CN103646886B - 监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法 - Google Patents

监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,应用于生产执行系统中,包括:将缺陷检测站点抽检晶圆的规则和所有多腔体设备中的腔体信息保存到中央服务器中;待作业晶圆到达任一工序,由中央服务器确定其中的待抽检晶圆,并控制当前工序中的多腔体设备将待抽检晶圆分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中进行作业,并动态记录当前的分配和作业信息;由当前工序中的缺陷检测站点对作业后的所述待抽检晶圆进行缺陷检测,根据缺陷检测结果监控当前工序中多腔体设备的缺陷情况。采用本发明的技术方案,可以在生产执行系统中对工序设备的多个腔体的缺陷状况进行有效的监控,同时可以对晶圆产生缺陷的原因做到快速和准确的判断。

Description

监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法。
背景技术
先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序,任何环节的微小错误都将导致整个芯片的失效,特别是随着电路关键尺寸的不断缩小,其对工艺控制的要求就越严格,所以在生产过程中为能及时的发现和解决问题都配置有昂贵的光学和电子的缺陷检测设备对产品进行在线的检测。不管是光学和电子的缺陷检测,其工作的基本原理都是通过设备获得几个芯片的信号,然后再进行数据的比对,如图1表示为相邻的3个芯片,通过对3个芯片的图形数据进行同时采集,然后通过B芯片和A芯片的比较得出有信号差异的位置如图2所示,再通过B芯片和C芯片的比较得出有信号差异的位置如图3所示,那么这两个对比结果中差异信的相同位置就是B芯片上侦测到的缺陷的位置,如图4表示的是在水平方向的相邻芯片的比较,图5表示的是在垂直方向的相邻芯片的比对。
但是,缺陷检测设备的生产速度相对于工艺的作业是非常滞后的,所以往往在一个400~500个的工序中设置100个左右的缺陷检测站点,而且是对工艺作业的产品进行一定比例的抽样检测。一般一个批次的晶圆数量为25枚,在进行正常的缺陷检测是为对部分批次的产品进行2~6枚的缺陷检测。因为集成电路的制造过程环环相扣,所以为了能够快速和有效的识别缺陷来源和原因,前后工艺缺陷抽检的晶圆需要保持是同一枚或同数枚,如图6的流程图所示同一批次的产品在工序A之后的抽检晶圆为第1,2,3,10,11,25共6枚,那么其在工序B之后的抽检晶圆同样是这6枚。然而在一条集成电路的生产线上,有的设备的作业模块多达10个以上,工序中的设备按照顺序从第一到二十五进行作业,例如当某个具有7个腔体的多腔体设备其中一个腔体有问题时,就会产生如图7所示的缺陷分布图,所以按照现有的方法很难对多腔体设备的缺陷进行有效的监控,同时难以对晶圆上缺陷产生的原因做到快速和准确的判断,如果增加抽检的晶圆数量势必又会大大增加生产成本。
中国专利(公开号:CN1629624A)公开了一种监控晶圆缺陷的方法。该方法是首先提供一晶圆,该晶圆上存在有一缺陷,接着进行一化学处理步骤,以扩大晶圆上的缺陷,之后在晶圆上形成一共形材料层,然后使用扫描仪器找出晶圆上的缺陷。该发明因为采用化学处理步骤,以扩大晶圆上的缺陷处,因此可以彰显晶圆上的缺陷处,突破了现有的扫描仪器的侦测极限,能够及早反应出产品上小于奈米级以下的缺陷,不需额外添购昂贵的扫描仪器,即可达到比原先只利用扫描仪器例如是亮场检知器(Brightfieldinspector)更好的效果。
中国专利(公开号:CN102709206A)公开了一种控制晶圆生产过程异常的自动缺陷扫描抽检方法及装置。根据该发明的控制晶圆生产过程异常的自动缺陷扫描抽检方法包括:在线异常检测步骤,用于执行显性异常检测和隐性异常检测,从而在晶圆的生产过程中对生产线的显性异常和隐形异常进行检查,并记录出现显性异常和/或隐形异常的晶圆;以及固定抽检步骤,用于在晶圆处理之后执行固定抽检。所述固定抽检步骤所抽检的晶圆包括在所述在线异常检测步骤记录的出现显性异常和/或隐形异常的晶圆。
上述两件专利均未解决现有技术中很难对生产执行系统中各工序中的多腔体设备的多个腔体缺陷状况进行有效监控,同时难以对晶圆上缺陷产生的原因做到快速和准确的判断的问题。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明公开一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,以克服现有技术中很难对生产执行系统中各工序中的多腔体设备的缺陷状况进行有效监控,同时难以对晶圆上缺陷产生的原因做到快速和准确的判断的问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,应用于生产执行系统中,所述生产执行系统包括若干个工序,每个工序均包括多腔体设备和缺陷检测站点,包括如下步骤:
S1,提供一中央服务器;
S2,设定缺陷检测站点抽检晶圆的规则,将缺陷检测站点抽检晶圆的规则和所有多腔体设备中的腔体信息保存到所述中央服务器中;
S3,当待作业晶圆到达任一工序时,由所述中央服务器根据所述缺陷检测站点抽检晶圆的规则确定所述待作业晶圆中的待抽检晶圆,之后由所述中央服务器根据当前工序中的多腔体设备中的腔体信息,控制当前工序中的多腔体设备将所述待抽检晶圆分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中进行作业,并由所述中央服务器动态记录当前的分配和作业信息;
S4,由当前工序中的缺陷检测站点对作业后的所述待抽检晶圆进行缺陷检测,根据缺陷检测结果监控当前工序中多腔体设备的缺陷情况。
上述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,在所述步骤S3中:当前工序中的多腔体设备将所述待抽检晶圆随机分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中,由所述中央服务器判断当前工序中的多腔体设备的每个腔体是否均分配到待抽检晶圆,若是,进行当前工序中的多腔体设备作业,若否,等待下一批待作业晶圆到达当前工序,将其中的待抽检晶圆随机分配给未分配到待抽检晶圆的腔体,之后进行当前工序中的多腔体设备作业。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,在所述步骤S3中:当前工序中的多腔体设备将所述待抽检晶圆依次分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中,由所述中央服务器判断当前工序中的多腔体设备的每个腔体是否均分配到待抽检晶圆,若是,进行当前工序中的多腔体设备作业,若否,等待下一批待作业晶圆到达当前工序,将其中的待抽检晶圆依次分配给未分配到待抽检晶圆的腔体,之后进行当前工序中的多腔体设备作业。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,所述中央服务器还设有后台存储设备。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,在所述步骤S3中,当前多腔体设备的每个腔体均分配到待抽检晶圆之后,由所述中央服务器将动态记录的信息转移到所述后台存储设备中。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,还包括:S5,所述生产执行系统依照步骤S3,S4对待作业晶圆进行循环的作业和缺陷的抽样检测。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,所述待作业晶圆中待抽检晶圆的个数小于或等于多腔体设备中的腔体个数。
上述的一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其中,所述生产执行系统中,不同缺陷检测站点对同一批待作业晶圆中进行抽检的晶圆是同一枚或同数枚。
上述发明具有如下优点或者有益效果:
采用本发明的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,可以在生产执行系统中,对各工序中的多腔体设备的缺陷状况进行有效的监控,从而在任一工序中的缺陷检测站点抽检到任一工序中经多腔体设备作业后的晶圆有缺陷时,也可以对晶圆产生缺陷的原因做到快速和准确的判断。
具体附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明背景技术中三个相邻芯片组的结构示意图;
图2是图1中相邻芯片B和A的数据进行比对以检测缺陷的示意图;
图3是图1中相邻芯片B和C的数据进行比对以检测缺陷的示意图;
图4是本发明背景技术中在晶圆水平方向上对缺陷进行检测的结构示意图;
图5是本发明背景技术中在晶圆垂直方向上对缺陷进行检测的结构示意图;
图6是本发明背景技术中生产执行系统中晶圆作业及缺陷检测的流程示意图;
图7是本发明背景技术中生产执行系统中经缺陷检测的晶圆缺陷的示意图;
图8是本发明监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法的生产执行系统中晶圆作业及缺陷检测的流程示意图。
图9是本发明监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法的实施例的生产执行系统中晶圆作业及缺陷检测的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明,但是不作为本发明的限定。
实施例一:
如图8和图9所示,本实施例涉及一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,应用于生产执行系统中,所述生产执行系统包括若干个工序,每个工序均包括多腔体设备和缺陷检测站点,设定缺陷检测站点抽检晶圆的规则,预先将缺陷检测站点抽检晶圆的规则和所有多腔体设备中的腔体信息保存到中央服务器中,其中工序A的多腔体设备具有1号、2号…10号共10个可以作业的腔体,工序A的缺陷检测站点是针对待抽检晶圆的第1、2、3、10、11、24的晶圆进行抽检,即第1、2、3、10、11、24的晶圆为待抽检晶圆,当第一批待作业晶圆产品到达工序A时,中央服务器根据预存的缺陷检测站点抽检晶圆的规则确定待作业晶圆中的第1、2、3、10、11、24的晶圆为待抽检晶圆,之后根据工序A的多腔体设备的腔体信息控制工序A中的多腔体设备将第一批待作业晶圆的第1、2、3、10、11、24的晶圆分别随机分配给1-10号的腔体,比如分别随机分配给多腔体设备中的5、3、1、8、6、9号腔体,由中央服务器对分配的信息进行记录待抽检晶圆分别分配到哪个腔体中,以及判断是否工序A的多腔体设备都分配了待抽检的晶圆,若是,则工序A的多腔体设备进行作业,本实施例中晶圆不够分配给每个腔体,所以为否,需等待第二批待作业晶圆,当第二批待作业晶圆到达工序A的多腔体设备时,中央服务器会将第二批待作业晶圆中的待抽检晶圆分别随机分配到2、4、7、10号腔体,工序A的多腔体设备开始进行作业,中央服务器会对第二批待作业晶圆的分配信息以及每个腔体的作业信息进行记录,本实施例的中央服务器还设有后台存储设备,工序A中的多腔体设备的每个腔体都被分配了待抽检的晶圆之后,中央服务器中动态记录的信息就会自动转移到所述后台存储设备中,以便后续对晶圆缺陷的原因进行判断时直接调用。
若后续的缺陷检测站点抽检出第一批晶圆中第3晶圆有缺陷,就可以调出中央服务器的后台存储设备中的记录判断出对第一批晶圆中的第3晶圆进行作业的工序A的多腔体设备中的1号腔体有缺陷;若后续的缺陷检测站点抽检出第二批晶圆中的某个待抽检晶圆有缺陷,就可以调出中央服务器的后台存储设备中的记录判断出对第二批晶圆中的这个晶圆进行作业的多腔体设备中的几号腔体有缺陷。待作业晶圆到达工序B的多腔体设备时,中央处理器再根据预存的缺陷检测站点抽检晶圆的规则和工序B的多腔体设备的腔体信息下指令,并依上述的程序进行循环的作业和缺陷的抽样检测,其中,第一批待作业晶圆中工序A的缺陷检测站点抽检的晶圆和工序B的缺陷检测站点抽检的晶圆抽检的晶圆是同样的6枚晶圆,第二批待作业晶圆工序A的缺陷检测站点抽检的晶圆和工序B的缺陷检测站点抽检的晶圆抽检的晶圆是也是同样的几枚晶圆,以便能够快速和有效的辨别缺陷来源的原因。
实施例二:
本实施例和实施例一大致相同,区别在于,实施例一中是采用随机分配待抽检晶圆到当前工序的多腔体设备的不同腔体,本实施例中是采用依次分配待抽检晶圆到当前工序的多腔体设备的不同腔体。
本实施例具体为:当第一批待作业晶圆产品到达工序A时,中央服务器下指令将第一批待作业晶圆的第1、2、3、10、11、24的晶圆分别依次分配到到1-6号腔体进行作业,并由中央服务器对当前分配的信息进行记录,并判断是否工序A的多腔体设备的每个腔体是否都分配到待抽检晶圆,若是,则进行工序A的多腔体设备作业,本实施例为否,需等待第二批待作业晶圆,当第二批待作业晶圆到达工序A时,中央服务器会就将第二批待作业晶圆依次分配给7-10号腔体,工序A的多腔体设备开始进行作业,中央服务器会对第二批待作业晶圆的分配信息以及每个腔体的作业信息进行记录,。
若后续的缺陷检测站点抽检出第一批晶圆中第3晶圆有缺陷,就可以很明显的判断出对第3晶圆进行作业的工序A的3号腔体有缺陷,若工序A的缺陷检测站点抽检出第二批晶圆中第3晶圆有缺陷,就可以很明显的判断出对第3晶圆进行作业的工序A的多腔体设备中的9号腔体有缺陷;本实施例可以更快捷根据具体晶圆的缺陷判断出具体哪个腔体有缺陷,有时无需调用中央处理器的记录即可判断出,并根据上述的程序进行循环的作业和缺陷的抽样检测。
由上述两个实施例可知,运用本发明的晶圆作业方法,可以确保多腔体设备中的各个腔体的情况都能被有效的监控到,同时也能对缺陷检测的原因进行快速和准确的判断。
综上所述,采用本发明的晶圆作业方法,可以对多腔体设备的缺陷状况进行有效的监控,同时可以对晶圆上缺陷产生的原因做到快速和准确的判断,另一方面可以使得昂贵的检测设备的有效检测大大提升,提高了产品的良率,降低了生产成本。
本领域技术人员应该理解,本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例,在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容,在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,这并不影响本发明的实质内容。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,应用于生产执行系统中,所述生产执行系统包括若干个工序,每个工序均包括多腔体设备和缺陷检测站点,其特征在于,包括如下步骤:
S1,提供一中央服务器;
S2,设定缺陷检测站点抽检晶圆的规则,将缺陷检测站点抽检晶圆的规则和所有多腔体设备中的腔体信息保存到所述中央服务器中;
S3,当待作业晶圆到达任一工序时,由所述中央服务器根据所述缺陷检测站点抽检晶圆的规则确定所述待作业晶圆中的待抽检晶圆,之后由所述中央服务器根据当前工序中的多腔体设备中的腔体信息,控制当前工序中的多腔体设备将所述待抽检晶圆分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中进行作业,并由所述中央服务器动态记录当前的分配和作业信息;
S4,由当前工序中的缺陷检测站点对作业后的所述待抽检晶圆进行缺陷检测,根据缺陷检测结果监控当前工序中多腔体设备的缺陷情况;其中;
在所述步骤S3中:当前工序中的多腔体设备将所述待抽检晶圆随机分配到当前工序中的多腔体设备的不同腔体中,由所述中央服务器记录当前分配的信息并判断当前工序中的多腔体设备的每个腔体是否均分配到待抽检晶圆,若是,进行当前工序中的多腔体设备作业,若否,等待下一批待作业晶圆到达当前工序,将其中的待抽检晶圆随机分配给未分配到待抽检晶圆的腔体,之后进行当前工序中的多腔体设备作业。
2.如权利要求1所述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其特征在于,所述中央服务器还设有后台存储设备。
3.如权利要求2所述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其特征在于,在所述步骤S3中,当前多腔体设备的每个腔体均分配到待抽检晶圆之后,由所述中央服务器将动态记录的当前分配和作业信息转移到所述后台存储设备中。
4.如权利要求3所述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其特征在于,还包括:S5,所述生产执行系统依照步骤S3,S4,对待作业晶圆进行循环的作业和缺陷的抽样检测。
5.如权利要求1所述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其特征在于,所述待作业晶圆中待抽检晶圆的个数小于或等于多腔体设备中的腔体个数。
6.如权利要求1所述的监控多腔体设备缺陷状况的晶圆作业方法,其特征在于,所述生产执行系统中,不同缺陷检测站点对同一批待作业晶圆中进行抽检的晶圆是同一枚或同数枚。
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