满足检测条件的机台定义报警消息，所述报警消息包含机台的目标采样率；

e.根据所述报警消息将所述机台的原采样率改变为所述目标采样率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述报警消息中定义目标采样率的有效期，在步骤e之后经过目标采样率的有效期后，将所述机台的采样率恢复为原采样率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在步骤e之后检测良品率是否发生了变化。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述步骤d和e之间加入确认步骤，以确认报警消息是否正确。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确认步骤通过人工方式或自动方式实现。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确认步骤中还包括对报警消息进行修改的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键机台列表中包含至少一个机台的机台名称、机台编号和机台类型的信息。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键机台列表可以预先设定或由用户自行设定。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机台信息选自机台名称、机台编号、机台类别、进行维护的日期、故障维修的日期和原采样率。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测条件为机台是否运行超过一定的时间，机台是否更换了关键性零部件，机台是否进行了预防性维护，机台是否进行了故障维修，或机台是否经过长时间停运。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标采样率大于原采样率。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机台选自反应炉、抛光机、光刻机、离子注入机、等离子枪中的一个或多个。